鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:935次 | 2018年08月03日
什么是動(dòng)力電池的綜合利用
隨著我國新能源汽車產(chǎn)量和保有量的不斷攀升,動(dòng)力電池將逐漸進(jìn)入退役期,電池回收市場前景廣闊。當(dāng)前我國動(dòng)力電池綜合利用尚未形成規(guī)?;鸵?guī)范化的應(yīng)用場景,商業(yè)模式、技術(shù)創(chuàng)新等方面還存在不少問題亟待解決,加快動(dòng)力電池綜合利用規(guī)?;l(fā)展迫在眉睫。
對比國際尚有差距
應(yīng)用場景:我國電網(wǎng)儲能場景發(fā)展迅速,家庭和商業(yè)儲能等其它場景起步較晚。
目前,全球各國都在積極開展動(dòng)力電池綜合利用相關(guān)研究。美、日、德等國起步較早,并且已有成功的商業(yè)項(xiàng)目和應(yīng)用工程。
例如,美國的FreeWire公司、德國博世集團(tuán)等已成功開發(fā)出家庭和商業(yè)儲能、移動(dòng)電源以及電網(wǎng)儲能等梯次電池應(yīng)用場景。我國是近幾年才開始相關(guān)研究,探索實(shí)踐主要在電網(wǎng)儲能、低速電動(dòng)車等應(yīng)用場景方面。
商業(yè)模式:美、日商業(yè)模式已經(jīng)成熟,我國尚處于探索中。
目前,美國實(shí)行的是生產(chǎn)者責(zé)任延伸+消費(fèi)者押金制度,政府通過押金制度督促消費(fèi)者上交退役電池給汽車銷售企業(yè)。同時(shí)對電池生產(chǎn)企業(yè)收取回收費(fèi)、對消費(fèi)者收取部分手續(xù)費(fèi),用于成立回收基金,以支持電池梯次利用和回收利用。
日本從2000年起即規(guī)定電池生產(chǎn)商負(fù)責(zé)鋰電池回收,退役電池通過逆向物流統(tǒng)一返回電池生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行評估、分選和重組,再流向梯次電池用戶。
相較于美、日成熟的電池綜合利用商業(yè)模式,我國尚未形成覆蓋面較廣且統(tǒng)一的回收網(wǎng)絡(luò),而是處于多種模式并存狀態(tài)。
技術(shù)規(guī)范:性能評估、分選重組和壽命預(yù)測技術(shù)與國外仍有差距。
從技術(shù)角度看,綜合利用電池性能評估檢測、快速分選和重組、電池溯源和安全監(jiān)控是全球重點(diǎn)突破的方向。我國在動(dòng)力電池退役判定標(biāo)準(zhǔn)及性能評估技術(shù)、自動(dòng)化拆解和分選重組、電池壽命預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域,與發(fā)達(dá)國家仍有差距。
綜合利用四大難題
一是,尚未建立起共生共贏的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈。我國動(dòng)力電池回收綜合利用按照上下游產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個(gè)層次:生產(chǎn)層、綜合利用層和再生層,目前這三個(gè)層級相對孤立,沒有建立起共生共贏的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈,三個(gè)層次的協(xié)同性不足,信息數(shù)據(jù)未能共享。
二是,綜合利用盈利模式不成熟。對于綜合利用企業(yè)而言,在成本方面,綜合利用需要對回收來的退役電池進(jìn)行檢測、分類、重新配組。由于電池標(biāo)準(zhǔn)不一、電池信息數(shù)據(jù)未能完全共享,以及綜合利用技術(shù)剛剛起步等原因,需要投入大量的資金和人力,綜合重組電池成本較高。
在收入方面,目前我國綜合利用的主要用戶是中國鐵塔公司,其在采購綜合電池時(shí)一般會(huì)對標(biāo)其經(jīng)常采購使用的鉛酸電池,給出的綜合電池采購價(jià)較低。較高的成本和較低的采購價(jià)使得綜合利用企業(yè)盈利空間不足,亟待探索新型盈利模式。
三是,綜合利用關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。我國動(dòng)力電池梯次利用在重組技術(shù)、離散整合技術(shù)和壽命預(yù)測技術(shù)等方面存在技術(shù)難點(diǎn)。
重組技術(shù)的主要難點(diǎn)是分組技術(shù)和成組技術(shù),目前都存在不少問題,如分組參數(shù)設(shè)定不合理、模組離散性大、性能不穩(wěn)定、系統(tǒng)集成困難等。離散整合技術(shù)的關(guān)鍵是讓不同離散程度的電池包在同一系統(tǒng)里高效運(yùn)行。退役模組芯片系統(tǒng)(SOC)檢測模擬技術(shù)和電源管理系統(tǒng)(BMS)技術(shù)是亟待突破的技術(shù)難點(diǎn)。壽命預(yù)測技術(shù)是整個(gè)綜合利用產(chǎn)品技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn),目前在電量衰減機(jī)理、余能檢測以及新技術(shù)精確測量定量技術(shù)方面,還亟待突破。
四是,標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范發(fā)展滯后。標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的制定和推廣是綜合利用規(guī)?;瘧?yīng)用的前提。雖然車用動(dòng)力電池的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、信息追溯、拆解規(guī)范、余能檢測等相關(guān)規(guī)范已經(jīng)發(fā)布,但因?yàn)槿狈?yīng)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或可操作性的技術(shù)規(guī)范,不同廠家的電池結(jié)構(gòu)、材料體系差距較大,部分汽車生產(chǎn)企業(yè)未能主動(dòng)公開動(dòng)力蓄電池拆卸、拆解及貯存技術(shù)說明等信息,綜合電池重組及評價(jià)不規(guī)范,不利于電池規(guī)范化、規(guī)?;C合利用。
