新能源車廢舊電池梯次利用進(jìn)展順利

新能源車廢舊電池梯次利用進(jìn)展順利

■ 張澤明

新能源車的廢舊電池如果處理不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生二次污染，這將有悖于環(huán)境友好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展初衷。

“綠水青山就是金山銀山”，近年來(lái)，我國(guó)在新能源車廢舊電池梯次利用上取得了可喜進(jìn)展，為相關(guān)問題的解決提供了有力實(shí)踐。

廢舊電池處理問題亟待解決

梯次利用是指某一個(gè)已經(jīng)使用過(guò)的產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到原生設(shè)計(jì)壽命，再通過(guò)其他方法使其全部或部分恢復(fù)繼續(xù)使用的過(guò)程。簡(jiǎn)而言之，新能源汽車產(chǎn)生的廢舊蓄電池，經(jīng)回收后仍可被其他行業(yè)所利用，這就是電池的梯次利用。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)量已超280萬(wàn)輛。動(dòng)力電池的使用年限一般為5年至8年，有效壽命則為4年至6年，這意味著第一批投入市場(chǎng)的新能源車動(dòng)力電池即將淘汰。據(jù)中國(guó)汽車技術(shù)研究中心測(cè)算，2018年至2020年，全國(guó)累計(jì)報(bào)廢動(dòng)力電池將達(dá)12萬(wàn)噸至20萬(wàn)噸，2025年預(yù)計(jì)達(dá)到35萬(wàn)噸。廢舊電池處理已成為當(dāng)務(wù)之急。

從安全層面來(lái)看，廢舊動(dòng)力蓄電池處置不當(dāng)存在一定安全隱患。一是觸電隱患。新能源汽車的動(dòng)力蓄電池額定電壓較高，人員在缺乏防護(hù)措施情況下接觸易造成觸電事故。二是燃爆隱患。電池在出現(xiàn)內(nèi)部或外部短路情況下，正負(fù)極會(huì)產(chǎn)生大電流導(dǎo)致高熱，引起正負(fù)極燃燒。三是腐蝕隱患。電解液為有機(jī)易揮發(fā)性液體，與空氣中水分反應(yīng)產(chǎn)生白色有腐蝕性和刺激性的氟化氫煙霧。

從環(huán)境層面來(lái)看，廢舊電池對(duì)生態(tài)環(huán)境和人身健康均有威脅。一是重金屬污染。電池正極材料中含鎳、鈷等重金屬，不經(jīng)專業(yè)回收處理會(huì)造成重金屬污染。二是電解液污染。電解液溶質(zhì)LiPF6屬有毒物質(zhì)且易潮解，會(huì)造成氟污染。

從資源層面來(lái)看，鎳氫、鋰離子動(dòng)力蓄電池因正極材料不同，分別含有鋰、鎳及稀土等金屬，動(dòng)力蓄電池產(chǎn)業(yè)對(duì)于鋰、鎳等資源需求旺盛。這些資源如未有效回收利用，將直接造成資源的極大浪費(fèi)。

廢舊電池梯次利用成果喜人

通常動(dòng)力蓄電池容量衰減至80%以下時(shí)，將不能完全滿足汽車動(dòng)力需求，但可梯次利用于其他領(lǐng)域。當(dāng)前動(dòng)力蓄電池退役量較少，梯次利用大部分處于試驗(yàn)示范階段，主要集中在備電、儲(chǔ)能等領(lǐng)域。

