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下一片藍海:動力電池回收及梯次利用

鉅大LARGE  |  點擊量:523次  |  2018年06月20日  

摘要
隨著動力電池退役潮的臨近,作為新能源汽車最后一公里的動力電池回收及梯次利用將會成為下一個藍海。

隨著我國新能源汽車產業的迅猛發展,動力電池將迎來大規模退役潮。根據業內測算,2018年我國退役動力電池將近12GWh,2020年動力電池回收量將接近25GWh,而到2022年動力電池回收量將接近45GWh。拓金研究認為,隨著動力電池退役潮的臨近,作為新能源汽車最后一公里的動力電池回收及梯次利用將會成為下一個藍海。

電池回收及梯次利用的現實意義

對于退役動力電池“拆解回收”和“梯次利用”是被業內廣泛認可的兩種具有互補性的方法。目前,我國已是全球最大的動力電池市場,如此大規模的動力電池集中退役,做好電池回收和梯次利用工作,無論從經濟、資源安全,還是環保的角度,都有很大的必要性和現實意義。

“巧婦難為無米之炊?!眲恿﹄姵氐纳a離不開原材料,隨著我國動力電池業的飛速發展,對電池原材料的需求也越來越旺盛。而鈷和鎳是動力電池里最稀缺的資源。自2016年以來,鎳的價格從低點翻了一倍,而鈷的價格則翻了三倍多。鈷有一半的儲量在政局極不穩定的剛果(金)。手抓礦童工事件,及傳聞的暴利稅,都嚴重影響了鈷價穩定及企業開采的投資計劃。在稀缺資源價格飛漲及產量不確定的情況下,從電池回收中獲取資源、延長電池的使用周期,變得格外重要。

電池回收有著巨大的經濟價值。在目前上游材料價格不斷上升的情況下,三元電池回收的收益非常高。目前三元電池回收的成本大概在15000-20000元/噸,回收拆解后金屬材料按目前的資源價格能賣到42000元。拓金研究表示,按含金屬價值量計,2022年國內動力電池回收市場規模將突破百億元,且未來會隨著新能源行業的增長不斷擴大。

從環保角度來看,廢舊動力電池含大量重金屬和有機物、電解質及其轉化物產生的有毒氣體,這些都會嚴重威脅環境和人類的健康,給社會生態環境造成巨大的壓力。所以搞好動力電池回收及梯次利用工作,也是一項重大的生態建設任務。

先梯次利用后回收利用的原則

通常來講,動力電池平均使用年限為5-8年,其性能隨著充電次數的增加而衰減,電池剩余容量降低到初始容量的70%-80%時便無法滿足車載動力使用要求。但退役動力電池經過測試、篩選、重組等環節,可用于低速電動車、備用電源、電力儲能等運行工況相對良好、對電池性能要求較低的領域進行梯次利用。當電池無法進行梯次利用時,則需要進行拆解回收,做資源化處理。

拓金研究認為,從資源利用角度來看,直接將退役電池作為原材料回收,其實是變相虧損。電動汽車階段僅占電池全生命周期全部可用能量的36%,如果不進行梯次利用,則其使用成本是按電池生命周期的全部成本計算的。而當梯次利用動力電池使用成本在1000元每千瓦時,使用壽命超過1000次,其性價比就超過鉛酸電池了。在國家多部委聯合出臺的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》中,提出廢舊動力蓄電池的利用應遵循先梯次利用后再生利用的原則。

梯次利用的障礙和模式探索

目前,我國的梯次利用儲能系統已經能做到1元/Wh,但因為還存在諸多障礙,所以國內還未大規模推廣。拓金研究指出,我國動力電池還未正式進入大批量退役階段,所以可梯次利用的電池數量還不夠多。而且早期的動力電池性能、質量和成本都不如現在的電池。拓金研究強調,由于過去幾年我國動力電池業飛速進步,導致可參照數據缺乏,另外加上退役電池性能和規格參差不齊,以及檢測配比難度高等因素,讓目前梯次利用市場化難度很大。從國家層面來說,相關行業配套政策還未落地,例如中國分時定價未全國推行,讓儲能電池的經濟效益無法最大體現。所以目前動力電池大部分梯次利用項目都處于探索驗證階段。

