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新能源车废旧电池梯次利用进展顺利

2019-03-29 11:15:04  来源:中国金融商报     编辑:LIZHENG

新能源车废旧电池梯次利用进展顺利

■ 张泽明

新能源车的废旧电池如果处理不当,就会产生二次污染,这将有悖于环境友好的产业发展初衷。

“绿水青山就是金山银山”,近年来,我国在新能源车废旧电池梯次利用上取得了可喜进展,为相关问题的解决提供了有力实践。

废旧电池处理问题亟待解决

梯次利用是指某一个已经使用过的产品已经达到原生设计寿命,再通过其他方法使其全部或部分恢复继续使用的过程。简而言之,新能源汽车产生的废旧蓄电池,经回收后仍可被其他行业所利用,这就是电池的梯次利用。

据统计,当前我国新能源汽车累计产量已超280万辆。动力电池的使用年限一般为5年至8年,有效寿命则为4年至6年,这意味着第一批投入市场的新能源车动力电池即将淘汰。据中国汽车技术研究中心测算,2018年至2020年,全国累计报废动力电池将达12万吨至20万吨,2025年预计达到35万吨。废旧电池处理已成为当务之急。

从安全层面来看,废旧动力蓄电池处置不当存在一定安全隐患。一是触电隐患。新能源汽车的动力蓄电池额定电压较高,人员在缺乏防护措施情况下接触易造成触电事故。二是燃爆隐患。电池在出现内部或外部短路情况下,正负极会产生大电流导致高热,引起正负极燃烧。三是腐蚀隐患。电解液为有机易挥发性液体,与空气中水分反应产生白色有腐蚀性和刺激性的氟化氢烟雾。

从环境层面来看,废旧电池对生态环境和人身健康均有威胁。一是重金属污染。电池正极材料中含镍、钴等重金属,不经专业回收处理会造成重金属污染。二是电解液污染。电解液溶质LiPF6属有毒物质且易潮解,会造成氟污染。

从资源层面来看,镍氢、锂离子动力蓄电池因正极材料不同,分别含有锂、镍及稀土等金属,动力蓄电池产业对于锂、镍等资源需求旺盛。这些资源如未有效回收利用,将直接造成资源的极大浪费。

废旧电池梯次利用成果喜人

通常动力蓄电池容量衰减至80%以下时,将不能完全满足汽车动力需求,但可梯次利用于其他领域。当前动力蓄电池退役量较少,梯次利用大部分处于试验示范阶段,主要集中在备电、储能等领域。

中国铁塔公司在梯次利用方面起到很好的示范作用。自2018年起,铁塔公司停止采购铅酸电池,大力推广锂电池梯次利用,已在全国31个省市约12万个基站使用梯次电池约1.5GWh,替代铅酸电池约4.5万吨,并在备电、储能及对外发电应用场景加强业务拓展。同时,与中国邮政、国网电动车等企业合作研究将梯次利用电池应用在能源发电及电力动态扩容等方面,并在甘肃省河西地区建设15MWh光伏发电梯次利用项目、10MWh风力发电梯次利用等试验项目。据铁塔公司规划,2019年将继续扩大梯次利用电池使用规模,预计应用梯次利用电池约5GWh,替换铅酸电池约15万吨,可消纳退役动力蓄电池超过5万吨。

国家电网建设了1MWh梯次利用磷酸铁锂电池储能系统示范工程,用于接纳可再生能源发电和调频等。无锡格林美与顺丰公司探索将梯次利用电池用于城市物流车辆,中天鸿锂等企业通过“以租代售”模式推动梯次利用电池在环卫、观光等车辆应用。北京匠芯研发了梯次利用光储能系统,并正在建设基于大数据的动力蓄电池包(组)评估系统。

国家在政策方面也不断加大对废旧电池梯次利用的支持。今年2月,工信部、国家机关事务管理局、国家能源局三部门联合印发《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》(以下简称《指导意见》),明确要引导国家机关、企事业单位优先采购绿色数据中心所提供的云服务、大数据等服务。同时要求试点梯次利用动力电池作为数据中心削峰填谷的储能电池。

梯次利用行业仍存问题有待提升

当然,从新能源车废旧电池梯次利用行业来说,还有许多可以提升的地方。

从生态设计、生产控制及信息共享等方面看,行业还有待加强。绿色选材、标准化及通用性设计、易拆解结构设计以及易梯次利用设计等方面还有不足。动力蓄电池产品还存在一致性差等问题。产业链上下游企业在通信协议、历史数据等关键资源分享方面还没有形成机制。

梯次利用技术有一定进展,但还存在技术瓶颈。例如铁塔公司在大力推动动力蓄电池梯次利用的过程中发现了目前退役电池量较少、产业链下游企业争夺挤占有限的退役电池资源、梯次利用电池采购价格居高不下等问题。同时,行业还在残值评估等技术方面存在瓶颈。

针对上述问题,目前,工信部已完成34家梯次利用企业的动力蓄电池编码申请备案,实现对梯次利用企业的溯源信息监管。全国汽车标准化技术委员会组织开展动力蓄电池梯次利用相关标准研制,余能检测等国家标准已发布实施。

铁塔公司推动产学研用合作,牵头行业突破了电池成组、容量综合评估等关键技术,统一了电池管理系统通信接口及协议要求,推进梯次利用的智能化和标准化。

新能源汽车动力蓄电池梯次利用正处于起步阶段,发展潜力较大,市场前景广阔,相信在政府支持与市场需求的双轮驱动下,其管理机制和商业模式必将日趋完善。

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