中國(guó)鐵塔公司在梯次利用方面起到很好的示范作用。自2018年起，鐵塔公司停止采購(gòu)鉛酸電池，大力推廣鋰電池梯次利用，已在全國(guó)31個(gè)省市約12萬(wàn)個(gè)基站使用梯次電池約1.5GWh，替代鉛酸電池約4.5萬(wàn)噸，并在備電、儲(chǔ)能及對(duì)外發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)景加強(qiáng)業(yè)務(wù)拓展。同時(shí)，與中國(guó)郵政、國(guó)網(wǎng)電動(dòng)車等企業(yè)合作研究將梯次利用電池應(yīng)用在能源發(fā)電及電力動(dòng)態(tài)擴(kuò)容等方面，并在甘肅省河西地區(qū)建設(shè)15MWh光伏發(fā)電梯次利用項(xiàng)目、10MWh風(fēng)力發(fā)電梯次利用等試驗(yàn)項(xiàng)目。據(jù)鐵塔公司規(guī)劃，2019年將繼續(xù)擴(kuò)大梯次利用電池使用規(guī)模，預(yù)計(jì)應(yīng)用梯次利用電池約5GWh，替換鉛酸電池約15萬(wàn)噸，可消納退役動(dòng)力蓄電池超過(guò)5萬(wàn)噸。

國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)了1MWh梯次利用磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)示范工程，用于接納可再生能源發(fā)電和調(diào)頻等。無(wú)錫格林美與順豐公司探索將梯次利用電池用于城市物流車輛，中天鴻鋰等企業(yè)通過(guò)“以租代售”模式推動(dòng)梯次利用電池在環(huán)衛(wèi)、觀光等車輛應(yīng)用。北京匠芯研發(fā)了梯次利用光儲(chǔ)能系統(tǒng)，并正在建設(shè)基于大數(shù)據(jù)的動(dòng)力蓄電池包（組）評(píng)估系統(tǒng)。

國(guó)家在政策方面也不斷加大對(duì)廢舊電池梯次利用的支持。今年2月，工信部、國(guó)家機(jī)關(guān)事務(wù)管理局、國(guó)家能源局三部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見》（以下簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見》），明確要引導(dǎo)國(guó)家機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位優(yōu)先采購(gòu)綠色數(shù)據(jù)中心所提供的云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等服務(wù)。同時(shí)要求試點(diǎn)梯次利用動(dòng)力電池作為數(shù)據(jù)中心削峰填谷的儲(chǔ)能電池。

梯次利用行業(yè)仍存問題有待提升

當(dāng)然，從新能源車廢舊電池梯次利用行業(yè)來(lái)說(shuō)，還有許多可以提升的地方。

從生態(tài)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制及信息共享等方面看，行業(yè)還有待加強(qiáng)。綠色選材、標(biāo)準(zhǔn)化及通用性設(shè)計(jì)、易拆解結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及易梯次利用設(shè)計(jì)等方面還有不足。動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品還存在一致性差等問題。產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)在通信協(xié)議、歷史數(shù)據(jù)等關(guān)鍵資源分享方面還沒有形成機(jī)制。

梯次利用技術(shù)有一定進(jìn)展，但還存在技術(shù)瓶頸。例如鐵塔公司在大力推動(dòng)動(dòng)力蓄電池梯次利用的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了目前退役電池量較少、產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)爭(zhēng)奪擠占有限的退役電池資源、梯次利用電池采購(gòu)價(jià)格居高不下等問題。同時(shí)，行業(yè)還在殘值評(píng)估等技術(shù)方面存在瓶頸。

針對(duì)上述問題，目前，工信部已完成34家梯次利用企業(yè)的動(dòng)力蓄電池編碼申請(qǐng)備案，實(shí)現(xiàn)對(duì)梯次利用企業(yè)的溯源信息監(jiān)管。全國(guó)汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織開展動(dòng)力蓄電池梯次利用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制，余能檢測(cè)等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布實(shí)施。

鐵塔公司推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用合作，牽頭行業(yè)突破了電池成組、容量綜合評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)，統(tǒng)一了電池管理系統(tǒng)通信接口及協(xié)議要求，推進(jìn)梯次利用的智能化和標(biāo)準(zhǔn)化。

新能源汽車動(dòng)力蓄電池梯次利用正處于起步階段，發(fā)展?jié)摿^大，市場(chǎng)前景廣闊，相信在政府支持與市場(chǎng)需求的雙輪驅(qū)動(dòng)下，其管理機(jī)制和商業(yè)模式必將日趨完善。

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