退役電池“價值化”路徑

退役電池“價值化”路徑

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退役電池,應該怎麼處理?在一些專家來看,它最好的前途就是資源化。

但在

長沙礦冶研究院有限責任公司

(以下簡稱“長沙礦冶院”)新能源迴圈利用事業部總經理熊偉看來,

對退役電池梯次利用,可實現能量價值高效利用

退役電池“價值化”路徑

右六為長沙礦冶院新能源迴圈利用事業部總經理熊偉

時值5月,

2022高工儲能全國巡迴調研

走進長沙礦冶院,並專訪了長沙礦冶院新能源迴圈利用事業部總經理熊偉。他稱,退役電池並非要像學界所說的簡單一刀切,只要對其綜合分析,是可以登上“大雅之堂”的。

受電池原材料漲價影響,儲能專案平均中標價格已由去年的1。4元/瓦時上漲到今年1。7元/瓦時。而經初步預估,2021-2030年市場退役下來的電池可達705萬噸。2030年,全球退役電池可達50GWh。熊偉稱,製造一塊同等容量的新電池的成本遠遠大於電池梯次利用的成本。

三元電池因為含有鎳、鈷、錳,所以它的再生價值很高。當前,鎳鈷回收率可達98%。而磷酸鐵鋰電池的主要構成元素是鋰、鐵,但是它因為使用壽命長,所以梯次利用的價值比較高。熊偉表示,梯次電池可應用於應急保電、備電等多個場景。

退役電池透過梯次利用來套現

2021年12月23日,工信部正式釋出第三批《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規範條件》企業名單。從白名單來看,本次共有20家企業入選,其中長沙礦冶院等11家企業從事動力電池梯次利用。

2021年9月,長沙格林香山公交站場梯次光儲充一體化商業專案正式投運。該專案由長沙礦冶院和長沙市湘行交通新能源有限公司合作建設,長沙礦冶院作為技術方,負責專案技術研發及裝置的供應。該專案採用電動公交退役後的磷酸鐵鋰動力蓄電池模組進行系統整合,可為長沙公交集團約170臺電動公交車提供充電保障。

退役電池“價值化”路徑

圖為長沙格林香山公交站場梯次光儲充一體化商業專案(受訪者供)

該專案為湖南省首個退役電池梯次利用場景商業化應用,是長沙礦冶院打造的閉環儲能產業示範專案之一。目前該專案已經成功執行超過半年。

“梯次電池可以登大雅之堂。”熊偉稱,退役電池並不是所有直接到了報廢階段。退役電池可以透過梯次利用來套現。因為每個場景對電池的效能要求等並不相同。從理論來講,梯次電池無論是作為使用者側儲能產品或者是低速動力產品,均可以滿足場景要求。

“能用盡量用,能收儘量收。”這是熊偉對退役電池利用的一個基本準則。他稱,梯次電池先利用再回收,符合經濟效益最大化原則。

在越來越多企業加入梯次電池利用行列時,但要警惕的是一些企業“以次充好”做法,這樣會讓外界加深對梯次電池的“誤解”。不僅會對梯次電池產生不可磨滅的負面影響,而且存在較強的安全隱患。因此,未來梯次電池產品的運用,需要建立相應的標準和嚴格的監管機制。

精確分選 “跳水”帶來的難題迎刃而解

外界最擔心的就是電池“跳水”。熊偉談到,要給退役電池做全面體檢、逐個篩選,分選出效能較好的電池進行梯次利用。這個過程中,首先要對退役電池進行全面檢查,其次提高篩選精確率,對每一個電池建立準確的“資料檔案”,“跳水”的電池直接資源再生不再梯次利用。

熊偉用一個電池“體檢”的比喻,論及電池檢查和篩選的必要性。就像人們做體檢,檢查一下特徵指標,就是知道它是處於50歲還是60歲的狀態。當然如果已經檢查出他全部“80歲”了,那麼就走再生通道。如果是處於“50歲”或者“60歲”,則可以將它們梯次利用起來。

熊偉談到,儘管電池出現“跳水”是客觀存在的問題。但不是每個電池都會跳水,只要篩選出有問題的電池即可。除了分選外,電池安全檢測系統可實現電池效能預測,在電池衰減到一定程度上時進行更換。因此,第一,梯次利用的產品設計要更靈活,當個別電池因跳水等原因不能繼續使用時,方便電池更換,不影響系統整體執行。其次,梯次利用還要解決可隨時更換電池包的問題。

據熊偉介紹,目前已有一些車企巨頭在研究一種迴圈12000次以上的電池。這樣的理念就是為電池梯次利用而設計,這樣退役下來的電池,可梯次利用機率高很多,也算是車企對社會履行責任。那麼,在一些場景中,運用這樣的梯次電池基本不會有問題。

技術經濟性和安全仍是核心問題

當前,沿海第一批電池退役潮已經來臨。各地區已經積蓄了不少對退役電池的技術研發。熊偉稱,目前要重點突破退役電池梯次利用技術,降低成本、提高經濟性。但目前要實現技術經濟性,根本性問題還是實現量產化。

熊偉表示,目前來看,梯次電池是符合經濟效益要求的。但需要實現退役電池快速篩選、精確分選,尤其是從電池檢測、分選,再到儲能電站建設,實現電池狀態資料庫建設和動態監測,一旦發現一些電池達到真正“退休年齡”,就可以實現電池替換無縫對接。

熊偉解釋稱,因為在一套儲能系統中,最終的結果是實現整體執行,而不是看單個電池的效能的。儘管可能他們都是“50歲的電池”,他們的目的是最終整體達到效果。因此在操作時,可以採用更多“50歲電池”來完成“30歲電池”可以完成的整體任務。

除了經濟性,安全問題也備受關注。這個問題的核心是要消除大眾對梯次電池的疑慮,加強梯次電池的檢測、分選。在熊偉看來,這個原理就跟國外租賃、二手車火熱的原理一樣,因為國外二手車資料、狀態透明,所以大家都信賴二手車的效能。同理,只要掌握每一個電池的狀態,就可以梯次利用退役電池。

儘管目前梯次利用的商業模式仍不明顯。但退役電池的梯次利用可以在珠三角、長三角等地區去做試點。

“吃幹榨盡每一個電池。” 據熊偉介紹,目前國外已經有較為成功的商業模式,比如特斯拉梯次利用及回收模式,相信國內也會形成梯次利用成熟模式。其中關鍵包括以下三點:

第一, 梯次電池使用,要選擇適合的場景。

第二, 要實現電池體檢和分選的高精確度。

第三, 電池包設計在產品體系結構上可形成行業標準。