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電動汽車電池退役高峰,數十萬噸電池何去何從?

作者:時間:2021-01-18來源:國網浙江電力收藏

2013年以來,國家和各省市相繼推出購置補貼和政策引導,推動新能源汽車產業快速發展。公安部統計顯示,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://www.834653.tw/article/202101/422156.htm


新能源汽車高速發展隨之帶來新問題——退役電池如何處理。根據國家規定,當動力電池容量衰減至額定容量的80%以下時,就會強制回收。數據顯示,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,相當于25座大型變電站容量。預計這一數字在2025年將達到35萬噸。

大規模退役電池如果簡單廢棄處理,不可避免對環境造成影響。一塊20克重的手機電池就可以使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討論的焦點。但電池梯次利用至今尚未大規模應用,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。經過測試、篩選、重組等環節,其仍具備在低速電動車、備用電池、電力儲能等領域“發揮余熱”的能力,從而達到梯次利用效果。如果每年退役的動力電池中70%可實現梯次利用,將是一個非常可觀的規模。

但是,這一設想要進入實操環節,并沒那么簡單,技術問題是首要解決的。

受電池規格、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、內阻、電壓等方面所表現出不一致問題,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,才能進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,通過更換保護板、消除硫化、電壓平衡修復等方式,使電池達到最佳狀態,達到梯次利用標準。

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海的認同。國內比亞迪、寧德時代、中航鋰電等一批動力電池及上下游企業均在動力電池回收利用領域有所布局。

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、修復等環節,使回收電池規格、狀態表現出較好的一致性,并通過技術服務等延伸服務,解決梯次電池利用技術難題。

隨著更多車企開展這項業務,梯次電池缺乏一致性難題未來有望在車企內部形成回收和檢測、修復閉環,當國內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規范標準的狀態進入市場,為大規模應用鋪平道路。


電池梯次利用 解決成本問題是關鍵

當前,儲能產業特別是化學儲能產業已經引起全社會關注,但高成本問題依然制約其發展。

在電網側,由于儲能尚處于起步階段,盈利模式還不明顯,效益難以準確衡量。數據顯示,利用全新電池建設的儲能系統成本約為8000萬元/萬千瓦,相比常規電網基建投資,經濟性較差。而用戶側儲能在現有造價和峰谷分時電價政策下,經濟效益并不明顯,無法大規模推廣應用。

如果峰谷分時電價差進一步拉大,并且各方聯合起來探索分攤電池梯次利用成本的機制,那么電池梯次利用在降低儲能投資成本上的優勢或將進一步顯現,進而大規模利用。值得注意的是,浙江省發改委近期公布浙江電網2020-2022年輸配電價和銷售電價,提出進一步降低谷段電價,適度拉大峰谷價差,充分發揮峰谷電價移峰填谷作用,鼓勵儲能等產業發展,這為儲能行業以及梯次電池應用釋放了積極信號。

同時,市場各方也在探索共同分擔電池梯次利用成本的機制。2020年11月,杭州鐵塔公司與國網杭州供電公司下屬杭州凱達電力建設公司聯合開展杭州白馬坑5G通訊基站梯次電池改造項目。完成后,凱達公司以能源供應商身份向鐵塔公司收取能源費和服務費;以能源聚合商身份參與電力需求側響應所獲國家及地方補助,由凱達公司與鐵塔公司分成;雙方共同承擔前期投資成本,后期共同獲取相關收益。

據國網杭州供電公司相關負責人介紹,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,效能卻可達新電池的9成。

目前,在5G、電網側儲能等領域,梯次電池利用已經開始實踐,并展現出較好的前景。未來,隨著我國儲能市場需求進一步增大,動力電池梯次利用或將迎來良機。


梯次電池利用 電網企業大有可為

中國每年退役的動力電池以十萬噸計,規模非常龐大,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”的需求。大規模可再生能源并網、輔助服務、電力輸配、5G通信基站儲能應用因規模化利用特征,逐漸成為市場關注的重點,包括千瓦級戶用儲能產品、十千瓦至百千瓦級的光儲微網、電動汽車充電站儲能系統、數據中心備用電源,及兆瓦級大型儲能電站。

對梯次電池供應商來說,電網公司無疑是電池梯次利用可發掘的重要客戶。2019年,國家電網公司出臺相關文件,提出通過輸配電價疏導機制,將儲能作為改善新能源并網特性、平滑新能源出力的必要技術措施。

國網浙江電力也在今年提出建設能源互聯網形態下多元融合高彈性電網,通過建設儲能項目,探索電網側儲能項目及源網、網荷合作儲能項目建設,推動電網削峰填谷,提升電網運行效率。

國網浙江電力已建成杭州10千伏移動儲能電站等項目。在當前儲能未能納入輸配電價成本核算范圍,制約電網側儲能發展的前提下,梯次電池的利用,為探索更低成本推動電網側儲能項目建設提供了新的解決方案。數據顯示,新電池儲能成本根據鉛炭電池與鋰電池等區分,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,優勢明顯。

目前,梯次電池已經在電網側試點應用。2018年3月,長深高速六合服務區投用的新充電車位,均采用退役動力電池梯次利用,實現光伏——儲能——充電樁的應用。2018年8月,廣州將梯次電池應用于微電網儲能,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,構建起龐大的分布式資源池,對開展需求側響應、提升電網彈性具有重要意義,背后隱形價值十分可觀。




關鍵詞: 電動汽車電池

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