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动力电池梯次利用储能在争议中推进

作者:中国储能网新闻中心 来源:北极星储能网 发布时间:2019-09-03 浏览:
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本文综合自中国汽车报、工信部、中国汽车工程学会

日前,中国电池联盟联合北京绿色智汇能源技术研究院发布《动力电池回收利用行业报告》(以下简称“《报告》”)称,预计2020年累计退役的动力电池将超过23万吨(21GWh)。在新能源汽车经历长达十年的推广期后,动力电池进入了规模化退役阶段。如何做好动力电池的回收利用,成为全行业甚至全社会共同关注的问题。也正因如此,动力电池作为储能单元进行梯次利用成为相关方面的探索路径之一。《报告》显示,2020年,我国动力电池回收利用市场规模将达约65亿元,其中梯次利用市场规模41亿元左右;2023年,市场规模合计将达150亿元,其中梯次利用约为57亿元。

梯次利用储能项目持续推进

今年3月,江苏南京江北储能电站破土动工,这是我国首个也是全球最大规模的动力电池梯次利用电网侧储能电站。此次储能站工程共利用“旧电池”总容量为7.5万kWh,包括磷酸铁锂电池4.5万kWh,铅酸电池3万kWh。该项目梯次利用规模为国内之最,后续还将探索采用变电站+储能站+光伏充电站+数据中心的方式建设运营,以此实现能源、数据的融合共享。

同月,奇瑞控股集团旗下安徽瑞赛克再生资源技术股份有限公司与上海电力大学环境与化学工程学院联合开发“动力蓄电池梯次利用异构兼容储能电站”项目,并官宣成功破解了不同品牌、不同老化程度、不同结构动力电池兼容应用等技术瓶颈:一是通过异构兼容进行功率均衡控制,可实现5种不同电池类型、不同成组结构、不同时期退役动力电池的兼容利用;二是专用“桥接管理器”可让筛选后的退役动力电池包直接利用;三是创新回收电池快速检测的方法,实现了退役动力电池的快速分选。

南方电网综合能源服务公司和深圳市比克动力电池有限公司合作建成的2.15MW/7.27MWh梯次电池储能项目投运,这是国内首个成功落地的电池整包梯次利用储能项目。该项目主要利用B品电池或电动汽车退役电池,在用户侧实现了磷酸铁锂和三元电池并用储能,用于工商业园区用电负荷的削峰填谷和提供电力辅助服务运营期限为15年。

梯次利用储能仍存争议

值得一提的是,比克电池储能项目不仅应用十分成熟的磷酸铁锂电池,还将三元电池纳入梯次利用的范围之内。针对磷酸铁锂和三元电池的选用问题,比克电池储能事业部总经理向超耀表示,虽然三元电池的能力密度有优势,但储能对能力密度的要求不高。而磷酸铁锂电池成本较低,循环寿命比较高,因此储能产品多以磷酸铁锂体系为主。不过,据他介绍,虽然三元电池循环寿命相对较短,但凭借密度大、能量足的优势,其在梯次利用中的价值比磷酸铁锂要高。

比克电池方面认为,应该根据不同的应用场景,选择不同的动力电池回收利用解决方案。磷酸铁锂和三元电池混用,有利于推动行业进一步充分挖潜动力电池的剩余价值,尤其是即将大规模退役的三元电池,因此具有重要意义,可很大程度上解决未来3~5年或5~8年很急迫的社会问题。数据显示,2016年以来超过80%的新能源乘用车都搭载三元电池,这也意味着2020年以后三元电池的报废量将明显增长。

“三元电池安全性不好保证,梯次利用作为储能使用面临一定的困难。”北京智中储能科技有限公司总经理杜宏表示,比克电池选用三元电池做储能,在整个行业内是一种突破,也在一定程度上代表了新动向。

“目前新能源乘用车主要配装三元电池,但其退役后是否适合储能方向?我认为,现阶段技术还不够成熟,如果系统设计不足或超期服役的话,将带来非常多的安全隐患。”动力电池行业专家吴铭(化名)认为,三元电池在储能系统中,仅仅用作“削峰填谷”,只能继续使用两年,经济上并不划算。同时,从回收到运输再进行检测,再做成储能系统的隐形成本非常高。探索步伐越迈越快在动力电池梯次利用领域不乏新动向,当然也仍存争议。宁德时代副董事长兼首席战略官黄世霖此前曾在一个行业会议上明确表示:“动力电池的梯次利用储能是一个伪命题。”

黄世霖认为,由于梯次利用电池基础数据的积累还远远不够,在生命末端到底会发生什么情况至今不可预知,而完成一些关键问题的分析,还需要几年的时间。他还表示,业界对动力电池和储能电池的认识存在误区,未来储能电池系统的要求并不比动力电池的低,随着动力电池能量密度不断提高,循环寿命会变短,将更加不适合进行梯次利用。

杜宏告诉记者,动力电池进行梯次利用的难度非常大,在储能项目中的推广一直不顺利。由于系统复杂性高、拆解不便、一致性差、品质不高、回收拆解成本高、经济性欠佳等问题,动力电池梯次利用的发展面临艰巨挑战。

吴铭则认为,早期动力电池使用信息不完善,一般难以判断其健康状态、适用场景,后期维护管理难度不小。他说:“不同企业的电池型号不一,电池包工艺不同,回收以后要拆解成单个电池体后再检测,之后在经过重装的过程,其实非常复杂,费力不讨好。未来随着动力电池技术提升,规模化带来的成本效应将显现,对退役动力电池进行梯次利用,不如采购新型电池。”

