汽車電動(dòng)化 廢棄動(dòng)力電池該如何處置

　　[摘要] 在未來4-8年內(nèi)，本階段推廣的新能源汽車電池將逐漸報(bào)廢，以目前動(dòng)力電池回收發(fā)展情況來看，我國仍處于起步階段，距離產(chǎn)業(yè)化尚遠(yuǎn)，政府、企業(yè)都亟需加緊布局，避免未來形成被動(dòng)局面。

　　隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，動(dòng)力電池市場將迎來巨大增幅，同時(shí)，隨之而來的動(dòng)力電池回收再利用問題將越來越突出。一般來說，動(dòng)力電池的容量低于初始容量的80%就認(rèn)為動(dòng)力電池壽命結(jié)束，不能再用在新能源汽車上。從目前技術(shù)來看，動(dòng)力電池包的循環(huán)壽命為1000 -1500次左右，折合使用壽命為5年左右。隨著電動(dòng)汽車大范圍推廣，動(dòng)力電池的報(bào)廢數(shù)量也將越來越多，據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心預(yù)測，到2020年，我國電動(dòng)汽車動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到12萬-17萬噸的規(guī)模。因此，我國亟需建立一個(gè)動(dòng)力電池梯級回收產(chǎn)業(yè)鏈。

　　我國動(dòng)力電池梯級回收現(xiàn)狀

　　1.政策

　　我國在2012年7月出臺的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年)》中，就明確提出“制定動(dòng)力利用管理辦法，建立動(dòng)力電池梯級利用和回收管理體系，明確各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。引導(dǎo)動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對廢舊電池的回收利用，鼓勵(lì)發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)。”但是，這一規(guī)劃中對回收利用過程中的權(quán)責(zé)和承擔(dān)方并未作出具體的規(guī)定。

　　2015年，財(cái)政部等四部委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策的通知》，汽車生產(chǎn)企業(yè)及動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)承擔(dān)動(dòng)力電池回收利用的主體責(zé)任，負(fù)責(zé)動(dòng)力電池的回收。

　　為鼓勵(lì)生產(chǎn)企業(yè)回收動(dòng)力電池，不少地方政府也在積極探索。上海市出臺政策，車企回收動(dòng)力電池政府將補(bǔ)助1000元/套；深圳則建立動(dòng)力電池利用和回收體系：每賣一輛車廠商拿出600元、政府拿出300元，用于回收動(dòng)力電池，初步建立電池回收的機(jī)制。

　　2.發(fā)展現(xiàn)狀

　　目前，包括國家電網(wǎng)、各地政府、電池企業(yè)等企事業(yè)單位紛紛開展動(dòng)力電池梯次回收的研究，取得一定進(jìn)展，但仍然屬于探索階段，尚未形成產(chǎn)業(yè)鏈。

　　國網(wǎng)浙江公司探索動(dòng)力電池在電動(dòng)自行車上的梯次回收。國網(wǎng)浙江電力公司于2013年編制完成了《動(dòng)力電池電動(dòng)自行車梯次利用技術(shù)方案》，其對電動(dòng)汽車報(bào)廢電池的電芯進(jìn)行重組，改造成用于48伏電動(dòng)自行車的動(dòng)力電源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

　　國網(wǎng)北京公司將電池梯次利用與快充結(jié)合。2014年3月，國網(wǎng)北京電科院開展了“電動(dòng)汽車動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目，該項(xiàng)目將退運(yùn)電池梯次利用與直流快充站相結(jié)合，同時(shí)通過百千瓦級儲能系統(tǒng)接入，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電站內(nèi)直流負(fù)荷，穩(wěn)定電壓節(jié)點(diǎn)，降低充電站內(nèi)負(fù)荷峰谷差，提高充電站的綜合運(yùn)營效益。

