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电动汽车电池退役高峰,数十万吨电池何去何从?

作者:中国储能网新闻中心 来源:浙电e家 发布时间:2021-01-21 浏览:
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中国储能网讯:2013年以来,国家和各省市相继推出购置补贴和政策引导,推动新能源汽车产业快速发展。公安部统计显示,截至2020年6月,全国新能源汽车保有量492万辆。

新能源汽车高速发展随之带来新问题——退役电池如何处理。根据国家规定,当动力电池容量衰减至额定容量的80%以下时,就会强制回收。数据显示,2020年,我国迎来首个动力电池退役高峰,年退役电池超过20万吨,相当于25座大型变电站容量。预计这一数字在2025年将达到35万吨。

退役的电动汽车动力电池

大规模退役电池如果简单废弃处理,不可避免对环境造成影响。一块20克重的手机电池就可以使1平方公里的土地污染50年。因此,社会越来越重视动力电池回收利用问题,电池梯次利用因此成为行业讨论的焦点。但电池梯次利用至今尚未大规模应用,原因何在?电力公司在电池梯次利用中又能扮演什么样的角色?

电池梯次利用首要解决技术难题

“电池梯次利用”可能不好理解。举个例子,家里孩子玩具小汽车电池电量不足以满足玩具小汽车要求,换到遥控器上还能用很长时间,这就是最简单的梯次利用。

理论上,新能源汽车退役的动力电池还有80%以下的电池容量。经过测试、筛选、重组等环节,其仍具备在低速电动车、备用电池、电力储能等领域“发挥余热”的能力,从而达到梯次利用效果。如果每年退役的动力电池中70%可实现梯次利用,将是一个非常可观的规模。

但是,这一设想要进入实操环节,并没那么简单,技术问题是首要解决的。

电池梯次利用

受电池规格、型号、使用情况的多方面因素影响,退役下来的动力电池往往缺乏一致性。动力电池在容量、内阻、电压等方面所表现出不一致问题,成为阻止梯次利用的主要难题。

而解决一致性问题,关键是做好电池检测。只有正确判断退役电池电芯或模组的工作状态,才能进行相匹配的梯次利用。以目前市面上普遍使用的锂电池为例,回收后,厂家使用容量检测仪来测量电池的容量,在25℃的条件下,通过恒定电流放电至保护电压,以放电时间和放电电流来测算电池容量。对检测出来电池存在的问题,通过更换保护板、消除硫化、电压平衡修复等方式,使电池达到最佳状态,达到梯次利用标准。

虽然有诸多难点,但并没有妨碍市场对电池梯次利用是一片蓝海的认同。国内比亚迪、宁德时代、中航锂电等一批动力电池及上下游企业均在动力电池回收利用领域有所布局。

比亚迪等新能源乘用车企已具备一手操办回收利用的能力。通过检测、修复等环节,使回收电池规格、状态表现出较好的一致性,并通过技术服务等延伸服务,解决梯次电池利用技术难题。

随着更多车企开展这项业务,梯次电池缺乏一致性难题未来有望在车企内部形成回收和检测、修复闭环,当国内梯次电池政策逐渐完善后,动力梯次电池最终将以符合技术规范标准的状态进入市场,为大规模应用铺平道路。

电池梯次利用 解决成本问题是关键

当前,储能产业特别是化学储能产业已经引起全社会关注,但高成本问题依然制约其发展。

在电网侧,由于储能尚处于起步阶段,盈利模式还不明显,效益难以准确衡量。数据显示,利用全新电池建设的储能系统成本约为8000万元/万千瓦,相比常规电网基建投资,经济性较差。而用户侧储能在现有造价和峰谷分时电价政策下,经济效益并不明显,无法大规模推广应用。

如果峰谷分时电价差进一步拉大,并且各方联合起来探索分摊电池梯次利用成本的机制,那么电池梯次利用在降低储能投资成本上的优势或将进一步显现,进而大规模利用。值得注意的是,浙江省发改委近期公布浙江电网2020-2022年输配电价和销售电价,提出进一步降低谷段电价,适度拉大峰谷价差,充分发挥峰谷电价移峰填谷作用,鼓励储能等产业发展,这为储能行业以及梯次电池应用释放了积极信号。

同时,市场各方也在探索共同分担电池梯次利用成本的机制。2020年11月,杭州铁塔公司与国网杭州供电公司下属杭州凯达电力建设公司联合开展杭州白马坑5G通讯基站梯次电池改造项目。完成后,凯达公司以能源供应商身份向铁塔公司收取能源费和服务费;以能源聚合商身份参与电力需求侧响应所获国家及地方补助,由凯达公司与铁塔公司分成;双方共同承担前期投资成本,后期共同获取相关收益。

1月8日,国网杭州市余杭区供电公司完成荷花塘5G通讯站梯次利用改造工作

据国网杭州供电公司相关负责人介绍,目前,电池梯次利用改造的通讯基站成本已降至8.5万元/每基,不到采用新电池成本的7成,效能却可达新电池的9成。

目前,在5G、电网侧储能等领域,梯次电池利用已经开始实践,并展现出较好的前景。未来,随着我国储能市场需求进一步增大,动力电池梯次利用或将迎来良机。

2020年11月19日,在超山风景区南门的5G信号塔脚下,余杭区首座蓄电池梯次利用改造的5G基站投入运行,激活沉睡退役电池能源120千瓦时,预计每年节省电费3.6万元

梯次电池利用 电网企业大有可为

中国每年退役的动力电池以十万吨计,规模非常庞大,零敲碎打利用很难吃下这么多“存货”,难以满足电池“下岗再就业”的需求。大规模可再生能源并网、辅助服务、电力输配、5G通信基站储能应用因规模化利用特征,逐渐成为市场关注的重点,包括千瓦级户用储能产品、十千瓦至百千瓦级的光储微网、电动汽车充电站储能系统、数据中心备用电源,及兆瓦级大型储能电站。

国网杭州市余杭区供电公司电动汽车充电桩建设

对梯次电池供应商来说,电网公司无疑是电池梯次利用可发掘的重要客户。2019年,国家电网公司出台相关文件,提出通过输配电价疏导机制,将储能作为改善新能源并网特性、平滑新能源出力的必要技术措施。

国网浙江电力也在今年提出建设能源互联网形态下多元融合高弹性电网,通过建设储能项目,探索电网侧储能项目及源网、网荷合作储能项目建设,推动电网削峰填谷,提升电网运行效率。

国网浙江电力已建成杭州10千伏移动储能电站等项目。在当前储能未能纳入输配电价成本核算范围,制约电网侧储能发展的前提下,梯次电池的利用,为探索更低成本推动电网侧储能项目建设提供了新的解决方案。数据显示,新电池储能成本根据铅炭电池与锂电池等区分,储能成本在1.3元/瓦时至2元/瓦时之间,而梯次利用储能成本已下探至0.6元/瓦时至1元/瓦时之间,优势明显。

杭州市余杭区移动储能电站

目前,梯次电池已经在电网侧试点应用。2018年3月,长深高速六合服务区投用的新充电车位,均采用退役动力电池梯次利用,实现光伏——储能——充电桩的应用。2018年8月,广州将梯次电池应用于微电网储能,提高了资源利用效率。

对电力公司来说,梯次电池利用不仅出于成本的显著降低,通过与通信运营商、铁塔公司联合开展储能改造,电力公司可以借此成为综合能源聚合商,构建起庞大的分布式资源池,对开展需求侧响应、提升电网弹性具有重要意义,背后隐形价值十分可观。

关键字:储能,梯次利用

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