探索動(dòng)力電池綜合利用之道

代曉霞 曹慧莉 徐陽(yáng)陽(yáng)

隨著我國(guó)新能源汽車產(chǎn)量和保有量的不斷攀升，動(dòng)力電池將逐漸進(jìn)入退役期，電池回收市場(chǎng)前景廣闊。當(dāng)前我國(guó)動(dòng)力電池綜合利用尚未形成規(guī)?；鸵?guī)范化的應(yīng)用場(chǎng)景，商業(yè)模式、技術(shù)創(chuàng)新等方面還存在不少問題亟待解決，加快動(dòng)力電池綜合利用規(guī)?；l(fā)展迫在眉睫。

對(duì)比國(guó)際 尚有差距

應(yīng)用場(chǎng)景：我國(guó)電網(wǎng)儲(chǔ)能場(chǎng)景發(fā)展迅速，家庭和商業(yè)儲(chǔ)能等其它場(chǎng)景起步較晚。

目前，全球各國(guó)都在積極開展動(dòng)力電池綜合利用相關(guān)研究。美、日、德等國(guó)起步較早，并且已有成功的商業(yè)項(xiàng)目和應(yīng)用工程。

例如，美國(guó)的FreeWire公司、德國(guó)博世集團(tuán)等已成功開發(fā)出家庭和商業(yè)儲(chǔ)能、移動(dòng)電源以及電網(wǎng)儲(chǔ)能等梯次電池應(yīng)用場(chǎng)景。我國(guó)是近幾年才開始相關(guān)研究，探索實(shí)踐主要在電網(wǎng)儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車等應(yīng)用場(chǎng)景方面。

商業(yè)模式：美、日商業(yè)模式已經(jīng)成熟，我國(guó)尚處于探索中。

目前，美國(guó)實(shí)行的是生產(chǎn)者責(zé)任延伸+消費(fèi)者押金制度，政府通過押金制度督促消費(fèi)者上交退役電池給汽車銷售企業(yè)。同時(shí)對(duì)電池生產(chǎn)企業(yè)收取回收費(fèi)、對(duì)消費(fèi)者收取部分手續(xù)費(fèi)，用于成立回收基金，以支持電池梯次利用和回收利用。

日本從2000年起即規(guī)定電池生產(chǎn)商負(fù)責(zé)鋰電池回收，退役電池通過逆向物流統(tǒng)一返回電池生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行評(píng)估、分選和重組，再流向梯次電池用戶。

相較于美、日成熟的電池綜合利用商業(yè)模式，我國(guó)尚未形成覆蓋面較廣且統(tǒng)一的回收網(wǎng)絡(luò)，而是處于多種模式并存狀態(tài)。

技術(shù)規(guī)范：性能評(píng)估、分選重組和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)與國(guó)外仍有差距。

從技術(shù)角度看，綜合利用電池性能評(píng)估檢測(cè)、快速分選和重組、電池溯源和安全監(jiān)控是全球重點(diǎn)突破的方向。我國(guó)在動(dòng)力電池退役判定標(biāo)準(zhǔn)及性能評(píng)估技術(shù)、自動(dòng)化拆解和分選重組、電池壽命預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有差距。

綜合利用 四大難題

一是，尚未建立起共生共贏的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈。我國(guó)動(dòng)力電池回收綜合利用按照上下游產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個(gè)層次：生產(chǎn)層、綜合利用層和再生層，目前這三個(gè)層級(jí)相對(duì)孤立，沒有建立起共生共贏的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，三個(gè)層次的協(xié)同性不足，信息數(shù)據(jù)未能共享。

二是，綜合利用盈利模式不成熟。對(duì)于綜合利用企業(yè)而言，在成本方面，綜合利用需要對(duì)回收來的退役電池進(jìn)行檢測(cè)、分類、重新配組。由于電池標(biāo)準(zhǔn)不一、電池信息數(shù)據(jù)未能完全共享，以及綜合利用技術(shù)剛剛起步等原因，需要投入大量的資金和人力，綜合重組電池成本較高。

在收入方面，目前我國(guó)綜合利用的主要用戶是中國(guó)鐵塔公司，其在采購(gòu)綜合電池時(shí)一般會(huì)對(duì)標(biāo)其經(jīng)常采購(gòu)使用的鉛酸電池，給出的綜合電池采購(gòu)價(jià)較低。較高的成本和較低的采購(gòu)價(jià)使得綜合利用企業(yè)盈利空間不足，亟待探索新型盈利模式。

三是，綜合利用關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用在重組技術(shù)、離散整合技術(shù)和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)等方面存在技術(shù)難點(diǎn)。

重組技術(shù)的主要難點(diǎn)是分組技術(shù)和成組技術(shù)，目前都存在不少問題，如分組參數(shù)設(shè)定不合理、模組離散性大、性能不穩(wěn)定、系統(tǒng)集成困難等。離散整合技術(shù)的關(guān)鍵是讓不同離散程度的電池包在同一系統(tǒng)里高效運(yùn)行。退役模組芯片系統(tǒng)（SOC）檢測(cè)模擬技術(shù)和電源管理系統(tǒng)（BMS）技術(shù)是亟待突破的技術(shù)難點(diǎn)。壽命預(yù)測(cè)技術(shù)是整個(gè)綜合利用產(chǎn)品技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，目前在電量衰減機(jī)理、余能檢測(cè)以及新技術(shù)精確測(cè)量定量技術(shù)方面，還亟待突破。

