動(dòng)力電池梯次利用產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成

據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，截至2019年6月底，全國(guó)新能源汽車保有量達(dá)344萬(wàn)輛;今年1-7月，我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷70.1萬(wàn)輛和69.9萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)39.1%和40.9%。我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量連續(xù)多年高速增長(zhǎng)，保持全球第一。新能源汽車市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，帶動(dòng)了動(dòng)力電池裝機(jī)量的增長(zhǎng)，2015年，我國(guó)動(dòng)力電池裝機(jī)量為16GWh，到2018年就增長(zhǎng)到57GWh，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到54%。按車用動(dòng)力電池按5～8年的使用壽命測(cè)算，2014年投產(chǎn)上市的動(dòng)力電池在2019年開始進(jìn)入批量報(bào)廢期，預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)退役動(dòng)力電池量比2018年還將有較大提升，如何解決動(dòng)力電池的回收利用問題顯得愈發(fā)迫切。

近年我國(guó)積極鼓勵(lì)退役動(dòng)力電池梯次利用，相關(guān)政策對(duì)動(dòng)力電池梯次利用的規(guī)劃、指導(dǎo)、執(zhí)行等方面均提出要求。同時(shí)，我國(guó)已初步建立了動(dòng)力蓄電池回收利用標(biāo)準(zhǔn)體系并逐步完善。

1 梯次利用能夠提升電池價(jià)值

動(dòng)力電池應(yīng)用在比汽車電能要求更低的場(chǎng)合，可緩解大量動(dòng)力電池進(jìn)入再生階段的壓力，充分發(fā)揮動(dòng)力電池的容量?jī)r(jià)值，使動(dòng)力電池的生命周期得到延長(zhǎng)，稱為梯次利用。

為防止梯次電池報(bào)廢后不能進(jìn)行有效回收，需要對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行全生命周期的有效監(jiān)測(cè)，當(dāng)退役電池梯次利用具有可盈利的商業(yè)模式時(shí)，可推進(jìn)動(dòng)力電池估值體系的建立并促進(jìn)動(dòng)力電池剩余價(jià)值的發(fā)揮。

研究發(fā)現(xiàn)，退役磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的安全性和循環(huán)性優(yōu)于三元電池。退役磷酸鐵鋰電池的循環(huán)壽命一般可達(dá)2000-6000次，而退役三元電池的循環(huán)壽命僅為800-2000次;磷酸鐵鋰電池容量隨循環(huán)次數(shù)的增多成緩慢衰減態(tài)勢(shì)，三元電池則呈迅速衰減態(tài)勢(shì)。

當(dāng)前退役動(dòng)力電池主要用于替換原有鉛酸電池以及部分新鋰電池，主要用于電力系統(tǒng)儲(chǔ)能、通信基站備用電源、低速電動(dòng)車等相關(guān)領(lǐng)域。退役磷酸鐵鋰電池相對(duì)鉛酸電池在通信基站備用電源領(lǐng)域應(yīng)用空間大。通信基站所使用的蓄電池一般要求備電時(shí)間不少于3h/天，具有一定安全性的退役磷酸鐵鋰電池符合技術(shù)要求。隨著鋰電池成本不斷下降，同時(shí)具備能量密度更高、壽命更長(zhǎng)、環(huán)境污染相對(duì)較小等特點(diǎn)，相對(duì)鉛酸電池更具競(jìng)爭(zhēng)力，而且梯次鋰電池有進(jìn)一步降低成本的空間。有關(guān)機(jī)構(gòu)計(jì)算，2018年底，我國(guó)4G通信基站總數(shù)達(dá)到372萬(wàn)個(gè)，預(yù)計(jì)未來(lái)每年存量電池更換以及新建基站總共需要大約25-30GWh的電池電量。

2 鋰電池有望成為低速電動(dòng)車升級(jí)的替代選擇

從全球儲(chǔ)能市場(chǎng)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模來(lái)看，物理儲(chǔ)能占比遠(yuǎn)多于化學(xué)儲(chǔ)能，但由于鋰電池成本和性能改進(jìn)、電網(wǎng)現(xiàn)代化、全球可再生能源運(yùn)動(dòng)、政府政策激勵(lì)等因素的推動(dòng)作用，鋰電池儲(chǔ)能迅速發(fā)展。有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，2025年，中國(guó)化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到28.6GW，整個(gè)產(chǎn)業(yè)具有萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)潛力，其中鋰電池將占據(jù)重要位置，為退役電池的應(yīng)用提供了場(chǎng)景。

我國(guó)是低速電動(dòng)汽車和電動(dòng)自行車大國(guó)，在該領(lǐng)域鋰電池相對(duì)鉛酸蓄電池具有質(zhì)量和能量密度等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，相對(duì)新的鋰電池又具有成本優(yōu)勢(shì)，有望成為低速電動(dòng)車電池升級(jí)替代的選擇之一。但由于前期大量低速電動(dòng)車的生產(chǎn)使用未納入機(jī)動(dòng)車管理體系，導(dǎo)致目前該市場(chǎng)處于分散且不易監(jiān)管的狀態(tài)，近年來(lái)公安部、工信部等部委積極推動(dòng)低速車市場(chǎng)整頓清理與規(guī)范化發(fā)展，待低速電動(dòng)車市場(chǎng)規(guī)范后，梯次鋰電池可在“合規(guī)化”、“鋰電化”的低速電動(dòng)車市場(chǎng)擁有一定空間。

