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【電(dian)(dian)池回收】梯(ti)次(ci)利用電(dian)(dian)池儲能(neng)將(jiang)承擔重任

新(xin)能源汽(qi)車、新(xin)型電(dian)力系統(tong)建(jian)設和無廢(fei)城市建(jian)設是當前發展(zhan)火熱的三條賽(sai)道。最(zui)新(xin)數據(ju)顯示，我國新(xin)能源汽(qi)車保有量已突(tu)破(po)(po)1000萬(wan)輛(liang)大(da)關；2021年我國新(xin)型儲能新(xin)增(zeng)規模首次(ci)突(tu)破(po)(po)2吉(ji)(ji)瓦，達到2.4吉(ji)(ji)瓦/4.9吉(ji)(ji)瓦時，同(tong)比(bi)增(zeng)長54%；無廢(fei)城市建(jian)設亦是如火如荼。

梯(ti)(ti)次利(li)用(yong)電池儲能行(xing)業的健康(kang)發展有利(li)于(yu)以上三條(tiao)賽道的順暢通行(xing)。梯(ti)(ti)次利(li)用(yong)是指將新能源汽車等淘汰下來的“退役(yi)”電池測試(shi)重組達到(dao)標準后，進行(xing)循環使用(yong)的方法(fa)。

梯(ti)次(ci)利(li)用(yong)、循環(huan)使用(yong)在什么領域(yu)呢(ni)？業內專家指出(chu)，綜合考慮環(huan)保(bao)、價(jia)格和(he)資源區域(yu)約束等因素，儲能是梯(ti)次(ci)利(li)用(yong)電池(chi)的絕佳應用(yong)場景。盡管現階段還(huan)面臨著(zhu)標(biao)準不健(jian)全、電芯一(yi)致性較差等問(wen)題，但隨(sui)著(zhu)管理和(he)技術方面掣肘的解(jie)決，梯(ti)次(ci)利(li)用(yong)電池(chi)儲能行業前景廣闊。

動力電(dian)池(chi)回收(shou)再利(li)用為“必修(xiu)課”

為什(shen)么一定要(yao)妥善處理退役電(dian)池？中國(guo)科學院院士、清華大學教授費(fei)維(wei)揚指出，退役電(dian)池的(de)現代化、規模化回收必須要(yao)提(ti)上日程了(le)。尤其不能(neng)忽(hu)視的(de)是，隨意丟棄或野蠻(man)拆解廢電(dian)池會(hui)對自然環境產(chan)生嚴重(zhong)破壞。

從環(huan)境角度考慮，鋰電池里含有(you)多種不易(yi)自然分解的(de)金屬元素和多種化(hua)學合成物(wu)，不妥善處(chu)理(li)容易(yi)造成環(huan)境污(wu)染。據(ju)測(ce)算，如果(guo)隨意(yi)棄置，一塊重(zhong)約20克的(de)手(shou)機(ji)電池就可(ke)以污(wu)染1平(ping)方公里的(de)土(tu)地，且(qie)污(wu)染時(shi)間(jian)長達(da)50年。相比之下(xia)，動力電池更大(da)(da)、更重(zhong)且(qie)含有(you)大(da)(da)量的(de)金屬化(hua)合物(wu)和磷化(hua)物(wu)，隨意(yi)棄置將對土(tu)壤(rang)和環(huan)境造成巨大(da)(da)威脅(xie)。

例(li)如(ru)，正極材料三元(yuan)、磷酸鐵鋰(li)中的銅、鎳、鈷(gu)、錳易(yi)與酸反應生成重(zhong)(zhong)金屬離子，同時鎳鈷(gu)錳、鎳鈷(gu)鋁在水系(xi)環境里呈現(xian)強堿性(xing)，會對(dui)(dui)水體(ti)和(he)土壤造成影響；電解(jie)液中的六氟磷酸鋰(li)具有腐蝕性(xing)，遇水或高溫能夠產生有毒氣體(ti)氟化氫等，經皮膚(fu)、呼吸(xi)接觸對(dui)(dui)人體(ti)組織、粘(zhan)膜(mo)和(he)上(shang)呼吸(xi)道造成刺激，對(dui)(dui)動植物也有嚴(yan)重(zhong)(zhong)的腐蝕。

