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電動汽車電池退役高峰,數(shù)十萬噸電池何去何從?

作者: 時間:2021-01-18 來源:國網(wǎng)浙江電力 收藏

2013年以來,國家和各省市相繼推出購置補(bǔ)貼和政策引導(dǎo),推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。公安部統(tǒng)計顯示,截至2020年6月,全國新能源汽車保有量492萬輛。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202101/422156.htm


新能源汽車高速發(fā)展隨之帶來新問題——退役電池如何處理。根據(jù)國家規(guī)定,當(dāng)動力電池容量衰減至額定容量的80%以下時,就會強(qiáng)制回收。數(shù)據(jù)顯示,2020年,我國迎來首個動力電池退役高峰,年退役電池超過20萬噸,相當(dāng)于25座大型變電站容量。預(yù)計這一數(shù)字在2025年將達(dá)到35萬噸。

大規(guī)模退役電池如果簡單廢棄處理,不可避免對環(huán)境造成影響。一塊20克重的手機(jī)電池就可以使1平方公里的土地污染50年。因此,社會越來越重視動力電池回收利用問題,電池梯次利用因此成為行業(yè)討論的焦點。但電池梯次利用至今尚未大規(guī)模應(yīng)用,原因何在?電力公司在電池梯次利用中又能扮演什么樣的角色?

電池梯次利用首要解決技術(shù)難題

“電池梯次利用”可能不好理解。舉個例子,家里孩子玩具小汽車電池電量不足以滿足玩具小汽車要求,換到遙控器上還能用很長時間,這就是最簡單的梯次利用。

理論上,新能源汽車退役的動力電池還有80%以下的電池容量。經(jīng)過測試、篩選、重組等環(huán)節(jié),其仍具備在低速電動車、備用電池、電力儲能等領(lǐng)域“發(fā)揮余熱”的能力,從而達(dá)到梯次利用效果。如果每年退役的動力電池中70%可實現(xiàn)梯次利用,將是一個非常可觀的規(guī)模。

但是,這一設(shè)想要進(jìn)入實操環(huán)節(jié),并沒那么簡單,技術(shù)問題是首要解決的。

受電池規(guī)格、型號、使用情況的多方面因素影響,退役下來的動力電池往往缺乏一致性。動力電池在容量、內(nèi)阻、電壓等方面所表現(xiàn)出不一致問題,成為阻止梯次利用的主要難題。

而解決一致性問題,關(guān)鍵是做好電池檢測。只有正確判斷退役電池電芯或模組的工作狀態(tài),才能進(jìn)行相匹配的梯次利用。以目前市面上普遍使用的鋰電池為例,回收后,廠家使用容量檢測儀來測量電池的容量,在25℃的條件下,通過恒定電流放電至保護(hù)電壓,以放電時間和放電電流來測算電池容量。對檢測出來電池存在的問題,通過更換保護(hù)板、消除硫化、電壓平衡修復(fù)等方式,使電池達(dá)到最佳狀態(tài),達(dá)到梯次利用標(biāo)準(zhǔn)。

雖然有諸多難點,但并沒有妨礙市場對電池梯次利用是一片藍(lán)海的認(rèn)同。國內(nèi)比亞迪、寧德時代、中航鋰電等一批動力電池及上下游企業(yè)均在動力電池回收利用領(lǐng)域有所布局。

比亞迪等新能源乘用車企已具備一手操辦回收利用的能力。通過檢測、修復(fù)等環(huán)節(jié),使回收電池規(guī)格、狀態(tài)表現(xiàn)出較好的一致性,并通過技術(shù)服務(wù)等延伸服務(wù),解決梯次電池利用技術(shù)難題。

隨著更多車企開展這項業(yè)務(wù),梯次電池缺乏一致性難題未來有望在車企內(nèi)部形成回收和檢測、修復(fù)閉環(huán),當(dāng)國內(nèi)梯次電池政策逐漸完善后,動力梯次電池最終將以符合技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)進(jìn)入市場,為大規(guī)模應(yīng)用鋪平道路。


電池梯次利用 解決成本問題是關(guān)鍵

當(dāng)前,儲能產(chǎn)業(yè)特別是化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)引起全社會關(guān)注,但高成本問題依然制約其發(fā)展。

在電網(wǎng)側(cè),由于儲能尚處于起步階段,盈利模式還不明顯,效益難以準(zhǔn)確衡量。數(shù)據(jù)顯示,利用全新電池建設(shè)的儲能系統(tǒng)成本約為8000萬元/萬千瓦,相比常規(guī)電網(wǎng)基建投資,經(jīng)濟(jì)性較差。而用戶側(cè)儲能在現(xiàn)有造價和峰谷分時電價政策下,經(jīng)濟(jì)效益并不明顯,無法大規(guī)模推廣應(yīng)用。

