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废旧动力电池也是宝 再次利用商机显现

   政策的逐步完善和细化对于电池回收的循环经济会是很大促进。尽管目前动力电池梯次利用和再生回收市场远未形成规模,相关的技术测试标准体系还没有完备,但其产业化已迫在眉睫,市场前景可期。


  据预测,到2020年,全球废旧锂电池的数量约为250亿只,重量达50万吨。

  那些不能被电动汽车继续使用的电池,还可以按照电池容量的不同被运用到储能系统以及路灯、低速电动车、电动自行车等身上,最后进入回收体系,这被称为动力电池的梯次利用与再生回收。

  在6月20-21日中国电动汽车百人会与青海省人民政府、科学技术部、工业和信息化部共同主办的“锂产业-新生态”国际高峰论坛上,动力电池的回收与梯次利用正是重点探讨的一个主题。

  在世界范围内,动力电池的再利用也一直是电动汽车领域的重要研究课题。

  1996年,美国先进电池联合会USABC资助ANL开展电动汽车电池二次利用技术研究。2002年,SNL及DOE资助Sentech公司开展电动汽车动力电池二次利用技术研究。2009年日本东芝提出对SCIB电池进行二次利用。

  2013年以后,国内众多动力电池企业、电动汽车企业等看到了电池回收的前景,积极开展动力电池梯次利用基础研究,相关应用也逐渐增多。

  截至2015年我国有效进行梯次利用电池不足1GWh,而据预测5年后将有19GWh的梯次利用的市场。随着电池衰减库存增加,可低成本梯级利用的电池逐年增多且将呈几何级数增长。

  

宁德时代新能源科技股份有限公司总裁黄世霖认为,目前最最重要的是梯次利用的产业要形成,这就要求,“在电芯设计的时候,要有足够长的寿命、足够好的性能;在做成模组和电动汽车的时候,就要考虑未来的模组和电动汽车的电池包可以非常容易地应用到储能系统里面来”。

  中国电科院储能与电工新技术研究所高级工程师刘道坦认为电动汽车的梯次利用还要考虑到电动汽车的复杂性,比如,设计与制造工艺多样,高效率电池高能量密度电池成组形式多样,应用车型使用工况多样,生产日期服役时间多样。

  技术性可行性方面,包括老化程度、后期衰退、安全性、可靠性。这些涉及到老化、失效机理,后续寿命,安全性、可靠性检测,分级筛选技术,工况测试,重组与管理技术等方面,目前标准还是缺失的。

  经济可行性方面,包括旧电池成本及运输/检测/重组成本,新电池成本的快速降低,其他低成本的竞争性储能技术,再利用的收益。这些需要快速检测/分选/成本技术,选择效益更好的再利用场景,电池系统组件综合再利用,电池物尽其用等。

  市场方面,所有权复杂、电池残值、风险责任、电力市场,需要政府支撑与扶持,产业界积极应用。

  总的来讲,电动汽车动力电池梯次利用技术上总体可行。动力电池梯次利用的经济性随着储能市场的发展及电池梯次利用规模化的应用,将逐渐显现。动力电池技术进步、性能的提高利于电池梯次利用。电动汽车电池相关标准化有助于其梯次利用,梯次利用动力电池的测试标准体系有待建立。

  国家发改委能源研究所副研究员赵勇强提醒到,现在新能源行业有大量的光伏组件,比如纳米纤维将来的回收利用也要作为重要议题来进行讨论,“行业从开始就按照长期可持续目标来发展推动,这样才能赢得各方面的支持,避免光伏行业、汽车行业高耗能、高污染的负面问题”。

  在应用上,国家电网建有30KW/1MWh梯次利用锰酸锂电池储能系统和250KW/1MWh梯次利用磷酸铁锂电池储能系统。前者主要作用是低谷储电,后者主要用于接纳可再生能源发电。

  目前国内从事废旧锂电池资源化利用的企业有深圳格林美、佛山邦普等公司。不过,这个行业的竞争者远不止这些公司,很多电池企业也早已有所行动。

深圳比克电池的“废旧新能源汽车拆解及回收再利用”项目,已获得国家专项投资补助1000万元。项目总投资2亿元、拟建设占地3万平方米,预计2017年建成并达到年综合处理2万辆报废汽车及3万吨动力电池的能力。

  合肥国轩高科动力能源公司在梯次利用应用上已经形成电动三轮车、电动自行车、路灯电池组、1.28MW储能电站、5KW家用储能箱、10MW集装箱式电站等解决方案,在资源回收方面已建成日处理2000Ah电池的资源化回收小试线。

  中航锂电在电池的梯次利用和再次利用上也已经有了系统性解决方案,其再生回收的回收率可以做到金属回收率99%以上,正负极在94%以上。预计2018年,将批量承担电池回收业务。

  万向A123系统有限公司的湿法回收工艺已经实现了电池安全无污染的拆解。根据测算,从整个投入来看,回收处理1吨废旧电池的花费约在5575元,回收处理1吨废旧三元电池的收益为5900元。他们的结论是,三元电池回收可实现预期经济效益,LFP电池回收须通过提高回收处理效率以期实现经济效益平衡。

  政策上,2012年7月出台的《节能与新能源汽车产业发展规划 (2012~2020年 )》就明确提出,要制定动力电池回收利用管理办法,建立梯级利用和回收管理体系。2015年9月发布的《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策》明确规定了动力电池回收实施生产者责任延伸制度。

  2016年1月,《车用动力电池回收利用拆解规范》和《车用动力电池回收利用余能检测》通过审定。这是中国第一个新能源汽车动力电池回收国家标准。

  政策的逐步完善和细化意味着我国动力电池回收、循环再利用规范化、标准化已经有了初步成果,对于电池回收的循环经济会是很大促进。

  尽管目前动力电池梯次利用和再生回收市场远未形成规模,相关的技术测试标准体系还没有完备,但其产业化已迫在眉睫,市场前景可期。


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