從安(an)全性角度來(lai)看，退役電(dian)池還有部分剩余(yu)容量，處理不(bu)當容易(yi)引起爆炸、火(huo)災(zai)等嚴重(zhong)安(an)全事故(gu)。

另一方面，我國新能源(yuan)(yuan)汽(qi)車市場滲透(tou)率持續走高。數據顯(xian)示(shi)(shi)，截(jie)至今年(nian)一季度末，我國新能源(yuan)(yuan)汽(qi)車累計(ji)推廣(guang)1033.4萬(wan)(wan)輛，全球市場份額提升至65%的(de)新高。新能源(yuan)(yuan)汽(qi)車保有(you)量的(de)增加伴生著大量退(tui)役電(dian)池(chi)處置難題，同時還面臨(lin)動(dong)(dong)(dong)力電(dian)池(chi)價(jia)值無法充分(fen)挖掘導致成本過高的(de)問(wen)(wen)題。相關數據顯(xian)示(shi)(shi)，2020年(nian)我國動(dong)(dong)(dong)力電(dian)池(chi)退(tui)役量高達(da)20萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)，預計(ji)到2025年(nian)將達(da)到80萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)。數量如此龐大的(de)退(tui)役動(dong)(dong)(dong)力電(dian)池(chi)如果(guo)不能得到妥善處理(li)，不僅會帶來(lai)一系列環境問(wen)(wen)題、安全問(wen)(wen)題，也會造成資源(yuan)(yuan)浪費(fei)。可見，動(dong)(dong)(dong)力電(dian)池(chi)回收是新能源(yuan)(yuan)汽(qi)車持續發展的(de)重(zhong)要一環。

目前新能源乘用車(che)壽(shou)命(ming)在4-6年(nian)左右(you)，無論是(shi)從電池壽(shou)命(ming)還是(shi)技術水平(ping)上(shang)判斷(duan)，2016-2019年(nian)間的(de)新能源汽(qi)車(che)電池基本上(shang)面臨著退(tui)役(yi)的(de)問題。因此部分市場主流機(ji)構預測，“十四(si)五”期間，動力(li)電池退(tui)役(yi)及回(hui)收將迎來加速增(zeng)長高潮(chao)期。

可見，無論從安全、環保還是從新能源(yuan)汽車持(chi)續發展的(de)(de)角(jiao)度來看，動(dong)力電(dian)池(chi)的(de)(de)回收利(li)用都是“必修課”。

梯次利用電池儲能是趨勢(shi)

既(ji)然動(dong)力電池回收再利用是“必(bi)修課(ke)”，那么，退(tui)役電池應去往(wang)何處呢？

中(zhong)國電力技術市場(chang)協會(hui)儲能設備(bei)技術專委會(hui)秘(mi)書長郭云(yun)高告訴(su)《環境經濟》，“高值化、大(da)規模(mo)梯次利用”是確保(bao)“必(bi)修(xiu)課”優秀的主要標志。

事實上，動力(li)電(dian)(dian)池從車輛退役下來，還有80%左右的電(dian)(dian)池剩(sheng)余(yu)容(rong)量(liang)，具(ju)有很高的再(zai)利(li)(li)用(yong)價(jia)值。東方(fang)電(dian)(dian)子股(gu)份有限公司(si)綜(zong)合能(neng)(neng)源及工業(ye)(ye)互(hu)聯網產業(ye)(ye)負責人董文杰介(jie)紹(shao)，退役電(dian)(dian)池再(zai)利(li)(li)用(yong)的方(fang)式有兩(liang)種(zhong)：一種(zhong)是梯次利(li)(li)用(yong)，即通(tong)過修復(fu)、改裝或再(zai)制造(zao)等手段將退役動力(li)電(dian)(dian)池用(yong)于(yu)電(dian)(dian)網儲能(neng)(neng)、家庭儲能(neng)(neng)等對電(dian)(dian)池電(dian)(dian)化學性能(neng)(neng)要求(qiu)較低的領(ling)域；另(ling)一種(zhong)是再(zai)生(sheng)利(li)(li)用(yong)，先通(tong)過化學、物理或生(sheng)物手段拆(chai)解回收(shou)退役動力(li)電(dian)(dian)池中的可利(li)(li)用(yong)資源，主要為金(jin)屬，再(zai)將其用(yong)于(yu)粉末冶金(jin)等領(ling)域。

