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动力电池梯次利用:市场政策环境具备 机遇与风险共存

日期:2016-06-14    来源:储能产业技术联盟

国际充换电网

2016
06/14
09:17
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关键词: 动力电池技术 电动车电池 电池企业

电动汽车对动力电池的性能要求较高,当动力电池的容量下降到不满足续航里程要求时,须对电池进行更换。随着电动汽车的快速推广应用,预计未来几年动力电池将进入大规模退役阶段,因此如何对退役动力电池进行高效、有序的回收和再利用,提高资源利用率、避免环境污染、增加全寿命周期价值,成为影响电动汽车未来发展的重要问题。

应用领域及潜在规模

电动汽车退役动力电池通常具有初始容量70%以上的剩余容量,经过重新检测分析、筛选及电池单体配对成组,可用于其他运行工况相对良好、对电池性能要求较低的领域。退役动力电池梯次利用的应用领域包括小型车载和备用电源领域和电力储能领域。

梯次利用于小型车载和备用电源领域包括退役动力电池梯次利用于小型场地车、低速电动车等价格相对较低、对行驶性能要求较弱的车型,以及通讯基站备用电源等领域,以替代铅酸电池为主要目标。

梯次利用于电力储能领域是为电网、公用事业公司、分布式微网系统、居民家庭和工商业用于等提供电力服务,包括可再生能源并网、电力输配、分布式发电及微网、电动汽车充电站储能等领域。

根据《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》制定的2020年中国新能源汽车累计产销500万辆的推广应用目标,结合目前国内新能源汽车企业对动力电池普遍实施的5-8年质保服务, 2020年之前推广应用的新能源汽车动力电池将在2025年集中退役,CNESA预计届时在电力储能领域的梯次利用规模将达60GWh。

关键技术环节

梯次利用产业是对动力电池产业的有效承接,因此梯次利用产业链也涵盖了动力电池生产制造、电动汽车车载应用、退役动力电池的回收与性能评估、电池系统重组、梯次利用应用于储能领域以及电池报废和资源循环等多个环节。其中退役动力电池的回收与性能评估、电池系统重组以及梯次利用应用于储能领域是梯次利用的核心环节,共同决定了梯次利用的技术能力、经济性水平和系统运行状况。

由于梯次利用仍然处于技术验证和项目示范阶段,因此并没有专门从事梯次利用业务的企业,目前梯次利用储能项目的参与方主要有科研机构、动力电池生产企业、电动汽车制造商、储能产品及零部件开发商、储能系统集成商、电力用户、废旧电池回收企业等。

中短期内电动汽车和动力电池系统生产企业是梯次利用的最主要市场推动力。

以尼桑、通用汽车、戴姆勒、宝马、雷诺等为代表的大型汽车企业是推动和开展梯次利用示范应用的最主要力量。在已开展的梯次利用示范项目和商业化应用中,分布式微网(光伏+储能)、户用储能、备用电源、快速充电站储能和大型储能电站是目前退役动力电池梯次利用于储能时的主要应用实践领域。从项目或产品规模看,容量在100kWh以内的梯次利用储能系统或产品是目前梯次利用的主要方向。

以电动汽车生产企业为主导,与动力电池生产企业、储能产品及零部件开发商开展合作,是现阶段开展梯次电池在储能领域中的示范应用和商业化探索的主要方式。此外,电池生产企业与专业回收企业合作经营的模式也快速建立起来。多方的合作既是生产者责任追究制度下,电动汽车生产企业履行废旧动力电池回收处理责任的一种有效实践,也是电动汽车和储能产业参与者共同探索降低动力电池全寿命周期成本、拓展应用市场的一种积极探索。

相关政策

中国自2011年起开始将动力电池回收利用工作纳入新能源汽车推广应用的政策体系,并在2012-2020年节能与新能源汽车产业发展规划中对未来动力电池回收工作进行了明确规划。2015年底至2016年初国家发改委、工信部、环保部等部委专门针对电动汽车动力蓄电池的回收利用出台指导性和规范性文件,促进新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用产业规模化、规范化、专业化发展,提高新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用水平。

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《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》

政策提出对动力电池回收利用实施生产者责任延伸制度,电动汽车生产企业(含进口商)应承担电动汽车废旧动力蓄电池回收利用的主要责任,动力蓄电池生产企业应承担电动汽车生产企业售后服务体系之外的废旧动力蓄电池回收利用的主要责任。同时,政策还对构建回收体系,建立动力电池技术信息追溯制度,开展回收业务的企业应具备的条件,废旧动力电池拆解、贮存、运输和再利用原则等内容提出了明确的要求。

《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》

政策出台致力于加强新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业管理,规范行业和市场秩序,促进新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用产业规模化、规范化、专业化发展,提高新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用水平。应根据废旧动力蓄电池的容量、充放电特性及安全性评估等实际情况综合判断是否满足梯级利用相关要求,对符合要求的废旧动力蓄电池分类重组,提高综合利用经济效益。

《废电池污染防治技术政策》(征求意见稿)

政策将已经失去使用价值而被废弃的动力电池组(包)、模块或单体电池单独作为一个类别纳入废电池污染防治管理体系。政策对于废电池的收集、运输、贮存、资源再生和处理处置等过程的污染防治技术规范了可采取的技术路线、原则和方法。

梯次利用的技术和市场不确定性

电动汽车退役动力电池梯次利用于储能领域虽然可以增加动力电池的全寿命周期使用价值,减少资源消耗和废物产生,拥有广阔的应用前景和巨大的市场潜力,但是能否建立起一套经济可行并且能够持续健康运行的梯次利用商业体系还取决于以下因素:

退役动力电池系统的机械和电化学条件是否具有梯次利用的价值,即能否以一种经济、安全的方式对退役动力电池系统进行拆解重组、开展梯次利用。

是否具备梯次利用的技术能力和市场策略,包括从电动汽车上拆卸动力电池包、检查系统是否具有梯次利用能力、将电池系统拆解并重新组成新系统、为梯次电池系统的运行提供维护服务等相关方面的技术能力,以及选择合适的领域开展商业化的梯次利用项目。

面对成本快速下降、性能大幅提升的新电池,如何解决退役动力电池技术性能降低与梯次利用技术成本增加之间的矛盾。一方面面对退役动力电池大幅衰减的容量和寿命,梯次利用产业必须给出极低的价格才能满足市场要求,另一方面退役动力电池的回收、运输、电池测试、筛选和系统重组等环节技术难度大、工艺复杂,又会带来成本的大幅增加。

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