鉅大LARGE | 點擊量:1853次 | 2019年10月24日
動力電池梯次利用儲能在爭議中推進
本文綜合自中國汽車報、工信部、中國汽車工程學會
日前,中國電池聯(lián)盟聯(lián)合北京綠色智匯能源技術研究院發(fā)布《動力電池回收利用行業(yè)報告》(以下簡稱“《報告》”)稱,預計2020年累計退役的動力電池將超過23萬噸(21GWh)。在新能源汽車經(jīng)歷長達十年的推廣期后,動力電池進入了規(guī)?;艘垭A段。如何做好動力電池的回收利用,成為全行業(yè)甚至全社會共同關注的問題。也正因如此,動力電池作為儲能單元進行梯次利用成為相關方面的探索路徑之一?!秷蟾妗凤@示,2020年,我國動力電池回收利用市場規(guī)模將達約65億元,其中梯次利用市場規(guī)模41億元左右;2023年,市場規(guī)模合計將達150億元,其中梯次利用約為57億元。
梯次利用儲能項目持續(xù)推進
今年3月,江蘇南京江北儲能電站破土動工,這是我國首個也是全球最大規(guī)模的動力電池梯次利用電網(wǎng)側儲能電站。此次儲能站工程共利用“舊電池”總容量為7.5萬kWh,包括磷酸鐵鋰電池4.5萬kWh,鉛酸電池3萬kWh。該項目梯次利用規(guī)模為國內之最,后續(xù)還將探索采用變電站+儲能站+光伏充電站+數(shù)據(jù)中心的方式建設運營,以此實現(xiàn)能源、數(shù)據(jù)的融合共享。
同月,奇瑞控股集團旗下安徽瑞賽克再生資源技術股份有限公司與上海電力大學環(huán)境與化學工程學院聯(lián)合開發(fā)“動力蓄電池梯次利用異構兼容儲能電站”項目,并官宣成功破解了不同品牌、不同老化程度、不同結構動力電池兼容應用等技術瓶頸:一是通過異構兼容進行功率均衡控制,可實現(xiàn)5種不同電池類型、不同成組結構、不同時期退役動力電池的兼容利用;二是專用“橋接管理器”可讓篩選后的退役動力電池包直接利用;三是創(chuàng)新回收電池快速檢測的方法,實現(xiàn)了退役動力電池的快速分選。
南方電網(wǎng)綜合能源服務公司和深圳市比克動力電池有限公司合作建成的2.15MW/7.27MWh梯次電池儲能項目投運,這是國內首個成功落地的電池整包梯次利用儲能項目。該項目主要利用B品電池或電動汽車退役電池,在用戶側實現(xiàn)了磷酸鐵鋰和三元電池并用儲能,用于工商業(yè)園區(qū)用電負荷的削峰填谷和提供電力輔助服務運營期限為15年。
梯次利用儲能仍存爭議
值得一提的是,比克電池儲能項目不僅應用十分成熟的磷酸鐵鋰電池,還將三元電池納入梯次利用的范圍之內。針對磷酸鐵鋰和三元電池的選用問題,比克電池儲能事業(yè)部總經(jīng)理向超耀表示,雖然三元電池的能力密度有優(yōu)勢,但儲能對能力密度的要求不高。而磷酸鐵鋰電池成本較低,循環(huán)壽命比較高,因此儲能產(chǎn)品多以磷酸鐵鋰體系為主。不過,據(jù)他介紹,雖然三元電池循環(huán)壽命相對較短,但憑借密度大、能量足的優(yōu)勢,其在梯次利用中的價值比磷酸鐵鋰要高。
比克電池方面認為,應該根據(jù)不同的應用場景,選擇不同的動力電池回收利用解決方案。磷酸鐵鋰和三元電池混用,有利于推動行業(yè)進一步充分挖潛動力電池的剩余價值,尤其是即將大規(guī)模退役的三元電池,因此具有重要意義,可很大程度上解決未來3~5年或5~8年很急迫的社會問題。數(shù)據(jù)顯示,2016年以來超過80%的新能源乘用車都搭載三元電池,這也意味著2020年以后三元電池的報廢量將明顯增長。
“三元電池安全性不好保證,梯次利用作為儲能使用面臨一定的困難?!北本┲侵袃δ芸萍加邢薰究偨?jīng)理杜宏表示,比克電池選用三元電池做儲能,在整個行業(yè)內是一種突破,也在一定程度上代表了新動向。
“目前新能源乘用車主要配裝三元電池,但其退役后是否適合儲能方向?我認為,現(xiàn)階段技術還不夠成熟,如果系統(tǒng)設計不足或超期服役的話,將帶來非常多的安全隱患。”動力電池行業(yè)專家吳銘(化名)認為,三元電池在儲能系統(tǒng)中,僅僅用作“削峰填谷”,只能繼續(xù)使用兩年,經(jīng)濟上并不劃算。同時,從回收到運輸再進行檢測,再做成儲能系統(tǒng)的隱形成本非常高。探索步伐越邁越快在動力電池梯次利用領域不乏新動向,當然也仍存爭議。寧德時代副董事長兼首席戰(zhàn)略官黃世霖此前曾在一個行業(yè)會議上明確表示:“動力電池的梯次利用儲能是一個偽命題?!?
