首页>新闻动态>行业资讯

动力电池退役去储能,可行之道还是挑战重重?

发布者:【浩博电池资讯】   发布时间:2023-09-21 19:09:10   点击量:237

浩博电池网讯:近日,沃尔沃能源公司与电池回收商Connected Energy达成合作意向,共同开发电池储能系统(BESS)。双方计划利用从沃尔沃电动巴士、卡车和机器中回收的电池来构建BESS,为电池创造第二次生命。

  据悉,储能系统将被构建成“集装箱式系统”,预计到2025年在欧洲推出。同时,沃尔沃已经开始在瑞典哥德堡工厂使用Connected Energy的E-STOR系统,该系统用于分析对电网的响应率。

  沃尔沃能源公司销售和服务高级副总裁Elisabeth Larsson表示:“沃尔沃集团的目标是确保为我们的车辆提供动力的每块电池在回收之前都充分发挥其潜力。”

  Connected Energy指出,电动汽车电池在使用周期结束时仍具有初始储能容量的80%左右。将它们回收到储能系统中可以赋予电动汽车电池第二次生命——即梯级利用,从而在其使用寿命内大幅减少碳足迹。

再生之道

  近年来新能源汽车需求的爆发促进了动力电池产业的繁荣,考虑到我国新能源汽车市场自 2015年开始成熟放量,加之动力电池的平均使用寿命大约为 5-8 年,可以推断国内早期装车的动力电池已经陆续进入报废期。

  此外,正如长安汽车董事长朱华荣断言,预计到2025年中国需要动力电池产能为1000-1200GWh,目前产能规划已达4800GWh,已经严重过剩。

  电车的飞速发展叠加动力电池的大幅扩产及技术迭代,预计未来 2-3 年内动力电池将迎来大规模退役潮,动力电池的回收利用需求愈发迫切,退役电池应该何去何从成为行业关注的重点。

  根据剩余容量的不同,动力电池回收有梯次利用(剩余容量低于80%),和再生利用(剩余容量低于20%)两种路径。

  根据绿色和平组织,假设80%的退役动力电池直接或经过修复后被市场吸收,那到2030年为止,全球退役电池梯次利量将达到370.55GWh,创造150亿美元的总价值。

图片

2015-2025年 中国废旧动力电池数量

数据来源:北工大循环经济研究所

  到2030年,中国将有153.98 GWh的退役电池梯次利用,与制造新电池相比,将创造总产值67.5亿美元,减少碳排放超过909万吨。

  麦肯锡预计到2030年,将有大约227GWh的使用过的EV电池可供重复利用,这个数字将超过那一年对锂离子电池储能系统(BESS)的预期需求。

  可以说,动力电池梯级利用为储能电池系统有着巨大的潜力,欧洲和美国已有少数公司在设计和部署这种“第二生命周期”的系统。

  力神电池工程师钱艳婷认为:退役动力锂电池可以应用于电力储能市场,如用于分布式发电储能系统或用于储能电站,解决电网波动的随机性问题;或者用于变电站或通讯基站,作为备用电源即 UPS 使用,市场广阔。

技术与安全

  众所周知,储能电池和动力电池的应用场景差异带来了产品设计与工艺流程的不同:动力电池受新能源汽车里程要求影响追求高能量密度,对寿命要求不高。

  而储能电池追求长寿命、高循环次数而对高功率的要求不高。不少电池巨头为储能电池投建新产线,当然也有企业像蜂巢能源采用动储一条产线。

图片

来源:EnergyTrend储能

  这种差异,导致不同批次的退役电池在容量及衰减率、剩余寿命等关键参数上适配度低,大规模制成商用储能系统存在质量问题和安全隐患。

  另外技术上的挑战在于:将不同的品牌、种类、使用寿命的动力电池连接在一起做为储能系统,需要对多变量进行管理,特别是有大量电池按顺序进行工作,较旧或者寿命较短的动力电池会打乱系统的运行速度。

  赛迪智库安全产业研究所研究员李泯泯曾指出:“目前基于容量衰减机理分析建立的电池寿命预测模型尚不完善,造成梯次利用退役动力电池在评价检测环节出现瓶颈。此外,在电池重组技术、离散整合技术等领域也一直难有突破。”

  此外,由于一致性较差,不同种类的电池可能使用的是完全无法互联的通信协议,在将动力电池串并连成储能系统时会面临生态冲突,需要车企、锂电企业之间进行软硬件生态的协调。