新型(xing)電(dian)(dian)力系(xi)統建設(she)的(de)推進對儲(chu)能(neng)(neng)系(xi)統的(de)調節能(neng)(neng)力提(ti)出(chu)越來越高的(de)要(yao)求。梯次利(li)用(yong)電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)能(neng)(neng)已(yi)被(bei)視為(wei)一種具有成本效益且可持續的(de)方案。隨(sui)著新能(neng)(neng)源車成為(wei)民眾出(chu)行更廣泛的(de)選擇，預(yu)計未(wei)來將有大(da)量廢舊動力電(dian)(dian)池(chi)可用(yong)。因(yin)此，儲(chu)能(neng)(neng)系(xi)統領域(yu)的(de)梯次利(li)用(yong)有望成為(wei)行業發展趨勢。

與(yu)此同時，報廢(fei)電池(chi)的規范處置(zhi)環節亟(ji)須(xu)可(ke)溯源的退(tui)役動力電池(chi)大規模高值化利(li)(li)用場景。這些(xie)都(dou)需要梯(ti)次利(li)(li)用電池(chi)儲能產業的健康長遠發展作為(wei)支(zhi)撐。

從國(guo)家層面上，我國(guo)動力(li)電(dian)池(chi)(chi)回收(shou)(shou)管理早已(yi)提(ti)上日程。博萃循環(huan)科技有限公司董事(shi)長兼CEO林曉介紹(shao)，新修訂的(de)《中華人民(min)共(gong)和國(guo)固體廢(fei)物污染環(huan)境(jing)防(fang)治法(fa)》要求，車用動力(li)電(dian)池(chi)(chi)的(de)生(sheng)產(chan)者(zhe)按(an)照規定以自建或委托等方式(shi)建立(li)與產(chan)品銷售量(liang)相匹配的(de)廢(fei)舊產(chan)品回收(shou)(shou)體系。這是(shi)國(guo)家首次從法(fa)律層面對動力(li)電(dian)池(chi)(chi)回收(shou)(shou)進(jin)行規范。

值得(de)(de)一提的是，國家能(neng)源局(ju)于(yu)2021年(nian)9月發布(bu)了《新(xin)型儲能(neng)項目(mu)(mu)管理規(gui)范（暫(zan)行(xing)）》，對新(xin)建動力(li)電池(chi)(chi)(chi)梯次(ci)利用(yong)儲能(neng)項目(mu)(mu)要(yao)求更新(xin)為，必須遵循全(quan)生命周期(qi)理念，建立電池(chi)(chi)(chi)一致性管理和溯源系統(tong)，梯次(ci)利用(yong)電池(chi)(chi)(chi)均要(yao)取得(de)(de)相應資(zi)質機構出具(ju)的安全(quan)評估報告。

據了解(jie)，我國目(mu)前已初步(bu)形成了動力電池的(de)回收利用(yong)體系，探索出了一些(xie)典型的(de)應用(yong)場景(jing)。比如，在(zai)通信基站作(zuo)為(wei)備用(yong)電源，應用(yong)在(zai)快遞物流、送餐等(deng)(deng)低速換電車輛上，以(yi)及(ji)在(zai)發(fa)電側作(zuo)為(wei)儲能進行負荷調節、提高(gao)新(xin)能源消納等(deng)(deng)。