黃世霖認為,由于梯次利用電池基礎數(shù)據(jù)的積累還遠遠不夠,在生命末端到底會發(fā)生什么情況至今不可預知,而完成一些關鍵問題的分析,還需要幾年的時間。他還表示,業(yè)界對動力電池和儲能電池的認識存在誤區(qū),未來儲能電池系統(tǒng)的要求并不比動力電池的低,隨著動力電池能量密度不斷提高,循環(huán)壽命會變短,將更加不適合進行梯次利用。
杜宏告訴記者,動力電池進行梯次利用的難度非常大,在儲能項目中的推廣一直不順利。由于系統(tǒng)復雜性高、拆解不便、一致性差、品質不高、回收拆解成本高、經(jīng)濟性欠佳等問題,動力電池梯次利用的發(fā)展面臨艱巨挑戰(zhàn)。
吳銘則認為,早期動力電池使用信息不完善,一般難以判斷其健康狀態(tài)、適用場景,后期維護管理難度不小。他說:“不同企業(yè)的電池型號不一,電池包工藝不同,回收以后要拆解成單個電池體后再檢測,之后在經(jīng)過重裝的過程,其實非常復雜,費力不討好。未來隨著動力電池技術提升,規(guī)?;瘞淼某杀拘獙@現(xiàn),對退役動力電池進行梯次利用,不如采購新型電池。”
工信部擬推落實財稅優(yōu)惠政策支持
近日,工信部回復全國人大易家祥代表關于支持動力電池回收和梯次利用加快發(fā)展的建議時表示,考慮到當前動力電池回收利用成本高、企業(yè)經(jīng)濟動力不足等問題,工信部表示未來將積極會同有關部門落實財稅優(yōu)惠政策,利用已有節(jié)能環(huán)保、綠色制造等專項資金渠道支持骨干企業(yè)發(fā)展。以市場化為主導,鼓勵探索動力蓄電池殘值交易等市場化模式,不斷降低回收利用成本,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
近年來,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,累計產(chǎn)量超過300萬輛,動力蓄電池配套量也逐年攀升。隨著動力蓄電池逐步退役,預計到2020年累計退役量將超過25GWh。這些電池退役后,如處置不當,隨意丟棄,不僅會給社會帶來環(huán)境影響和安全隱患,而且也會造成資源浪費。做好動力蓄電池回收利用工作有利于保護環(huán)境和社會安全,有利于實現(xiàn)資源循環(huán)利用,對于生態(tài)文明建設具有重要意義。
一、已開展的主要工作
(一)加強制度頂層設計。2018年,工業(yè)和信息化部會同有關部門發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,突出落實生產(chǎn)者責任延伸制度和全生命周期管理理念,圍繞動力蓄電池設計、生產(chǎn)、銷售、運輸、回收利用及無害化處置等環(huán)節(jié)構建回收利用體系。目前,汽車生產(chǎn)企業(yè)積極履行回收主體責任,已建設回收服務網(wǎng)點4145個。工業(yè)和信息化部按照《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》及公告管理暫行辦法要求,發(fā)布第一批符合規(guī)范條件的企業(yè)名單,引導行業(yè)規(guī)范發(fā)展。發(fā)展改革委會同有關部門印發(fā)《電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策(2015年版)》,對動力蓄電池回收利用工作給予技術指導。
(二)積極開展試點示范。2018年,工業(yè)和信息化部會同有關部門發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》,并確定在京津冀、上海、廣東、湖南等17個地區(qū)及中國鐵塔公司開展試點,支持了一批重點回收利用項目建設。中國鐵塔公司2018年全面停止采購鉛酸電池,已在全國31個省市約25萬基站應用梯次利用電池3GWh,并與汽車生產(chǎn)企業(yè)合作建立起退役電池回收主渠道。發(fā)展改革委指導深圳開展新能源汽車動力蓄電池監(jiān)管回收利用體系建設試點工作,推進資源循環(huán)利用基地建設。