　　國網(wǎng)河南公司建成微電網(wǎng)系統(tǒng)，并打造了一套動(dòng)力電池分選、評估、配組的規(guī)范化流程。國網(wǎng)河南公司聯(lián)合南瑞集團(tuán)、電池制造企業(yè)等單位，通過在基礎(chǔ)理論、應(yīng)用技術(shù)及示范推廣等方面開展全面研究與實(shí)踐，建成的退役電池儲能示范工程，在全國率先打造了一套退役動(dòng)力電池從分選、重組到儲能利用的規(guī)范化流程。該工程位于鄭州市尖山真型輸電線路試驗(yàn)基地，是國內(nèi)首個(gè)真正意義上的基于退役動(dòng)力電池的混合微電網(wǎng)系統(tǒng)，聯(lián)調(diào)成功后已連續(xù)運(yùn)行滿1年，累計(jì)供電逾4.5萬千瓦時(shí)，目前系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好。此外，國網(wǎng)河南電力還牽頭組建了退役電池分選評估技術(shù)平臺，實(shí)現(xiàn)了退役電池的安全性評估、循環(huán)壽命測試及分選分級；針對退役電池性能不一致性，制定了電池配組技術(shù)規(guī)范，研制了高效可靠的電池管理系統(tǒng)，提升了電池的二次循環(huán)壽命；開發(fā)出不同電壓和容量等級的退役電池儲能系統(tǒng)，推動(dòng)了退役電池儲能系統(tǒng)在電動(dòng)摩托車等小型儲能領(lǐng)域的示范應(yīng)用。

　　北京科委通過場地車、變電站等改裝，達(dá)到了較好的經(jīng)濟(jì)效果。北京市科委的“電動(dòng)汽車鋰離子電池系統(tǒng)全生命周期利用技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目組利用退役的動(dòng)力電池，在電動(dòng)場地車、電動(dòng)叉車和電力變電站直流系統(tǒng)上進(jìn)行改裝示范，經(jīng)實(shí)測回收電池性能上相比傳統(tǒng)鉛酸電池有一定優(yōu)勢，且經(jīng)濟(jì)性較好。

　　梯級回收存在的問題

　　梯次利用更能夠挖掘動(dòng)力電池的更多價(jià)值，降低動(dòng)力電池整體成本，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的利益最大化。但梯次利用仍面臨眾多的難題和挑戰(zhàn)，如果不能有效解決，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

　　1.電池匹配問題

　　我國不同車企的電池路線、電池的規(guī)格型號選擇以及對電池的測評要求各不相同，造成了目前電池的型號過多，不同類型電池電壓、充放平臺都各不相同，所以在電池分選過程中將造成極大的困難。由于儲能電池規(guī)模很大，常以百千瓦甚至兆瓦級作為單位，因此儲能電池利領(lǐng)域電池匹配問題尤為突出。

　　2. 與儲能項(xiàng)目的匹配問題

　　儲能電池屬于工程屬性的電池，建設(shè)的時(shí)間和空間相對集中，有明確的工期限制。動(dòng)力電池屬于產(chǎn)品屬性的應(yīng)用，電池的淘汰隨時(shí)隨地發(fā)生，和儲能電池的工程屬性不大匹配。如果有了儲能項(xiàng)目，再去市場上回收電池，時(shí)效上無法保證；如果把平時(shí)回收的電池儲存起來，可能會增加回收電池的成本，同時(shí)電池的存放過程中，性能也可能會發(fā)生改變。

　　3.電池二次成本問題

　　電池梯次利用過程中，其回收、拆解、分選、運(yùn)輸、倉儲、二次成組，每一步都需要成本，尤其電池拆解過程中，由于不同廠家電池結(jié)構(gòu)、模組連接、工藝技術(shù)各不相同，自動(dòng)化設(shè)備難以完成，需要存在大量的人工作業(yè)，效率低下，且由于拆解過程中損壞等因素，成本存在不確定性，如何有效降低這部分成本、提高效率，將成為動(dòng)力電池有效梯級利用的關(guān)鍵因素。

　　4.安全問題

　　電池本身是能量載體，即使在放電完成之后，仍有部分能量殘留。在電池拆解過程，由于存在大量的人工作業(yè)，操作規(guī)范性難以保證，如果一旦出現(xiàn)操作不當(dāng)，容易出現(xiàn)短路、漏液等問題，進(jìn)而造成起火爆炸等安全事故。

　　總結(jié)

　　預(yù)計(jì)在未來4-8年內(nèi)，本階段推廣的新能源汽車電池將逐漸報(bào)廢，以目前動(dòng)力電池回收發(fā)展情況來看，我國仍處于起步階段，距離產(chǎn)業(yè)化尚遠(yuǎn)，政府、企業(yè)都亟需加緊布局，避免未來形成被動(dòng)局面。