郭云高表示，電(dian)化(hua)學儲能的調節周期與(yu)風力、光伏發(fa)電(dian)等非水可再生(sheng)能源發(fa)電(dian)的波動周期基本吻合，且我國(guo)風光發(fa)電(dian)規劃規模足夠(gou)大，考慮(lv)到梯次利(li)用電(dian)池(chi)儲能可同時(shi)服(fu)務電(dian)動車成(cheng)本顯著(zhu)降低、新型電(dian)力系(xi)統建設和無廢城(cheng)市建設的綜合效益，雙碳目標背(bei)景下，用戶側分(fen)布(bu)式梯次利(li)用電(dian)池(chi)儲能有(you)望成(cheng)為(wei)行(xing)業發(fa)展趨勢。

技術和管理(li)雙輪驅(qu)動解決安全性(xing)和經濟(ji)性(xing)問題

對(dui)于(yu)影(ying)響梯(ti)次利用電(dian)(dian)池(chi)(chi)儲(chu)(chu)能產業(ye)發(fa)展的因素(su)，多位業(ye)內(nei)人士指出，國內(nei)梯(ti)次利用電(dian)(dian)池(chi)(chi)儲(chu)(chu)能行業(ye)已經(jing)進入(ru)推廣(guang)應(ying)(ying)用階段，最大(da)的障礙(ai)還是安(an)全性問(wen)(wen)題，隨著行業(ye)應(ying)(ying)用經(jing)驗積累和(he)相關技術進步，梯(ti)次利用電(dian)(dian)池(chi)(chi)儲(chu)(chu)能安(an)全性問(wen)(wen)題已得到基本解決(jue)。

“我們的梯次利用(yong)(yong)電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)累(lei)計裝機量已(yi)經達(da)到130MWh，安(an)全(quan)性問題(ti)是生死問題(ti)，必須優先(xian)考慮，行(xing)業已(yi)經積累(lei)了很多經驗(yan)。”煦達(da)新能(neng)(neng)源總(zong)經理李劍鐸表示(shi)，比如(ru)高效模(mo)組和電(dian)(dian)芯重組技術(shu)可以(yi)從源頭(tou)上緩解電(dian)(dian)芯一致(zhi)性問題(ti)，而組串式(shi)(shi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)變流技術(shu)則可以(yi)將(jiang)電(dian)(dian)芯一致(zhi)性問題(ti)由大范(fan)圍一致(zhi)才行(xing)改(gai)為小范(fan)圍一致(zhi)即可；比如(ru)杜絕(jue)熱穩定性較差的三元(yuan)電(dian)(dian)池(chi)用(yong)(yong)于(yu)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)及優先(xian)將(jiang)梯次利用(yong)(yong)電(dian)(dian)池(chi)用(yong)(yong)于(yu)分布(bu)式(shi)(shi)能(neng)(neng)量型用(yong)(yong)戶側儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)等(deng)，就是通過(guo)管(guan)理手段解決(jue)梯次利用(yong)(yong)電(dian)(dian)池(chi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)的安(an)全(quan)隱(yin)患。

郭云(yun)高認(ren)為，把梯(ti)(ti)次(ci)利(li)用(yong)電(dian)池(chi)的設備(bei)故(gu)障(zhang)概率等同于(yu)梯(ti)(ti)次(ci)利(li)用(yong)電(dian)池(chi)儲能(neng)事(shi)故(gu)的做法是錯(cuo)誤的，因為梯(ti)(ti)次(ci)利(li)用(yong)電(dian)池(chi)故(gu)障(zhang)與梯(ti)(ti)次(ci)利(li)用(yong)電(dian)池(chi)儲能(neng)系(xi)(xi)統事(shi)故(gu)之間沒有(you)必然關系(xi)(xi)，系(xi)(xi)統冗(rong)余設計和(he)故(gu)障(zhang)監(jian)測(ce)切除完全(quan)可以有(you)效地避免局部(bu)設備(bei)故(gu)障(zhang)發展成(cheng)系(xi)(xi)統事(shi)故(gu)。

