我國需建立動力電池梯級回收產(chǎn)業(yè)鏈

時間:2016-05-09 10:36來源:cbcu 作者:王杰
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     隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，動力電池市場將迎來巨大增幅，同時，隨之而來的動力電池回收再利用問題將越來越突出。一般來說，動力電池的容量低于初始容量的80%就認(rèn)為動力電池壽命結(jié)束，不能再用在新能源汽車上。從目前技術(shù)來看，動力電池包的循環(huán)壽命為1000-1500次左右，折合使用壽命為5年左右。隨著電動汽車大范圍推廣，動力電池的報廢數(shù)量也將越來越多，據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測，到2020年，我國電動汽車動力電池累計報廢量將達到12萬-17萬噸的規(guī)模。因此，我國亟需建立一個動力電池梯級回收產(chǎn)業(yè)鏈。
我國動力電池梯級回收現(xiàn)狀
1.政策
我國在2012年7月出臺的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中，就明確提出“制定動力利用管理辦法，建立動力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。引導(dǎo)動力電池生產(chǎn)企業(yè)加強對廢舊電池的回收利用，鼓勵發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)。”但是，這一規(guī)劃中對回收利用過程中的權(quán)責(zé)和承擔(dān)方并未作出具體的規(guī)定。
2015年，財政部等四部委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財政支持政策的通知》，汽車生產(chǎn)企業(yè)及動力電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)承擔(dān)動力電池回收利用的主體責(zé)任，負(fù)責(zé)動力電池的回收。
為鼓勵生產(chǎn)企業(yè)回收動力電池，不少地方政府也在積極探索。上海市出臺政策，車企回收動力電池政府將補助1000元/套;深圳則建立動力電池利用和回收體系：每賣一輛車廠商拿出600元、政府拿出300元，用于回收動力電池，初步建立電池回收的機制。
2.發(fā)展現(xiàn)狀
目前，包括國家電網(wǎng)、各地政府、電池企業(yè)等企事業(yè)單位紛紛開展動力電池梯次回收的研究，取得一定進展，但仍然屬于探索階段，尚未形成產(chǎn)業(yè)鏈。
國網(wǎng)浙江公司探索動力電池在電動自行車上的梯次回收。國網(wǎng)浙江電力公司于2013年編制完成了《動力電池電動自行車梯次利用技術(shù)方案》，其對電動汽車報廢電池的電芯進行重組，改造成用于48伏電動自行車的動力電源，實現(xiàn)節(jié)能減排。
國網(wǎng)北京公司將電池梯次利用與快充結(jié)合。2014年3月，國網(wǎng)北京電科院（300215）開展了“電動汽車動力電池梯次利用技術(shù)研究與示范”項目，該項目將退運電池梯次利用與直流快充站相結(jié)合，同時通過百千瓦級儲能系統(tǒng)接入，動態(tài)調(diào)節(jié)充電站內(nèi)直流負(fù)荷，穩(wěn)定電壓節(jié)點，降低充電站內(nèi)負(fù)荷峰谷差，提高充電站的綜合運營效益。
國網(wǎng)河南公司建成微電網(wǎng)系統(tǒng)，并打造了一套動力電池分選、評估、配組的規(guī)范化流程。國網(wǎng)河南公司聯(lián)合南瑞集團、電池制造企業(yè)等單位，通過在基礎(chǔ)理論、應(yīng)用技術(shù)及示范推廣等方面開展全面研究與實踐，建成的退役電池儲能示范工程，在全國率先打造了一套退役動力電池從分選、重組到儲能利用的規(guī)范化流程。該工程位于鄭州市尖山真型輸電線路試驗基地，是國內(nèi)首個真正意義上的基于退役動力電池的混合微電網(wǎng)系統(tǒng)，聯(lián)調(diào)成功后已連續(xù)運行滿1年，累計供電逾4.5萬千瓦時，目前系統(tǒng)運行狀況良好。
此外，國網(wǎng)河南電力還牽頭組建了退役電池分選評估技術(shù)平臺，實現(xiàn)了退役電池的安全性評估、循環(huán)壽命測試及分選分級;針對退役電池性能不一致性，制定了電池配組技術(shù)規(guī)范，研制了高效可靠的電池管理系統(tǒng)，提升了電池的二次循環(huán)壽命;開發(fā)出不同電壓和容量等級的退役電池儲能系統(tǒng)，推動了退役電池儲能系統(tǒng)在電動摩托車等小型儲能領(lǐng)域的示范應(yīng)用。
北京科委通過場地車、變電站等改裝，達到了較好的經(jīng)濟效果。北京市科委的“電動汽車鋰離子電池系統(tǒng)全生命周期利用技術(shù)研究與示范”項目組利用退役的動力電池，在電動場地車、電動叉車和電力變電站直流系統(tǒng)上進行改裝示范，經(jīng)實測回收電池性能上相比傳統(tǒng)鉛酸電池有一定優(yōu)勢，且經(jīng)濟性較好。
梯級回收存在的問題
梯次利用更能夠挖掘動力電池的更多價值，降低動力電池整體成本，實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的利益最大化。但梯次利用仍面臨眾多的難題和挑戰(zhàn)，如果不能有效解決，難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
1.電池匹配問題
我國不同車企的電池路線、電池的規(guī)格型號選擇以及對電池的測評要求各不相同，造成了目前電池的型號過多，不同類型電池電壓、充放平臺都各不相同，所以在電池分選過程中將造成極大的困難。由于儲能電池規(guī)模很大，常以百千瓦甚至兆瓦級作為單位，因此儲能電池利領(lǐng)域電池匹配問題尤為突出。
2.與儲能項目的匹配問題
儲能電池屬于工程屬性的電池，建設(shè)的時間和空間相對集中，有明確的工期限制。動力電池屬于產(chǎn)品屬性的應(yīng)用，電池的淘汰隨時隨地發(fā)生，和儲能電池的工程屬性不大匹配。如果有了儲能項目，再去市場上回收電池，時效上無法保證;如果把平時回收的電池儲存起來，可能會增加回收電池的成本，同時電池的存放過程中，性能也可能會發(fā)生改變。
3.電池二次成本問題
電池梯次利用過程中，其回收、拆解、分選、運輸、倉儲、二次成組，每一步都需要成本，尤其電池拆解過程中，由于不同廠家電池結(jié)構(gòu)、模組連接、工藝技術(shù)各不相同，自動化設(shè)備難以完成，需要存在大量的人工作業(yè)，效率低下，且由于拆解過程中損壞等因素，成本存在不確定性，如何有效降低這部分成本、提高效率，將成為動力電池有效梯級利用的關(guān)鍵因素。
4.安全問題
電池本身是能量載體，即使在放電完成之后，仍有部分能量殘留。在電池拆解過程，由于存在大量的人工作業(yè)，操作規(guī)范性難以保證，如果一旦出現(xiàn)操作不當(dāng)，容易出現(xiàn)短路、漏液等問題，進而造成起火爆炸等安全事故。
總結(jié)
預(yù)計在未來4-8年內(nèi)，本階段推廣的新能源汽車電池將逐漸報廢，以目前動力電池回收發(fā)展情況來看，我國仍處于起步階段，距離產(chǎn)業(yè)化尚遠(yuǎn)，政府、企業(yè)都亟需加緊布局，避免未來形成被動局面。
(責(zé)任編輯：王杰)
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