四是，標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范發(fā)展滯后。標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的制定和推廣是綜合利用規(guī)模化應(yīng)用的前提。雖然車用動(dòng)力電池的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、信息追溯、拆解規(guī)范、余能檢測(cè)等相關(guān)規(guī)范已經(jīng)發(fā)布，但因?yàn)槿狈?duì)應(yīng)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或可操作性的技術(shù)規(guī)范，不同廠家的電池結(jié)構(gòu)、材料體系差距較大，部分汽車生產(chǎn)企業(yè)未能主動(dòng)公開動(dòng)力蓄電池拆卸、拆解及貯存技術(shù)說明等信息，綜合電池重組及評(píng)價(jià)不規(guī)范，不利于電池規(guī)范化、規(guī)?；C合利用。

迎難而上 五點(diǎn)建議

第一，構(gòu)建我國(guó)動(dòng)力電池綜合利用的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

一是構(gòu)建全生命周期的生態(tài)體系。建立電池生產(chǎn)商、整車企業(yè)、回收企業(yè)、綜合利用企業(yè)、綜合利用用戶和再生冶煉企業(yè)六位一體的綜合利用生態(tài)體系，形成聯(lián)動(dòng)。

二是探索適合的商業(yè)模式。整合行業(yè)資源，構(gòu)建覆蓋面廣、可持續(xù)的回收和綜合利用網(wǎng)絡(luò)。

三是搭建信息溯源平臺(tái)。構(gòu)建從電池生產(chǎn)、使用、綜合利用、報(bào)廢回收等全生命周期的信息溯源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)（BMS）的運(yùn)行數(shù)據(jù)與電芯數(shù)據(jù)全部后臺(tái)傳輸，信息系統(tǒng)可以對(duì)電池單體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)溯源進(jìn)行查詢，并實(shí)現(xiàn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行電池評(píng)估篩選。

第二，加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與攻關(guān)。

一是離散整合技術(shù)。針對(duì)梯次應(yīng)用不同場(chǎng)景的Pack設(shè)計(jì)電池模組建立數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)不同電池模組的性能、壽命、容量、內(nèi)阻、余能等數(shù)據(jù)參數(shù)重新分組，建立數(shù)據(jù)模型和電池管理系統(tǒng)，提升重組后電池的性能。

二是儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)拓?fù)溲芯?。針?duì)不同種類、規(guī)模、大小的動(dòng)力電池，研究設(shè)計(jì)合理的基于高頻變壓器隔離的級(jí)聯(lián)H橋儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)拓?fù)?，降低?chǔ)能系統(tǒng)對(duì)綜合利用電池種類及電池一致性的依賴，提升退役電池的利用率。

第三，制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。

一是管理標(biāo)準(zhǔn)。制定《新能源汽車動(dòng)力電池綜合利用實(shí)施細(xì)則》，細(xì)化綜合利用上下游相關(guān)主體的責(zé)任，加強(qiáng)動(dòng)力電池梯次利用行業(yè)準(zhǔn)入門檻、信息溯源管理、綜合電池管理、綜合利用基金等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。

二是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。研究制定動(dòng)力電池Pack拆解工藝規(guī)范，并對(duì)電池拆解后的分類、標(biāo)簽、存放、信息錄入和追溯等相關(guān)工作做出明確規(guī)范。

三是評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。建立新能源汽車動(dòng)力蓄電池第三方評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為動(dòng)力電池綜合利用企業(yè)在動(dòng)力蓄電池余能檢測(cè)、殘值評(píng)估等階段提供技術(shù)指導(dǎo)。

第四，創(chuàng)新綜合應(yīng)用盈利模式。

一是多元化開拓綜合應(yīng)用場(chǎng)景。在太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源并網(wǎng)、微電網(wǎng)、汽車充電樁、社區(qū)及公共建筑儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心備用電源等領(lǐng)域建設(shè)綜合電池應(yīng)用示范。

二是打造租售并舉的綜合應(yīng)用模式。針對(duì)客戶的需求程度和資金承受能力分類實(shí)施，對(duì)于需求強(qiáng)烈、資金充裕的綜合利用客戶，以出售梯級(jí)電池為主；對(duì)于社區(qū)、景點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心等需求不夠強(qiáng)烈、資金預(yù)算不足的客戶，則可借鑒合同能源管理的經(jīng)驗(yàn)采取出租的方式。

三是多種支付方式。通過分期付款、分時(shí)租賃、盈利后結(jié)算、托管運(yùn)營(yíng)、甚至免費(fèi)供貨等方式吸引梯次用戶。

第五，完善政策激勵(lì)機(jī)制。

一是統(tǒng)籌現(xiàn)有資金專項(xiàng)，對(duì)動(dòng)力電池回收利用體系的建設(shè)、動(dòng)力電池綜合利用技術(shù)的研發(fā)、動(dòng)力電池綜合利用示范項(xiàng)目等，給予一定的資金補(bǔ)貼，優(yōu)先推薦申報(bào)國(guó)家節(jié)能環(huán)保、綠色制造等專項(xiàng)資金，對(duì)綜合利用電池用戶給予一定的財(cái)政補(bǔ)貼。

二是積極探索建立綜合利用回收體系社會(huì)資金保障機(jī)制，逐步形成政府資助引領(lǐng)、企業(yè)和社會(huì)多元投入、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益共享的資金保障機(jī)制。