李劍鐸補充到，即使國(guo)家(jia)能源局沒有要求，我(wo)們(men)的(de)梯次利用電(dian)池(chi)儲能系統(tong)也會(hui)考慮冗余設計和電(dian)池(chi)在線監(jian)測系統(tong)，就是要死守(shou)不發(fa)生(sheng)儲能系統(tong)事故的(de)紅線。

北(bei)理新(xin)源（佛(fo)山(shan)）信(xin)息科技(ji)有限公(gong)司(si)研發總監楊永剛觀察，目(mu)前梯次利(li)用(yong)電(dian)池儲(chu)能(neng)的價(jia)格競(jing)爭優勢逐漸顯現，市場新(xin)電(dian)芯(xin)價(jia)格為0.85元/瓦時(shi)，而回收退役電(dian)池價(jia)格為0.45元/瓦時(shi)，若(ruo)能(neng)解(jie)決好(hao)驗貨(huo)、物流(liu)、倉儲(chu)、拆解(jie)、分(fen)容(rong)配組等成(cheng)本(ben)，利(li)潤空間(jian)可觀，初期投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)要比(bi)新(xin)電(dian)池儲(chu)能(neng)低20%-30%。

分(fen)布式用戶側能量型儲能領域更適用

基(ji)于產業發(fa)展現狀，董文杰認為，現階段大(da)容量(liang)功(gong)率型儲能最(zui)好(hao)采用新(xin)電池，而分布式(shi)用戶側能量(liang)型儲能適合應用梯次利用電池。

據(ju)了(le)解，根(gen)據(ju)其布(bu)置(zhi)(zhi)位置(zhi)(zhi)，電化學儲(chu)能(neng)(neng)(neng)可分(fen)(fen)為(wei)發電側(ce)(ce)(ce)、電網側(ce)(ce)(ce)和用(yong)戶(hu)側(ce)(ce)(ce)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)，根(gen)據(ju)其調節(jie)類型(xing)(xing)可分(fen)(fen)為(wei)功率(lv)型(xing)(xing)和能(neng)(neng)(neng)量(liang)型(xing)(xing)。分(fen)(fen)布(bu)式用(yong)戶(hu)側(ce)(ce)(ce)能(neng)(neng)(neng)量(liang)型(xing)(xing)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)規模從(cong)幾千(qian)瓦(wa)時到幾十(shi)千(qian)瓦(wa)時，主要用(yong)于大型(xing)(xing)工業用(yong)電企業、園區和商(shang)業用(yong)電企業，可承擔移(yi)峰填谷、容(rong)量(liang)管理、備用(yong)電源等能(neng)(neng)(neng)量(liang)型(xing)(xing)調節(jie)工作，理論上也(ye)可參與電力市場(chang)輔助服務。

郭云高表(biao)示，儲(chu)能(neng)應優先布置在(zai)用(yong)(yong)戶(hu)側(ce)(ce)。這(zhe)是因為(wei)，首先，用(yong)(yong)戶(hu)側(ce)(ce)儲(chu)能(neng)布置在(zai)負荷中心(xin)，其充電(dian)(dian)是利用(yong)(yong)電(dian)(dian)能(neng)輸送(song)通道(dao)的空閑將電(dian)(dian)能(neng)從發電(dian)(dian)側(ce)(ce)運送(song)到負荷中心(xin)存儲(chu)起來(lai)，其就近(jin)放(fang)電(dian)(dian)則可(ke)緩解輸送(song)通道(dao)的擁堵；其次，用(yong)(yong)戶(hu)側(ce)(ce)儲(chu)能(neng)的效能(neng)更大，可(ke)以根據需要作(zuo)為(wei)備用(yong)(yong)電(dian)(dian)源(yuan)、需量(liang)管理和(he)移峰填谷的手段；其三，用(yong)(yong)戶(hu)側(ce)(ce)儲(chu)能(neng)可(ke)以根據其實(shi)際能(neng)力對充放(fang)電(dian)(dian)曲(qu)線進行管理。