工信部拟推落实财税优惠政策支持

近日,工信部回复全国人大易家祥代表关于支持动力电池回收和梯次利用加快发展的建议时表示,考虑到当前动力电池回收利用成本高、企业经济动力不足等问题,工信部表示未来将积极会同有关部门落实财税优惠政策,利用已有节能环保、绿色制造等专项资金渠道支持骨干企业发展。以市场化为主导,鼓励探索动力蓄电池残值交易等市场化模式,不断降低回收利用成本,实现可持续发展。

近年来,我国新能源汽车产业快速发展,累计产量超过300万辆,动力蓄电池配套量也逐年攀升。随着动力蓄电池逐步退役,预计到2020年累计退役量将超过25GWh。这些电池退役后,如处置不当,随意丢弃,不仅会给社会带来环境影响和安全隐患,而且也会造成资源浪费。做好动力蓄电池回收利用工作有利于保护环境和社会安全,有利于实现资源循环利用,对于生态文明建设具有重要意义。

一、已开展的主要工作

(一)加强制度顶层设计。2018年,工业和信息化部会同有关部门发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,突出落实生产者责任延伸制度和全生命周期管理理念,围绕动力蓄电池设计、生产、销售、运输、回收利用及无害化处置等环节构建回收利用体系。目前,汽车生产企业积极履行回收主体责任,已建设回收服务网点4145个。工业和信息化部按照《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》及公告管理暂行办法要求,发布第一批符合规范条件的企业名单,引导行业规范发展。发展改革委会同有关部门印发《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》,对动力蓄电池回收利用工作给予技术指导。

(二)积极开展试点示范。2018年,工业和信息化部会同有关部门发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用试点实施方案》,并确定在京津冀、上海、广东、湖南等17个地区及中国铁塔公司开展试点,支持了一批重点回收利用项目建设。中国铁塔公司2018年全面停止采购铅酸电池,已在全国31个省市约25万基站应用梯次利用电池3GWh,并与汽车生产企业合作建立起退役电池回收主渠道。发展改革委指导深圳开展新能源汽车动力蓄电池监管回收利用体系建设试点工作,推进资源循环利用基地建设。

(三)全面实施溯源管理。2018年,工业和信息化部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》,明确了溯源信息的采集要求,对各环节企业主体履行回收利用溯源责任作出详细规定。组织建设了新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台,构建来源可查、去向可追、节点可控、责任可究的溯源管理机制。目前,已有538家产业链上下游企业完成国家平台注册,累计上传溯源信息约210万余条,有效发挥了全生命周期监督作用。

(四)加快行业技术升级。工业和信息化部组织编制了汽车行业“十三五”标准体系,加快推动亟需标准的制定工作。在已完成的产品规格尺寸、编码规则、拆解规范及余能检测等4项回收利用相关标准的基础上,加快梯次利用要求、拆卸要求、材料回收要求、包装运输规范等相关标准的研究和制定。中国通信企业协会等行业组织发布了梯次电池组技术要求和检验方法、管理系统(BMS)要求及企业管理规范等13项团体标准。工业和信息化部支持国联动力电池研究院组建了国家动力电池创新中心,指导建立了中国汽车动力电池产业创新联盟,建立了产学研协同攻关机制。

二、下一步工作考虑积极会同有关部门开展以下工作:

一是完善配套政策措施。考虑到当前动力蓄电池退役量少、回收利用成本高、企业经济动力不足等问题,工业和信息化部将积极会同有关部门落实财税优惠政策,利用已有节能环保、绿色制造等专项资金渠道支持骨干企业发展。以市场化为主导,鼓励探索动力蓄电池残值交易等市场化模式,不断降低回收利用成本,实现可持续发展。同时,加快修订《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》,研究制定梯次利用电池产品管理制度,引导行业规范发展。

二是推进产业链耦合发展。新能源汽车动力蓄电池回收利用涉及产业链多个环节,是一项复杂的系统工程。工业和信息化部将通过试点示范,推动区域加强协作,实现各环节信息共享,构建良性发展的动力蓄电池回收利用体系。充分发挥行业协会、联盟等平台作用,继续加快国家动力电池创新中心建设,紧密连接上下游产业链,搭建促进动力蓄电池梯次利用与回收处理的平台,共同推动动力蓄电池回收利用产业发展。

三是加快标准体系建设。加快动力蓄电池回收利用有关国家、行业、地方及团体等亟需标准研制进度,协调全国汽标委加快梯次利用要求、电池拆卸、包装运输、材料回收4项国标发布进程,以及放电规范、梯次利用产品标识、单体拆解规范等国家、行业标准的研制工作,发挥标准的技术引领作用。

梯次利用储能将迎来标准文件

2019年8月28日,电动汽车消防安全系列团体标准的立项评审会上,由应急管理部上海消防研究所牵头,向中国汽车工程学会和中国消防协会提出的立项申请的一系列动力电池梯次利用储能团体标准通过专家组讨论同意通过立项评审,列入中国汽车工程学会和中国消防协会2019年团体标准研制计划。这些团体标准包含《动力电池梯次利用储能电站火灾风险评估指南》、《动力电池梯次利用储能电站火灾应急预案编制指南》、《动力电池梯次利用储能系统消防安全技术条件》和《动力电池梯次利用储能电站火灾防控装置性能要求与试验方法》。

即便业界对动力电池梯次利用持有“异见”,但在政策的支持和鼓励下,光伏、分布式能源、电力设备、动力电池、电动汽车企业等纷纷开拓储能市场。

关键字:动力电池梯次利用 储能

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