  这意味着在回收环节对电池进行梯次筛选尤为重要,但我国的动力电池梯次利用标准并不清晰。更关键的是,出于安全考虑,国家在将退役动力电池应用于储能电站方面尤为审慎。

  早在2021年6月国家能源局的起草的《新型储能项目管理规范(暂行)(征求意见稿)》中,就明确指出在电池一致性管理型技术取得关键突破前,原则上不得新建大型动力电池梯次利用储能项目。

  今年3月份,国家能源局发布关于印发《防止电力生产事故的二十五项重点要求(2023版)》,强调:中大型储能电站应选用技术成熟、安全性能高的电池,审慎选用梯次利用动力电池。

  目前,我国的动力电池梯次利用做储能处于企业试点阶段,上汽通用、比亚迪等车企已有不少示范项目。

图片

来源:智库研报、媒体报道

  工信部先后公布三批共47家符合《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》的企业名单,但受商业模式、关键技术、管理方法等因素的制约,良莠不齐的小作坊占据市场的主流。

  一家废旧电池回收厂负责人曾对《人民日报》表示:“我去看过广州附近的几家废旧电池拆解企业,它们位置偏僻、厂房简陋、人工操作、污染严重。最让人担心的是,收购来的动力电池包,经手工拆解成模组后,只需简单测试一下性能,就会拣选组装成不同规格的梯次电池。”

  此外由于新旧电池的价差并不明显,一些操作不规范的企业,生产成本低,可以在市场上高价回收废旧动力电池,给规范企业带来了较大成本负担。

  动力电池在储能领域的重生,仍需要关键技术、商业模式的突破。

他山之石

  在关键的“电池一致性管理型技术”方面,美国的B2U公司取得了一些进展,B2U公司开发的sierra sepv系统利用人工智能技术实时监控电池的运行数据,并可以随时切断某块电池的连接,让旧电池在影响系统运行前提前离网,减少对较新电池的影响。

  “退役电池存在固有容量差异,这种技术能让储能系统实现高效的能量输出。”B2U CEO 弗里曼说。

  据悉,B2U通过与汽车制造商合作,将电池的软件与其自有专利软件配对,以监控每个柜子中的每块电池,并控制其充电状态和充放电的速率,实现了对丰田、特斯拉、雪佛兰等车企电池包的即插即用。

  该公司收集了大约 1,300 块用过的日产和本田电池,并将它们串在一起形成了 SEPV Sierra 混合太阳能存储设施,这座 25 兆瓦时的电源侧储能位于加利福尼亚州兰开斯特,可能是地球上最大的动力电池梯次利用储能系统。

  B2U于2019年开始运营,四年后,B2U已经解决了将动力电池从驱动汽车转变为为电网供电的问题,并通过峰谷差套利。

  在欧洲和其他地区,动力电池回收再利用更多是由车企推动,大众、沃尔沃、雷诺等公司通过于能源或者电池企业合作进行储能设施的投建。

图片

来源:智库行研、媒体报道

  汽车大国日本也在积极推动动力电池回收产业的发展,日产与英国供应商EDF Energy合作开发商用电池储能,可将退役电动车电池恢复到70%的原始容量,转换成家庭备用电源和企业用电。

  本田与法国兴业银行合作,回收混动车型中的电池组,用于电网或是家用储能设备;丰田的动力电池梯次利用链条也比较完整,与比亚迪、宁德时代均有合作。

  动力电池退役潮即将来临,欧盟《新电池法》对电池全生命周期管理的要求也越来越严格,动力电池回收用作储能可以最大程度上发挥电池价值,减少碳排放。

  赛迪智库安全产业研究所研究员李泯泯认为:顶层设计层面,我国应尽快制定可进入梯次利用的电池容量衰减程度及报废回收程度相关法规。国家有关主管部门应明确动力电池全生命周期各环节主体责任,落实整车生产企业的责任延伸制度。

  另外,必须通过政企合作,加大对电池重组技术、寿命预测和离散整合等关键技术的攻关力度,保障储能电站安全。

【责任编辑:孟瑾】


声明: 本网站所发布文章,均来自于互联网,不代表本站观点,如有侵权,请联系删除。

相关推荐

#
  • 安全
  • 可靠
  • 环保
  • 高效
  • 高性能

    能量密度:125-160Wh/kg
    充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
    温度范围:-40℃—65℃
    自耗电:≤3%/月

  • 高安全

    过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
    撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。

  • 高可靠

    动力电池循环寿命不低于2000次,
    80%容量保持率;
    电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
    符合国军标要求。