業內專(zhuan)家認為，梯次利(li)用電(dian)(dian)池(chi)儲能(neng)更(geng)適合應(ying)用于可以(yi)安全(quan)監測和風(feng)險(xian)管控的商用場(chang)景，如基站儲能(neng)、路燈儲能(neng)、低速電(dian)(dian)動(dong)車(che)換電(dian)(dian)等場(chang)景，并在退役時可以(yi)合規回收。目前不具備應(ying)用梯次電(dian)(dian)池(chi)的個人場(chang)景，如充(chong)電(dian)(dian)寶(bao)、電(dian)(dian)動(dong)剃須刀等，雖然安全(quan)風(feng)險(xian)較(jiao)小，但回收時不能(neng)追溯跟蹤(zong)，環境(jing)風(feng)險(xian)很大(da)。

業內專(zhuan)家(jia)提(ti)(ti)醒，梯次(ci)利(li)用電(dian)池儲(chu)能(neng)應(ying)堅持(chi)三大(da)原(yuan)則(ze)：首先(xian)是(shi)設(she)立(li)電(dian)池準(zhun)入制度，基于多級(ji)(ji)梯次(ci)應(ying)用原(yuan)則(ze)，針對不同儲(chu)能(neng)系統(tong)設(she)立(li)電(dian)池性(xing)能(neng)要求，確保(bao)項(xiang)目在設(she)計、建設(she)時擁有一致性(xing)較好(hao)的(de)電(dian)池；其(qi)次(ci)，確保(bao)電(dian)池來(lai)源去(qu)向可(ke)追溯(su)；最后是(shi)儲(chu)能(neng)系統(tong)要具備安全(quan)監控(kong)能(neng)力(li)，通過電(dian)芯(xin)級(ji)(ji)別(bie)的(de)實(shi)(shi)時監控(kong)和數(shu)據采(cai)集，形成(cheng)儲(chu)能(neng)系統(tong)全(quan)生(sheng)命周(zhou)期(qi)的(de)大(da)數(shu)據管理，可(ke)融合電(dian)池健康度、安全(quan)性(xing)能(neng)、一致性(xing)等評估算法模型(xing)，實(shi)(shi)現儲(chu)能(neng)系統(tong)的(de)風險預警，在熱失控(kong)發(fa)生(sheng)前提(ti)(ti)前解決，提(ti)(ti)升整體(ti)安全(quan)水平。

是什(shen)么限制了市場規模(mo)和(he)利(li)潤空間？

李(li)劍鐸(duo)表示，梯(ti)次儲(chu)能(neng)是一件(jian)利國利民大有可為的事情，而且(qie)隨著梯(ti)次儲(chu)能(neng)集(ji)成技術越(yue)(yue)來越(yue)(yue)成熟(shu)，梯(ti)次儲(chu)能(neng)產品已經真正(zheng)開始量(liang)化推向(xiang)市場(chang)了。

但(dan)是目(mu)前，梯次電(dian)池做儲能用(yong)的(de)項目(mu)市場份額仍不高。梯次產品的(de)市場和利潤(run)空間較小是多方面因素的(de)結果(guo)。

從源頭上(shang)來看，回收市場上(shang)，除(chu)有資質的(de)回收企業，各種小的(de)回收個體，以就近(jin)原則(ze)、現金交易、豐(feng)厚的(de)介紹費等(deng)手(shou)段，吸收了大量的(de)退役電(dian)池(chi)。另外(wai)信息獲取難、運輸成(cheng)(cheng)本(ben)高、檢測評估不便、拆解重組技術不成(cheng)(cheng)熟等(deng)因素也限制了市場規模(mo)和(he)利潤空間。

楊永剛認為(wei)，目(mu)前大多數(shu)企業尚處在摸索階(jie)段，主要(yao)以布局為(wei)主，看重的(de)(de)是未來(lai)的(de)(de)整體市場。