3 梯次利用電池相對(duì)新電池有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)

目前，通信基站備電應(yīng)用是最適合接納退役動(dòng)力電池的領(lǐng)域，據(jù)測(cè)算，梯次鋰電池的總投入成本低于鉛酸電池，提高梯次鋰電池在通信基站中經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵因素是控制梯次電池回收成本，并且提高梯次電池組的產(chǎn)品質(zhì)量，包括提高循環(huán)壽命和降低維修次數(shù)等。

在電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景中，電網(wǎng)的削峰填谷最具市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)性，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)補(bǔ)貼的商業(yè)化推廣，“十三五”期間在大型工業(yè)城市投資儲(chǔ)能項(xiàng)目，則市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1500～2400 億元。當(dāng)然，若梯次電池采購(gòu)價(jià)格過高、梯次電池品質(zhì)較差、或在某些高頻、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的場(chǎng)景下使用，梯次電池的年均成本將會(huì)上升，經(jīng)濟(jì)性也將下降。

4 動(dòng)力電池梯次利用產(chǎn)業(yè)開始向商業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)變

當(dāng)前，我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用產(chǎn)業(yè)已處于由示范工程向商業(yè)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)變階段。梯次利用產(chǎn)業(yè)鏈上下游主要參與主體包括動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)、電動(dòng)汽車生產(chǎn)企業(yè)、第三方梯次利用企業(yè)和終端應(yīng)用企業(yè)，如比克電池、中航鋰電、北汽新能源、巴特瑞、國(guó)家電網(wǎng)和中國(guó)鐵塔等。如賣電池、賣服務(wù)、以租代售等梯次利用產(chǎn)業(yè)的不同商業(yè)模式也在探索中。隨著我國(guó)退役動(dòng)力電池市場(chǎng)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，梯次利用鋰電池行業(yè)所蘊(yùn)藏的商業(yè)機(jī)遇將進(jìn)一步顯現(xiàn)，新產(chǎn)品、新技術(shù)和新商業(yè)模式也將持續(xù)更新。

5 動(dòng)力電池梯次利用產(chǎn)業(yè)存在的問題

政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)不完善

一是梯次利用企業(yè)準(zhǔn)入條件不清晰，因?yàn)闆]有相關(guān)法規(guī)明確規(guī)定梯次利用企業(yè)的準(zhǔn)入條件，導(dǎo)致市場(chǎng)缺乏規(guī)范性，梯次利用電池存在不規(guī)范使用現(xiàn)象。車用動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車上的退役標(biāo)準(zhǔn)也不清晰，雖然行業(yè)普遍認(rèn)為動(dòng)力電池容量衰減至初始容量的80%時(shí)就不適合在電動(dòng)汽車上繼續(xù)使用，但國(guó)家并沒有出臺(tái)明確的動(dòng)力電池退役標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致梯次利用電池品質(zhì)的差異，降低梯次電池系統(tǒng)的質(zhì)量，提高了使用成本。

關(guān)鍵技術(shù)待突破

目前，我國(guó)在廢舊車用動(dòng)力電池的一致性評(píng)估、動(dòng)力電池拆解技術(shù)、電池成組連接技術(shù)、殘余壽命模型、安全性能指標(biāo)評(píng)價(jià)等方面的技術(shù)扔不成熟，難以有效實(shí)現(xiàn)動(dòng)力電池梯次利用的快速發(fā)展。另外，在電池的梯次利用領(lǐng)域面臨的電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比電動(dòng)汽車領(lǐng)域更為復(fù)雜，組成梯次利用電池系統(tǒng)的退役電池模組的規(guī)格、生產(chǎn)廠家、使用壽命以及健康狀況均不相同，因此如何有效管理，實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和可靠是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作。

共生共贏的產(chǎn)業(yè)鏈還未形成

我國(guó)動(dòng)力電池回收再利用產(chǎn)業(yè)鏈可分為生產(chǎn)環(huán)節(jié)、梯次利用環(huán)節(jié)和再生環(huán)節(jié)，目前三個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)孤立，沒有建立起協(xié)同。生產(chǎn)環(huán)節(jié)不夠重視有利于回收利用的標(biāo)準(zhǔn)化電池研發(fā)設(shè)計(jì)，梯次利用環(huán)節(jié)不夠重視梯次利用后電池的有序回收，各環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)未能共享，增加了梯次利用電池組的難度。完善相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)監(jiān)管，加大技術(shù)和裝備科研支持力度，擴(kuò)大動(dòng)力電池梯次利用規(guī)模，創(chuàng)新梯次利用盈利模式，是我們今后需要加強(qiáng)的工作。