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【中國環(huán)保在線 清潔能源】隨著新能源汽車市場的持續(xù)向好，動力電池不斷增長，其回收問題也逐漸凸顯。如何推動梯次利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展和相關(guān)企業(yè)布局梯次利用業(yè)務(wù)，已成為新能源汽車行業(yè)需要深思的問題。
動力電池挑戰(zhàn)重重 新能源汽車行業(yè)如何迎戰(zhàn)布局？
動力電池回收再利用是動力電池產(chǎn)業(yè)鏈形成閉環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在環(huán)境保護、資源回收和提高動力電池全壽命周期價值等方面都具有重要價值。其中動力電池回收再利用又包括了梯次利用和資源回收兩個環(huán)節(jié)。
通常當(dāng)新能源汽車動力電池剩余容量降低到初始容量的70%-80%時便無法滿足車載使用要求。退役動力電池經(jīng)過測試、篩選、重組等環(huán)節(jié)，仍然有能力用于低速電動車、備用電源、電力儲能等運行工況相對良好、對電池性能要求較低的領(lǐng)域。隨著新能源汽車推廣應(yīng)用的力度不斷加大，動力電池梯次利用的概念應(yīng)運而生并受到廣泛關(guān)注。
我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)從2013年開始進入大規(guī)模推廣應(yīng)用階段。結(jié)合2013-2016年我國新能源汽車產(chǎn)量統(tǒng)計數(shù)據(jù)和國家規(guī)劃的2020年新能源汽車產(chǎn)銷200萬輛的發(fā)展目標(biāo)，考慮到新能源汽車企業(yè)目前對動力電池的質(zhì)保服務(wù)大多在5-8年，到2019年我國新能源汽車動力電池將會進入大規(guī)模退役階段。根據(jù)預(yù)測，2025年，我國年度新增的梯次利用潛在規(guī)模將會達(dá)到33.6GWh，可以說梯次利用擁有巨大的潛在規(guī)模和市場空間。
擁有巨大潛在市場需求的儲能領(lǐng)域也成為梯次利用未來重要的應(yīng)用場景之一。僅就儲能領(lǐng)域而言，目前在大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)、輔助服務(wù)、電力輸配、用戶側(cè)等儲能應(yīng)用領(lǐng)域都已經(jīng)有梯次利用示范項目正在運行，涉及千瓦級的戶用儲能產(chǎn)品，十千瓦至百千瓦級的光儲微網(wǎng)、電動汽車充電站儲能系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心備用電源，以及兆瓦級大型儲能電站。
與梯次利用巨大市場潛力和各界密切關(guān)注形成鮮明對比的是，現(xiàn)階段各方對于梯次利用市場前景仍然存在諸多爭議。動力電池梯次利用在電池性能、集成管控能力、商業(yè)模式、經(jīng)濟性、安全性、市場認(rèn)可度等方面仍然面臨著很多困難，并且尚無法找到一致有效的答案。未來還需要依托技術(shù)研發(fā)、項目探索和多方協(xié)作共同推動梯次利用市場的發(fā)展。
1、電池一致性成為困擾梯次利用項目運行的主要技術(shù)問題，需要以動力電池全壽命周期研究為支撐
從2014年起，我國開始布局開展動力電池梯次利用示范研究項目。2015年，中國電科院啟動了兆瓦時級梯次利用電池儲能技術(shù)的研究，研發(fā)了1.2MWh梯次利用儲能試驗系統(tǒng)，并于2016年在國家風(fēng)光儲示范電站投入試運行，這是我國個兆瓦時級梯次利用電池儲能系統(tǒng)。根據(jù)梯次利用儲能示范項目的實際運行數(shù)據(jù)，電池一致性問題成為項目運行中面臨的大挑戰(zhàn)。對此中國電科院專家來小康也表示，即使使用經(jīng)過千挑萬選的退役電池構(gòu)建梯次利用儲能系統(tǒng)，仍然無法避免在儲能系統(tǒng)運行過程中電池的一致性再次發(fā)生離散。
電池一致性已經(jīng)成為困擾梯次利用項目順利運行的關(guān)鍵。動力電池的一致性是相對的，不一致性是的。電池出廠時，它的一致性是由生產(chǎn)線保證的，這是它先天的特質(zhì)。在使用過程中出現(xiàn)的不一致現(xiàn)象則是由車主駕駛習(xí)慣、充電方法、溫度場均勻性、自放電差異等多重因素共同造成，這是車企和電池企業(yè)無法控制的。由此也造成了電動汽車在退役時電池容量分布極不均勻，呈現(xiàn)出從初始容量的80%到50%的巨大跨度。電池的不一致性將大幅度增加后期的運行維護成本。同時，為了彌補電池不一致性帶來的缺陷，必然增加設(shè)計冗余量，這又增加了項目初投資。
動力電池在容量、內(nèi)阻、電壓等方面表現(xiàn)出來的不一致問題，與電池自身的充放電反應(yīng)機理密切相關(guān)。若要真正破解一致性問題，還需要在動力電池性能衰減機理和電池健康狀態(tài)評價等方面開展大量研究工作，具體包括研究動力電池在不同衰減壽命區(qū)間的電性能衰減趨勢，構(gòu)建合理的電池健康狀態(tài)評價指標(biāo)，研究退役動力電池的性能狀態(tài)分布，構(gòu)建模塊化能量管理系統(tǒng)對不同性能的電池進行分級管理，建立電池全壽命周期的監(jiān)測和管理數(shù)據(jù)庫等等。
作為國內(nèi)大的電動汽車服務(wù)生態(tài)圈建設(shè)運營企業(yè)，國網(wǎng)電動汽車有限公司總經(jīng)理江冰表示，公司在運用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)構(gòu)建智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺的同時，將會對動力電池實時運行數(shù)據(jù)實施監(jiān)控，為開展梯次利用提供有效的歷史數(shù)據(jù)支撐。相信隨著新電池性能不斷提升、對電池衰減機理認(rèn)識的不斷深刻和電池車載歷史運行數(shù)據(jù)的有效掌握，待其進入梯次利用環(huán)節(jié)后，一致性問題也將不斷得到改善。
