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动力电池梯级利用发展概况及思考

导读: 李震彪表示,判断梯级利用是否可行,主要是从技术可行性和经济可行性两个方面来进行。在产业发展初期,因为受限于退役电池规模问题,大多数是以技术可行性研究为主。

“目前我国动力电池梯级利用产业处于由示范工程向商业化转变的过渡阶段。”中国汽车技术研究中心有限公司政研中心汽车产业政策研究室工程师李震彪表示,经过几年的研究探索和试点示范,我国动力电池梯级利用应用领域已集中在电力系统储能、通信基站备用电源、低速电动车以及小型分布式家庭储能、风光互补路灯、移动充电车、电动叉车等相关领域。

动力电池梯级利用发展概况及思考

中汽中心政研中心汽车产业政策研究室工程师李震彪

5月11-12日,由电动汽车资源网主办的2018中国(郑州)新能源汽车产业生态大会在郑州登封盛大举行。其中,11日下午的主题为“零部件2.0时代”,中汽中心政研中心汽车产业政策研究室工程师李震彪做题为“动力电池梯级利用发展概况及思考”的精彩演讲。电动汽车资源网整理李震彪演讲主要内容如下:

一、政策标准现状

国家积极鼓励动力电池梯级利用,但是暂未建立起完善动力电池梯级利用政策体系。李震彪表示,在已出台的相关政策中,虽然对动力电池梯级利用的相关内容都有所提及,但是对梯级利用所涉及的诸多管理问题,目前尚无明确和专门的政策进行有序规范。

1.梯级利用政策发展历程:

(1) 最开始的政策为《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》,提出建立动力电池梯级利用管理体系。

(2)在2012年-2016年之间陆续出台很多政策,但是梯级利用只是作为一个很小的点。2016年1月,《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》发布,国家明确提出要鼓励先梯级利用后再生利用,并且支持企业开展梯级利用,不断技术开发和创新。2016年2月份,工信部发布新能源汽车废旧动力蓄电池梯级利用行业规范条件和名单管理暂行办法。综合利用是梯级利用和再生利用的总称,但是这份文件中企业要求一项,针对再生利用比较多,针对梯级利用的企业要求很少。

(3) 2016年到2018年之间出台政策很少,这段时间也是产业发展的时期。今年2月份,《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》发布,明确提出梯级利用,明确梯次利用产品要进行编码。

(4) 2018年3月,工信部联合其他七部委,开展新能源汽车回收利用试点工作,在京津冀、长三角、珠三角、中部区域等开展回收利用试点,要求突破动力蓄电池产业发展瓶颈,推进梯次利用规模化发展。

(5) 2018年4月,国家首个地方政府出台的动力电池回收利用试点实施方案发布,是由国家发改委环资司转发深圳市政府的回收利用试点方案,将梯次利用作为重要内容。

2.梯级利用相关标准:

李震彪表示,目前我国在梯级利用标准制定方面,已经走在世界前列。

二、产业发展现状

(1)目前我国动力电池梯级利用产业处于由示范工程向商业化转变的过渡阶段。李震彪表示,判断梯级利用是否可行,主要是从技术可行性和经济可行性两个方面来进行。在产业发展初期,因为受限于退役电池规模问题,大多数是以技术可行性研究为主。我国动力电池梯级利用的应用场景主要是替换原有铅酸电池及部分应用新锂电池的应用场景。经过几年的研究探索和试点示范,我国动力电池梯级利用应用领域已集中在电力系统储能、通信基站备用电源、低速电动车以及小型分布式家庭储能、风光互补路灯、移动充电车、电动叉车等其他相关领域。

在经济性方面,近一两年来,随着动力电池逐步退役,已经有相关企业在积极探索以租代售,提供新型服务模式,推进在梯级利用领域应用。

(2)电力系统储能

从技术上来看,电动汽车动力蓄电池梯级利用电池应用于电力系统储能是可行的,但是由于退役动力蓄电池电芯的性能参数差异较大,如何确定简单、合适、可靠并具备一定普适性的分选条件是需要解决的技术难题。