拓金研究認為,就目前市場情況而言,相比于三元電池,磷酸鐵鋰電池更適合梯次利用。由于資源價格因素,磷酸鐵鋰電池回收價值很低。但其自身容量保持率和電解液保有率較三元電池更高,蓄充次數更高,更安全,使用價值也更高。而目前磷酸鐵鋰電池無論在性能和成本方面改善的空間也有限,所以磷酸鐵鋰電池會更適合并先于三元電池在儲能行業的梯次利用。

而隨著電池性能的提升以及成本大幅下降趨穩,讓現有及未來動力電池梯次利用的價值大大提高。國內企業也開始在電池回收和梯次利用領域展開布局。2018年年初,中國鐵塔與重慶長安、比亞迪、銀隆等16家新能源企業,簽約“新能源汽車動力蓄電池回收利用戰略合作伙伴協議”,探索動力電池梯次利用的模式。

梯次利用的適用場景和商業模式

拓金研究認為,梯次利用不僅能從商業模式上進一步降低電池成本,同時儲能電池成本的降低,也能推動更多的儲能應用場景和市場。不同儲能場景對電池要求不一樣,所以退役動力電池梯次利用適用的場景和商業模式是下一個需要摸索的難題。國外剃次利用的創新嘗試對剛剛起步的國內市場有很大借鑒意義。

美國的FreeWire公司推出了一款叫Mobi的電動汽車移動充電站。這款產品是由廢舊電動車電池制成,能儲存48kwh的電量,超過目前市面上大部分電動汽車的電池容量。日產汽車與住友商事株式會社在2010合資成立了4REnergy株式會社,致力于實現日產聆風的鋰電池二次商業化利用,公司回收日本和美國市場中聆風汽車的廢舊電池用于住宅及商用的儲能設備。在歐洲,Younicos回收電池用以建立組合分布式能源的虛擬電廠,并會參與一次調頻市場的電價制定。德國博世集團利用寶馬的ActiveE和i3純電動汽車報廢的電池建造了2MW/2MWh的大型光伏電站儲能系統。另外,特斯拉也在電網級儲能應用、家用儲能墻、太陽能儲能等領域的業務做了部署。這些未來也都是潛在梯次利用的場景。

行業聯盟主導的電池回收模式

對于無法進行梯次利用的報廢電池,就要通過技術手段進行拆解回收。從國外的經驗看,日本自1994年起就逐步建立起“蓄電池生產-銷售-回收-再生處理”的電池回收利用體系。規定由汽車經銷商負責向社會免費回收廢舊汽車電池,而汽車電池生產商為廢舊電池回收的主要負責人。生產商從經銷商處收集廢舊電池后,轉交于廢舊電池處理商進行循環利用。而美國目前雖然還沒有聯邦政府層面的法規政策,但特斯拉分別在北美和歐洲,同電池回收企業KinsburskyBrothers與Umicore合作回收電池。

按目前的國內政策方向,中國的回收模式會是介于日本和特斯拉模式之間,以生產企業為主導的行業聯盟模式。在2018年2月,工信部牽頭的七部委發布《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,提出落實生產者責任延伸制度,將汽車生產企業放在責任的首位,同時也鼓勵汽車及電池生產企業、報廢汽車回收拆解企業與綜合利用企業等合作共建回收渠道。目前聯盟的形式逐漸形成:如寧德時代通過之前收購的邦普做回收,格林美和比亞迪及東風建立回收合作,北汽則和贛州豪鵬建立聯盟。這些聯盟將奠定未來中國動力電池回收的行業模式。

拓金研究認為,目前我國動力電池的拆解回收和梯次利用才剛剛起步,隨著動力電池大規模退役的時間越來越近,落在中國電池業界的任務也變得越來越緊迫。他山之石,可以攻玉。國內企業應該立足中國市場環境,積極借鑒國外的成功經驗,找到適合自身產業發展的解決辦法。相信在我國政府的政策扶持和廣大電池產業鏈企業的共同努力下,定會形成比較完善的電池回收和梯次利用模式。

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