如果峰谷分時電價差進(jìn)一步拉大,并且各方聯(lián)合起來探索分?jǐn)傠姵靥荽卫贸杀镜臋C(jī)制,那么電池梯次利用在降低儲能投資成本上的優(yōu)勢或?qū)⑦M(jìn)一步顯現(xiàn),進(jìn)而大規(guī)模利用。值得注意的是,浙江省發(fā)改委近期公布浙江電網(wǎng)2020-2022年輸配電價和銷售電價,提出進(jìn)一步降低谷段電價,適度拉大峰谷價差,充分發(fā)揮峰谷電價移峰填谷作用,鼓勵儲能等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,這為儲能行業(yè)以及梯次電池應(yīng)用釋放了積極信號。

同時,市場各方也在探索共同分擔(dān)電池梯次利用成本的機(jī)制。2020年11月,杭州鐵塔公司與國網(wǎng)杭州供電公司下屬杭州凱達(dá)電力建設(shè)公司聯(lián)合開展杭州白馬坑5G通訊基站梯次電池改造項目。完成后,凱達(dá)公司以能源供應(yīng)商身份向鐵塔公司收取能源費和服務(wù)費;以能源聚合商身份參與電力需求側(cè)響應(yīng)所獲國家及地方補(bǔ)助,由凱達(dá)公司與鐵塔公司分成;雙方共同承擔(dān)前期投資成本,后期共同獲取相關(guān)收益。

據(jù)國網(wǎng)杭州供電公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹,目前,電池梯次利用改造的通訊基站成本已降至8.5萬元/每基,不到采用新電池成本的7成,效能卻可達(dá)新電池的9成。

目前,在5G、電網(wǎng)側(cè)儲能等領(lǐng)域,梯次電池利用已經(jīng)開始實踐,并展現(xiàn)出較好的前景。未來,隨著我國儲能市場需求進(jìn)一步增大,動力電池梯次利用或?qū)⒂瓉砹紮C(jī)。


梯次電池利用 電網(wǎng)企業(yè)大有可為

中國每年退役的動力電池以十萬噸計,規(guī)模非常龐大,零敲碎打利用很難吃下這么多“存貨”,難以滿足電池“下崗再就業(yè)”的需求。大規(guī)??稍偕茉床⒕W(wǎng)、輔助服務(wù)、電力輸配、5G通信基站儲能應(yīng)用因規(guī)模化利用特征,逐漸成為市場關(guān)注的重點,包括千瓦級戶用儲能產(chǎn)品、十千瓦至百千瓦級的光儲微網(wǎng)、電動汽車充電站儲能系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心備用電源,及兆瓦級大型儲能電站。

對梯次電池供應(yīng)商來說,電網(wǎng)公司無疑是電池梯次利用可發(fā)掘的重要客戶。2019年,國家電網(wǎng)公司出臺相關(guān)文件,提出通過輸配電價疏導(dǎo)機(jī)制,將儲能作為改善新能源并網(wǎng)特性、平滑新能源出力的必要技術(shù)措施。

國網(wǎng)浙江電力也在今年提出建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下多元融合高彈性電網(wǎng),通過建設(shè)儲能項目,探索電網(wǎng)側(cè)儲能項目及源網(wǎng)、網(wǎng)荷合作儲能項目建設(shè),推動電網(wǎng)削峰填谷,提升電網(wǎng)運行效率。

國網(wǎng)浙江電力已建成杭州10千伏移動儲能電站等項目。在當(dāng)前儲能未能納入輸配電價成本核算范圍,制約電網(wǎng)側(cè)儲能發(fā)展的前提下,梯次電池的利用,為探索更低成本推動電網(wǎng)側(cè)儲能項目建設(shè)提供了新的解決方案。數(shù)據(jù)顯示,新電池儲能成本根據(jù)鉛炭電池與鋰電池等區(qū)分,儲能成本在1.3元/瓦時至2元/瓦時之間,而梯次利用儲能成本已下探至0.6元/瓦時至1元/瓦時之間,優(yōu)勢明顯。

目前,梯次電池已經(jīng)在電網(wǎng)側(cè)試點應(yīng)用。2018年3月,長深高速六合服務(wù)區(qū)投用的新充電車位,均采用退役動力電池梯次利用,實現(xiàn)光伏——儲能——充電樁的應(yīng)用。2018年8月,廣州將梯次電池應(yīng)用于微電網(wǎng)儲能,提高了資源利用效率。

對電力公司來說,梯次電池利用不僅出于成本的顯著降低,通過與通信運營商、鐵塔公司聯(lián)合開展儲能改造,電力公司可以借此成為綜合能源聚合商,構(gòu)建起龐大的分布式資源池,對開展需求側(cè)響應(yīng)、提升電網(wǎng)彈性具有重要意義,背后隱形價值十分可觀。




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