迎難而上五點(diǎn)建議
第一,構(gòu)建我國動(dòng)力電池綜合利用的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
一是構(gòu)建全生命周期的生態(tài)體系。建立電池生產(chǎn)商、整車企業(yè)、回收企業(yè)、綜合利用企業(yè)、綜合利用用戶和再生冶煉企業(yè)六位一體的綜合利用生態(tài)體系,形成聯(lián)動(dòng)。
二是探索適合的商業(yè)模式。整合行業(yè)資源,構(gòu)建覆蓋面廣、可持續(xù)的回收和綜合利用網(wǎng)絡(luò)。
三是搭建信息溯源平臺。構(gòu)建從電池生產(chǎn)、使用、綜合利用、報(bào)廢回收等全生命周期的信息溯源系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)(BMS)的運(yùn)行數(shù)據(jù)與電芯數(shù)據(jù)全部后臺傳輸,信息系統(tǒng)可以對電池單體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)溯源進(jìn)行查詢,并實(shí)現(xiàn)用大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行電池評估篩選。
第二,加強(qiáng)對關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與攻關(guān)。
一是離散整合技術(shù)。針對梯次應(yīng)用不同場景的Pack設(shè)計(jì)電池模組建立數(shù)據(jù)庫,根據(jù)不同電池模組的性能、壽命、容量、內(nèi)阻、余能等數(shù)據(jù)參數(shù)重新分組,建立數(shù)據(jù)模型和電池管理系統(tǒng),提升重組后電池的性能。
二是儲能系統(tǒng)并網(wǎng)拓?fù)溲芯?。針對不同種類、規(guī)模、大小的動(dòng)力電池,研究設(shè)計(jì)合理的基于高頻變壓器隔離的級聯(lián)H橋儲能系統(tǒng)并網(wǎng)拓?fù)?,降低儲能系統(tǒng)對綜合利用電池種類及電池一致性的依賴,提升退役電池的利用率。
第三,制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。
一是管理標(biāo)準(zhǔn)。制定《新能源汽車動(dòng)力電池綜合利用實(shí)施細(xì)則》,細(xì)化綜合利用上下游相關(guān)主體的責(zé)任,加強(qiáng)動(dòng)力電池梯次利用行業(yè)準(zhǔn)入門檻、信息溯源管理、綜合電池管理、綜合利用基金等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。
二是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。研究制定動(dòng)力電池Pack拆解工藝規(guī)范,并對電池拆解后的分類、標(biāo)簽、存放、信息錄入和追溯等相關(guān)工作做出明確規(guī)范。
三是評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。建立新能源汽車動(dòng)力蓄電池第三方評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),為動(dòng)力電池綜合利用企業(yè)在動(dòng)力蓄電池余能檢測、殘值評估等階段提供技術(shù)指導(dǎo)。
第四,創(chuàng)新綜合應(yīng)用盈利模式。
一是多元化開拓綜合應(yīng)用場景。在太陽能、風(fēng)能等可再生能源并網(wǎng)、微電網(wǎng)、汽車充電樁、社區(qū)及公共建筑儲能、數(shù)據(jù)中心備用電源等領(lǐng)域建設(shè)綜合電池應(yīng)用示范。
二是打造租售并舉的綜合應(yīng)用模式。針對客戶的需求程度和資金承受能力分類實(shí)施,對于需求強(qiáng)烈、資金充裕的綜合利用客戶,以出售梯級電池為主;對于社區(qū)、景點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心等需求不夠強(qiáng)烈、資金預(yù)算不足的客戶,則可借鑒合同能源管理的經(jīng)驗(yàn)采取出租的方式。
三是多種支付方式。通過分期付款、分時(shí)租賃、盈利后結(jié)算、托管運(yùn)營、甚至免費(fèi)供貨等方式吸引梯次用戶。
第五,完善政策激勵(lì)機(jī)制。
一是統(tǒng)籌現(xiàn)有資金專項(xiàng),對動(dòng)力電池回收利用體系的建設(shè)、動(dòng)力電池綜合利用技術(shù)的研發(fā)、動(dòng)力電池綜合利用示范項(xiàng)目等,給予一定的資金補(bǔ)貼,優(yōu)先推薦申報(bào)國家節(jié)能環(huán)保、綠色制造等專項(xiàng)資金,對綜合利用電池用戶給予一定的財(cái)政補(bǔ)貼。
二是積極探索建立綜合利用回收體系社會(huì)資金保障機(jī)制,逐步形成政府資助引領(lǐng)、企業(yè)和社會(huì)多元投入、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益共享的資金保障機(jī)制。
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