(三)全面實施溯源管理。2018年,工業(yè)和信息化部發(fā)布《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規(guī)定》,明確了溯源信息的采集要求,對各環(huán)節(jié)企業(yè)主體履行回收利用溯源責任作出詳細規(guī)定。組織建設了新能源汽車國家監(jiān)測與動力蓄電池回收利用溯源綜合管理平臺,構建來源可查、去向可追、節(jié)點可控、責任可究的溯源管理機制。目前,已有538家產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)完成國家平臺注冊,累計上傳溯源信息約210萬余條,有效發(fā)揮了全生命周期監(jiān)督作用。
(四)加快行業(yè)技術升級。工業(yè)和信息化部組織編制了汽車行業(yè)“十三五”標準體系,加快推動亟需標準的制定工作。在已完成的產(chǎn)品規(guī)格尺寸、編碼規(guī)則、拆解規(guī)范及余能檢測等4項回收利用相關標準的基礎上,加快梯次利用要求、拆卸要求、材料回收要求、包裝運輸規(guī)范等相關標準的研究和制定。中國通信企業(yè)協(xié)會等行業(yè)組織發(fā)布了梯次電池組技術要求和檢驗方法、管理系統(tǒng)(BMS)要求及企業(yè)管理規(guī)范等13項團體標準。工業(yè)和信息化部支持國聯(lián)動力電池研究院組建了國家動力電池創(chuàng)新中心,指導建立了中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟,建立了產(chǎn)學研協(xié)同攻關機制。
二、下一步工作考慮積極會同有關部門開展以下工作:
一是完善配套政策措施??紤]到當前動力蓄電池退役量少、回收利用成本高、企業(yè)經(jīng)濟動力不足等問題,工業(yè)和信息化部將積極會同有關部門落實財稅優(yōu)惠政策,利用已有節(jié)能環(huán)保、綠色制造等專項資金渠道支持骨干企業(yè)發(fā)展。以市場化為主導,鼓勵探索動力蓄電池殘值交易等市場化模式,不斷降低回收利用成本,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。同時,加快修訂《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》,研究制定梯次利用電池產(chǎn)品管理制度,引導行業(yè)規(guī)范發(fā)展。
二是推進產(chǎn)業(yè)鏈耦合發(fā)展。新能源汽車動力蓄電池回收利用涉及產(chǎn)業(yè)鏈多個環(huán)節(jié),是一項復雜的系統(tǒng)工程。工業(yè)和信息化部將通過試點示范,推動區(qū)域加強協(xié)作,實現(xiàn)各環(huán)節(jié)信息共享,構建良性發(fā)展的動力蓄電池回收利用體系。充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會、聯(lián)盟等平臺作用,繼續(xù)加快國家動力電池創(chuàng)新中心建設,緊密連接上下游產(chǎn)業(yè)鏈,搭建促進動力蓄電池梯次利用與回收處理的平臺,共同推動動力蓄電池回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
三是加快標準體系建設。加快動力蓄電池回收利用有關國家、行業(yè)、地方及團體等亟需標準研制進度,協(xié)調全國汽標委加快梯次利用要求、電池拆卸、包裝運輸、材料回收4項國標發(fā)布進程,以及放電規(guī)范、梯次利用產(chǎn)品標識、單體拆解規(guī)范等國家、行業(yè)標準的研制工作,發(fā)揮標準的技術引領作用。
梯次利用儲能將迎來標準文件
2019年8月28日,電動汽車消防安全系列團體標準的立項評審會上,由應急管理部上海消防研究所牽頭,向中國汽車工程學會和中國消防協(xié)會提出的立項申請的一系列動力電池梯次利用儲能團體標準通過專家組討論同意通過立項評審,列入中國汽車工程學會和中國消防協(xié)會2019年團體標準研制計劃。這些團體標準包含《動力電池梯次利用儲能電站火災風險評估指南》、《動力電池梯次利用儲能電站火災應急預案編制指南》、《動力電池梯次利用儲能系統(tǒng)消防安全技術條件》和《動力電池梯次利用儲能電站火災防控裝置性能要求與試驗方法》。
即便業(yè)界對動力電池梯次利用持有“異見”,但在政策的支持和鼓勵下,光伏、分布式能源、電力設備、動力電池、電動汽車企業(yè)等紛紛開拓儲能市場。