新能源汽车的快速增长,势必产生大量退役动力电池。如何促进动力电池高效循环利用、打造动力电池循环经济体系、弥补产业短板,已经成为行业热议的焦点。

自2014年我国新能源乘用车市场开启后,新能源汽车行业经历了快速发展。“十三五”期间,我国新能源汽车累计推广量超过480万辆。

根据《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出的总体目标,到2025年、2030年、2035年,我国新能源汽车销量占汽车总销量的比例分别为约20%、40%、50%。

新能源汽车的快速增长,势必产生大量退役动力电池。如何促进动力电池高效循环利用、打造动力电池循环经济体系、弥补产业短板,已经成为行业热议的焦点。

不久前发布的《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》指出,支持动力电池梯次产品在储能、备能、充换电等领域创新应用,加强余能检测、残值评估、重组利用、安全管理等技术的研发。

作为推动新能源汽车电池循环经济的第一环节,动力电池梯次利用延长了电池使用寿命,从资源安全、节能环保、经济效益和延长产业链条等多方面具有重要意义。动力电池梯次的利用,应从退役电池梯次利用开始。

应用大幕已开启

新能源汽车的电池使用寿命一般为4~8年,以此计算,2019年是我国新能源汽车电池进入批量报废期的起始时间。初步估计,到2020年我国将产生约26万吨的退役锂离子电池,2025年将产生80万吨的退役锂离子电池,预计容量超过130吉瓦时。从我国动力电池发展路线来看,2023年之前退役电池主要以磷酸铁锂电池为主,2023年之后将逐渐转变为以三元锂离子电池为主。

目前,我国有关动力电池梯次利用的政策已经明确。

从国家规范层面看,2019年以来,工信部发布《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法》,鼓励从事梯次利用的综合利用企业在基站备电、储能、充换电等领域开展动力电池梯次利用,提高电池综合经济效益。

从地方措施层面看,多地已发布了动力电池梯次利用的政策。以广州为例,2020年上半年,广州印发《关于促进汽车产业加快发展的意见》简称《意见》,明确推进动力电池回收与再利用。《意见》督促整车制造企业和动力电池相关企业履行企业主体责任,支持电池残值再利用,鼓励实行统一标准,解决电池产品不一致、不兼容等问题,提高回收经济性。同时,《意见》对每个试点示范项目按照项目固定资产投资额给予不超过30%的奖励,单个企业最高不超过1亿元,同时给予试点示范项目5年贷款贴息补助,单个企业每年最高不超过1000万元。

多重政策支持下,动力电池梯次利用整体发展向好。

目前,实际应用案例主要集中在电力储能和通信基站领域,未来,应用市场有望进一步被扩大。其中,在大型集中式充电站中可以利用退役电池形成储能系统,实现峰谷套利,降低充电成本。从未来发展潜力而言,动力电池梯次利用在电力储能、低速电动车、通信基站备用电源等领域具有较大市场空间。

多重政策的推动,也让动力电池梯次利用参与方逐渐增加。

退役电池:梯次利用前景看好 有序市场如何建立?

近几年,电池企业、整车企业、下游用户、专业的储能系统集成商甚至是储能系统关键部件开发商(PCS、BMS)等企业,都开始关注动力电池梯次利用,开展技术积累以及相关业务。市场也出现了一些专业从事动力电池梯次利用的企业,但由于动力电池梯次利用涉及环节(电池拆卸、包装运输、拆解、分拣、重组等)较多,而且动力电池生命周期较长,当前我国的退役体量尚不足以支撑完整的梯次利用产业。

随着动力电池大规模退役期不断临近,各企业投资布局相关业务及资本收购的动作也逐渐密集。由于动力电池回收责任机制和回收利用体系的系统性和复杂性,产业链上下游的战略联盟与合作是未来的必然趋势。

另外,打造动力电池循环经济也将使得动力电池作为资产的金融价值愈加凸显,未来将催生一些以动力电池为资产的金融资产服务企业。

成本标准存难题

当前,退役电池梯次利用主要面临以下几方面问题:

第一,新电池成本下降较快,梯次利用电池的利润承压能力较弱。梯次利用电池的成本一般为新电池成本的60%~70%,与新电池相比,旧电池在使用寿命、安全性以及性能可靠性等方面要劣于新电池,且大部分退役电池需要经过测试、分析、组装等多个工序,会带来较高的额外成本。同时,新电池成本仍在快速下降中,给退役电池成本优势带来巨大挑战,让其竞争优势并不明显,在一定程度上影响了用户使用退役电池的积极性。

第二,退役电池应用数据不足,缺乏深入研究,无法快速高效地对电池进行健康状态识别。对于从事退役电池梯次利用的第三方企业,难以获得电池实际应用数据,且目前没有高效快速的检测方案,增加了电池分析的难度和额外成本。

第三,政策法规不完善,权责不清晰,导致回收率较低。尽管我国建立动力电池溯源平台,明确了各方责任,但缺乏健全的监管体制,导致大量电池经过非正规渠道回收,无法保障电池安全处理,影响了电池回收率。

第四,动力电池缺乏统一标准,梯次利用亦缺乏标准。从制造源头看,动力电池种类繁多、规格各异,均根据汽车主机厂要求进行设计,并未从源头考虑未来梯次利用,给未来梯次利用带来较大难度。从退役环节看,大部分私家车退役时电池剩余容量较低,出租车及公共服务运营车辆退役电池剩余容量较高,对不同领域的动力电池退役缺乏统一的分级、评估、筛选标准,致使从事退役电池再利用的企业及用户缺乏信心。另外,由于缺乏监管机制,在一些企业,存在为了拿取补贴提前“退役”的现象。

有序市场如何建立

 为应对上述退役电池梯次利用存在的挑战,建设可持续的、健康有序的退役电池回收再利用市场,建议如下:

首先,要加强技术研发,开发高效快速的退役电池健康状态识别技术。加强电池健康状态识别技术的研发投入,开发高效的识别技术,降低退役电池诊断成本,从监管层面降低退役电池运行数据获取难度,免费向开发退役电池再利用的企业提供退役电池运行数据,帮助其降低退役电池诊断成本。

其次,要完善政策法规,促进梯次利用产业规模。通过政策法规强制规范电池生产、回收、再利用各环节,实现电池100%回收。出台相应政策支持相关产业发展,壮大产业规模,通过规模化发展,带来经济优势。

再次,建立健全动力电池梯次利用技术标准体系。通过考虑不同场景对电池性能的要求,包括使用寿命、充放电倍率、安全指标等,便于对退役电池进行分级管理,并形成退役电池技术标准,将不同等级的退役电池匹配到相应的应用场景中。另外从标准层面建立退役电池健康状态、剩余能量检测标准,快速高效地对电池进行诊断。

为促进退役后汽车动力电池在储能系统上的再利用,2018年10月,美国保险商实验室(UL)发布了UL1974《Evaluation for Repurposing Batteries》,UL 1974同时也是美国和加拿大的国家标准。未来中关村储能产业技术联盟(CNESA)与UL将组建工作组,在梯次利用和储能领域共同推进双方标准的制(修)订与完善。(作者系中关村储能产业技术联盟研究经理)

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