(3)通信基站备用电源领域

通信基站备用电源应用较多的是铅酸电池,部分也用新的磷酸铁锂电池。国内积极开展相关示范研究的是中国铁塔,自2015年10月,建设了57个试验站点,涵盖了各种类型的应用工况。

由于备电对电池的要求不是特别的高,梯次电池相比铅酸电池在循环寿命、能量密度、高温性能等方面具备一定优势,各项性能指标优于铅酸电池。梯次电池在技术上完全满足各种工况备电需求,不同循环寿命梯次电池适用于不同应用场景。

由于通信基站备用电源电池的标称电压固定为48V,还有通信领域对BMS的不同要求等,因此,车用退役动力电池无法直接整包应用于通信基站备用电源,需要拆解重组成标准模块后应用。

(4)低速电动车。这里低速电动车是一个宏观的概念,包括四轮低速电动车、电动摩托车、电动自行车等。李震彪指出,这一领域有一个非常显著的特点,即拥有巨大市场保有量,比汽车保有量要大得多。低速电动车方面,截止到2017年底,全国四轮低速电动车已经超过200万辆,在这个领域目前没有相关准入标准。它们应用主要是以铅酸电池为主,但是从2017年网络上低速电动车准入标准来看,未来四轮低速电动车,基本上是按照电动乘用车要求来要求的,未来锂电化已经非常明确。

电动三轮车目前保有量超过5000万辆,主要应用领域是农村地区作为生产力工具另外还有城市快递物流车。目前电动三轮车也没有统一标准,它们应用电池也是以铅酸电池为主。

电动自行车方面,我国电动自行车社会保有量已经高达2.5亿辆。电动自行车领域有两个技术点,一是对标准电压有要求,今年工信部修改了新的电动自行车的通用技术规范条件,明确要求标准电压要小于等于48V,最大不能超过60V。第二,尺寸要做处理。

(5)其他应用领域。包括小型家庭储能分布式储能、风光互补路灯、电动叉车、UPS等其他领域,通过标准对比来看,也是完全可以满足它们领域电池的要求。其中家庭储能领域,在国外有较大市场,国内企业也在做,但是做成的产品还是出口,国内市场基本上不太成熟。

李震彪指出,相关企业已在思考通过商业模式的创新来解决梯级利用的产品售后以及经济性问题。

三、关于梯级利用几点思考

李震彪表示,梯级利用可以带来经济效益、环境效益和社会效益。(1)经济效益:可延长动力蓄电池生命周期,降低动力蓄电池使用成本,为相关企业带来经济效益。(2)环境效益:合理利用废旧电动蓄电池资源,可减少梯级利用领域铅酸电池以及新锂电池等生产量,减少危险无产生量同时,降低能源消耗和二氧化碳排放。(3)社会效益:提供就业机会,提升纳税。

因此梯级利用是非常值得做的一件事情。那么目前行业争议点在哪里?近年来随着新电池性能快速提升和成本快速下降,成为影响梯级利用市场发展的最大竞争因素。解决这一问题的途径是技术突破和商业模式创新。

(1)技术突破。梯级利用最大价值在于以较低成本,获得较高性能,从而在某些应用场合获得良好经济效益,因此,梯级利用技术研究一定要以低成本为核心。

(2)商业模式创新。梯级利用只有通过市场化手段推进,即能够形成长期可持续的利益链,产业才能真正发展起来。卖电池?卖产品?卖服务?这是目前已有商业模式探索,但是究竟梯级利用这个行业怎么做能够赚钱,是需要大家继续推进的事情。

最后,李震彪从政策法规层面、技术层面、市场化方面总结梯级利用目前存在的问题,以及提出相应的发展建议。问题主要包括:(1)法规和标准体系不完善;(2)关键技术尚需突破,研究缺乏资金支持;(3)缺乏成熟的商业化模式。对应的建议主要包括:(1)完善相关法规标准,加强监管;(2)加大技术和装备科研支持力度;(3)推进梯级利用的市场化创新发展。

记者:孙玉瑞

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