所谓动力电池梯次利用,是指在发展电动汽车过程中,对动力电池生命周期以及可再使用性进行估测后,将电池系统从车上拆下来成为一个个单体,并重组“再就业”,成为新的电池储能系统。
某业内人士对《财经国家周刊》记者表示,剩余电量充足、质量稳定的退役电池,可以转售给低速电动车、移动充电宝等市场。同时,这些电池也可通过梯次利用的模式用于储能领域,投放到商业住宅储能站、电动汽车充电储能站以及电信基站等场所。
梯次利用是一种对退役电池的合理二次利用方式,不过,和电动车早期的经历一样,由于目前还存在技术、商业模式等方面的问题,动力电池的梯次利用正在争议中前行。
陆续入局
梯次利用能使产品得到最大限度的使用。投资公司拓金研究提出,市场对梯次利用抱有热情,主要是因为这种做法有利于分摊锂电池生产制造成本,提升新能源汽车生命周期经济性。
中南大学教授李荐表示,当前90%以上的低速电动车用的都是具有价格优势的铅酸电池。如果成本控制得当,梯次利用动力电池的价格可以做到接近于铅酸电池,而且与铅蓄电池相比,梯次利用的动力电池在重量、行驶里程和充放电时间上都具有明显优势。
“现在锂电池梯次利用储能系统成本已经进入1元/Wh新时代,用户侧储能应用具备了商业推广价值。”上海煦达新能源总经理李剑铎表示。“相比之下,新电池的储能成本,如铅炭电池系统成本在1.3元~1.4元/Wh,锂电系统在2元/Wh。由此可见,梯次利用储能的成本优势明显。”
在广阔的前景下,多个领域的企业已经陆续加入其中。
2018年10月底,在此前16家整车及电池企业的合作基础上,中国铁塔与江淮汽车、蔚来汽车等11家车企业签署合作协议。
中国铁塔副总经理高步文表示,中国铁塔全国基站电池总量超过40GWh,到2020年累计退役动力电池13.79GWh,中国铁塔完全可消化这部分退役电池。如果再加上储能,中国铁塔的需求可消化1000万辆新能源汽车的的退役动力电池。
车企方面,东风汽车正在布局商业储能,通过回收电池储能设备,利用峰谷电价差或可再生能源充电,向电动汽车以及社会供电;比亚迪陆续获签英国43MW、50MW、18MW集装箱储能项目;威马汽车方面对《财经国家周刊》记者表示,威马将根据储能产品的特性,利用梯次电池开发微网光储充放一体系统,结合光伏、电网,建设威马汽车特色电力储能项目,加快产品商业化推进。
成本与安全
虽然已有尝试,但整体来看,目前国内的退役动力电池梯次利用仍处在试点阶段。
中国电机工程学会电力储能专业委员会副主任委员来小康表示,电池一致性问题成为相关项目运行中面临的最大挑战。实现动力电池梯次利用,需要完成拆解、检测、筛选、重组等多个步骤,但最早迎来报废期的一批电池尺寸不统一、型号参差不齐,动力电池全生命周期无法实现追溯。
同时,首批退役的动力电池质量也不太稳定,品质上的差异,让目前的梯次利用电池缺乏显著的性价比,也存在安全风险。“即使经过千挑万选,仍无法避免在储能系统运行过程中发生离散。”来小康说。
邦普集团相关负责人告诉记者,很多主机厂和电池厂明确表示不愿意将回收的电池用于梯次利用,避免后期在梯次利用过程中出现安全事故从而对公司品牌产生负面影响。
宁德时代副董事长兼首席战略官黄世霖的观点更“激进”:“动力电池梯次利用储能是个伪命题。”对于业内普遍认为梯次利用在通信基站上找到了适合的应用场景的观点,黄世霖认为,中国铁塔的路线行不通,主要是经济上不划算并有安全隐患。
突破在即
梯次利用遭受质疑,主要是由于技术标准不统一、行业监管缺乏等因素,想要解决这些问题,生产标准化及监管制度尤为关键。
工业和信息化部节能与综合利用司巡视员李力提出,动力电池梯次利用产业回收利用体系亟待建立,要加强产学研合作,在一些关键共性技术上协力突破,财政部门出台相应有针对性的措施促进回收利用的发展。
从技术角度来说,如何建立动力电池全生命周期检测系统、无损预测电池寿命,是梯次利用的关键所在。业内专家表示,相关部门需要建立大数据追溯系统平台,对退役电池进行系统分析,以此获得能进入梯次利用市场的大数据,数据包括设计信息、性能数据安全、来料检测等。
北汽新能源相关负责人认为,行业需要加大回收再利用关键技术研发,研究电池标准化,并落实可追溯体系,用强管理推进梯次利用率。
除此之外,中国再生资源回收利用协会报废车分会秘书长张莹认为,无论是梯次利用还是直接报废回收,都必须实现参与主体“有利可图”。如果投入大量的财力与物力,动力电池梯次利用在经济上的优势就会减弱,无法调动参与企业的积极性,要想提升梯次利用率,必须找到一种可以盈利的商业模式,让参与主体能在市场化运作中生存下去。虽然我国动力蓄电池回收利用行业已经起步,但在实际工作中,仍然存在着诸多具体难题。
一方面,从技术角度来看,我国动力电池回收利用存在一些技术难点待突破。
据专家介绍,比较核心的技术难点有两个,其一是动力蓄电池包(组)的设计多种多样,电池包的内外部结构设计、模组连接方式、工艺技术各不相同,电池的种类结构复杂多样,电池使用的寿命状况也具有多样性,这就造成了拆解困难。
其二是动力电池的梯次利用和再生利用在退役电池残值评价、多种电池的兼容性处理、负极等材料的回收等方面,还有未形成较为成熟的技术路线。
另一方面,从成本角度来看,目前动力蓄电池退役量还未完全形成规模,企业难以实现规模效应,导致盈利困难。
一位电池回收企业人士告诉记者,我国第一批退役的废旧动力电池规格、型号繁杂,单一型号电池难以形成规模。回收后的利用场景中,储能项目虽对单体电池的密度要求不高,但整体需求较大,甚至能达到兆瓦,目前淘汰下来的动力电池难以达到储能所需的一致性,而在家庭储能项目方面,国内的需求暂时还不高。
而且,由于目前退役量较多的磷酸铁锂电池质量一致性差,所含有价金属元素少,企业对其拆解回收基本处于亏损状态,动力不足。
除了回收规模问题,动力蓄电池作为危险货物,通过专业车辆运输成本是普通运输的5~6倍,再加上购买和仓储等成本,回收总体成本较高,造成企业“不愿意收”。
此外,动力电池回收渠道建设也不容乐观。中国再生资源回收利用协会报废车分会秘书长张莹表示,新能源汽车电池回收刚刚起步,许多报废电池并未进入正规渠道,市场缺少规范。由于行业处在野蛮生长期,大量车企实行价高者得,造成大部分废旧动力电池未能流入合法处理渠道,实际处理方式令人堪忧。
新能源汽车动力电池循环利用国家地方联合工程研究中心主任余海军对《财经国家周刊》表示,现在回收处理方式可谓五花八门和鱼龙混杂,包括电池企业、二手组装企业、金属冶炼企业、电子废弃物拆解企业、报废汽车解体企业、贸易商个体户等等。
“由于各类企业的在规模、技术、装备、安全、环保等各方面参差不齐,综合成本差异甚远,这也是呈现在回收前端出价高低往往存在巨大差异的主要原因。