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【原创】退役电池“价值化”路径
梯次电池 文章来源自:高工锂电网
2022-05-19 09:11:53 阅读:17028
摘要“能用尽量用,能收尽量收。”这是熊伟对退役电池利用的一个基本准则。

退役电池,应该怎么处理?在一些专家来看,它最好的前途就是资源化。

但在长沙矿冶研究院有限责任公司(以下简称“长沙矿冶院”)新能源循环利用事业部总经理熊伟看来,对退役电池梯次利用,可实现能量价值高效利用。

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右六为长沙矿冶院新能源循环利用事业部总经理熊伟

时值5月,2022高工储能全国巡回调研走进长沙矿冶院,并专访了长沙矿冶院新能源循环利用事业部总经理熊伟。他称,退役电池并非要像学界所说的简单一刀切,只要对其综合分析,是可以登上“大雅之堂”的。

受电池原材料涨价影响,储能项目平均中标价格已由去年的1.4元/瓦时上涨到今年1.7元/瓦时。而经初步预估,2021-2030年市场退役下来的电池可达705万吨。2030年,全球退役电池可达50GWh。熊伟称,制造一块同等容量的新电池的成本远远大于电池梯次利用的成本。 

三元电池因为含有镍、钴、锰,所以它的再生价值很高。当前,镍钴回收率可达98%。而磷酸铁锂电池的主要构成元素是锂、铁,但是它因为使用寿命长,所以梯次利用的价值比较高。熊伟表示,梯次电池可应用于应急保电、备电等多个场景。 

退役电池通过梯次利用来套现 

2021年12月23日,工信部正式发布第三批《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单。从白名单来看,本次共有20家企业入选,其中长沙矿冶院等11家企业从事动力电池梯次利用。 

2021年9月,长沙格林香山公交站场梯次光储充一体化商业项目正式投运。该项目由长沙矿冶院和长沙市湘行交通新能源有限公司合作建设,长沙矿冶院作为技术方,负责项目技术研发及设备的供应。该项目采用电动公交退役后的磷酸铁锂动力蓄电池模组进行系统集成,可为长沙公交集团约170台电动公交车提供充电保障。

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图为长沙格林香山公交站场梯次光储充一体化商业项目(受访者供)

该项目为湖南省首个退役电池梯次利用场景商业化应用,是长沙矿冶院打造的闭环储能产业示范项目之一。目前该项目已经成功运行超过半年。

“梯次电池可以登大雅之堂。”熊伟称,退役电池并不是所有直接到了报废阶段。退役电池可以通过梯次利用来套现。因为每个场景对电池的性能要求等并不相同。从理论来讲,梯次电池无论是作为用户侧储能产品或者是低速动力产品,均可以满足场景要求。 

“能用尽量用,能收尽量收。”这是熊伟对退役电池利用的一个基本准则。他称,梯次电池先利用再回收,符合经济效益最大化原则。

在越来越多企业加入梯次电池利用行列时,但要警惕的是一些企业“以次充好”做法,这样会让外界加深对梯次电池的“误解”。不仅会对梯次电池产生不可磨灭的负面影响,而且存在较强的安全隐患。因此,未来梯次电池产品的运用,需要建立相应的标准和严格的监管机制。

精确分选  “跳水”带来的难题迎刃而解 

外界最担心的就是电池“跳水”。熊伟谈到,要给退役电池做全面体检、逐个筛选,分选出性能较好的电池进行梯次利用。这个过程中,首先要对退役电池进行全面检查,其次提高筛选精确率,对每一个电池建立准确的“数据档案”,“跳水”的电池直接资源再生不再梯次利用。 

熊伟用一个电池“体检”的比喻,论及电池检查和筛选的必要性。就像人们做体检,检查一下特征指标,就是知道它是处于50岁还是60岁的状态。当然如果已经检查出他全部“80岁”了,那么就走再生通道。如果是处于“50岁”或者“60岁”,则可以将它们梯次利用起来。

熊伟谈到,尽管电池出现“跳水”是客观存在的问题。但不是每个电池都会跳水,只要筛选出有问题的电池即可。除了分选外,电池安全检测系统可实现电池性能预测,在电池衰减到一定程度上时进行更换。因此,第一,梯次利用的产品设计要更灵活,当个别电池因跳水等原因不能继续使用时,方便电池更换,不影响系统整体运行。其次,梯次利用还要解决可随时更换电池包的问题。 

据熊伟介绍,目前已有一些车企巨头在研究一种循环12000次以上的电池。这样的理念就是为电池梯次利用而设计,这样退役下来的电池,可梯次利用概率高很多,也算是车企对社会履行责任。那么,在一些场景中,运用这样的梯次电池基本不会有问题。 

技术经济性和安全仍是核心问题 

当前,沿海第一批电池退役潮已经来临。各地区已经积蓄了不少对退役电池的技术研发。熊伟称,目前要重点突破退役电池梯次利用技术,降低成本、提高经济性。但目前要实现技术经济性,根本性问题还是实现量产化。

熊伟表示,目前来看,梯次电池是符合经济效益要求的。但需要实现退役电池快速筛选、精确分选,尤其是从电池检测、分选,再到储能电站建设,实现电池状态数据库建设和动态监测,一旦发现一些电池达到真正“退休年龄”,就可以实现电池替换无缝对接。 

熊伟解释称,因为在一套储能系统中,最终的结果是实现整体运行,而不是看单个电池的性能的。尽管可能他们都是“50岁的电池”,他们的目的是最终整体达到效果。因此在操作时,可以采用更多“50岁电池”来完成“30岁电池”可以完成的整体任务。 

除了经济性,安全问题也备受关注。这个问题的核心是要消除大众对梯次电池的疑虑,加强梯次电池的检测、分选。在熊伟看来,这个原理就跟国外租赁、二手车火热的原理一样,因为国外二手车数据、状态透明,所以大家都信赖二手车的性能。同理,只要掌握每一个电池的状态,就可以梯次利用退役电池。

尽管目前梯次利用的商业模式仍不明显。但退役电池的梯次利用可以在珠三角、长三角等地区去做试点。 

“吃干榨尽每一个电池。” 据熊伟介绍,目前国外已经有较为成功的商业模式,比如特斯拉梯次利用及回收模式,相信国内也会形成梯次利用成熟模式。其中关键包括以下三点: 

第一, 梯次电池使用,要选择适合的场景。
第二, 要实现电池体检和分选的高精确度。
第三, 电池包设计在产品体系结构上可形成行业标准。
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