中國(guó)新能源動(dòng)力電池正逐漸進(jìn)入大規(guī)模退役潮。如何回收利用廢舊的動(dòng)力電池成為關(guān)鍵問(wèn)題。
目前對(duì)退役電池進(jìn)行再利用的方式有梯次利用和再生利用兩大類。
2024年8月發(fā)布的《新能源汽車廢舊動(dòng)力電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件（2024 年本）》指出，梯次利用是指對(duì)廢舊動(dòng)力電池進(jìn)行檢測(cè)、分類、拆分、重組等處理，以制造符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的、可應(yīng)用于其他領(lǐng)域的梯次產(chǎn)品。而再生利用則是指對(duì)電池進(jìn)行拆解、破碎、分選、冶煉等處理，以實(shí)現(xiàn)資源化利用。
相比于直接對(duì)電池進(jìn)行破碎、冶煉的資源化利用過(guò)程，梯次利用因涉及梯次產(chǎn)品安全性、利潤(rùn)空間等因素，現(xiàn)實(shí)中面臨的問(wèn)題更復(fù)雜。退役電池梯次產(chǎn)品可以運(yùn)用于哪些領(lǐng)域？阻礙電池梯次利用的因素有哪些？有哪些可行的技術(shù)方案？澎湃研究所研究員就上述問(wèn)題采訪了相關(guān)學(xué)者和企業(yè)。
政策鼓勵(lì)與市場(chǎng)需求，退役電池梯次利用成為一大增長(zhǎng)點(diǎn)
新能源車剛進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)時(shí)，動(dòng)力電池梯次利用的概念就已被提出。2021年工信部等五部門聯(lián)合印發(fā)《新能源汽車動(dòng)力蓄電池梯次利用管理辦法》《車用動(dòng)力電池回收利用：梯次利用》，首次對(duì)梯次利用產(chǎn)品及企業(yè)進(jìn)行規(guī)范。
稅收優(yōu)惠和試點(diǎn)也相繼出臺(tái)。2021年12月，財(cái)政部、稅務(wù)總局印發(fā)《關(guān)于完善資源綜合利用增值稅政策的公告》，從2022年3月起，動(dòng)力電池回收、電池拆解企業(yè)增值稅退稅比例從30%增加至50%。2022年2月，工信部等八部門印發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)工業(yè)資源綜合利用的實(shí)施方案》，提及推進(jìn)京津冀、長(zhǎng)三角等區(qū)域的梯次利用示范工程，培育骨干企業(yè)，加大研發(fā)力度。
目前退役電池梯次產(chǎn)品在通訊基站、儲(chǔ)能、低速電車等領(lǐng)域已有所運(yùn)用。例如中國(guó)鐵塔于2015年起陸續(xù)在全國(guó)基站大范圍進(jìn)行梯次利用電池替換鉛酸電池試驗(yàn)。2019年，中國(guó)鐵塔宣布停止采購(gòu)鉛酸電池，改為采購(gòu)梯次鋰電池。上海機(jī)床廠園區(qū)綜合能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目于2019年并網(wǎng)發(fā)電。該工程利用退役梯次電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)“削峰填谷”（即儲(chǔ)存電網(wǎng)夜間的低價(jià)電，在白天高電價(jià)時(shí)段供給廠房使用）為園區(qū)供電，節(jié)省電費(fèi)開支。
上海機(jī)床廠內(nèi)的退役電池梯次利用儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)“削峰填谷”滿足園區(qū)供電。
上海電力大學(xué)教授廖強(qiáng)強(qiáng)長(zhǎng)期關(guān)注電池性能評(píng)估、梯次利用和儲(chǔ)能等領(lǐng)域。他告訴澎湃研究所，很多動(dòng)力電池在退役時(shí)仍有將近80%的剩余容量?！叭绻姵刂苯訄?bào)廢拆解，賣出的價(jià)格很低，會(huì)造成很大的資源浪費(fèi)。如果退役電池實(shí)現(xiàn)物盡其用，則能降低儲(chǔ)能成本。”
退役電池的一致性、安全性和成本是主要顧慮
相比于新電池，購(gòu)買退役電池的成本較低。但退役電池梯次產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，還面臨諸多阻礙。
市場(chǎng)上流通的退役電池品類多而雜亂，規(guī)格參數(shù)和衰減率參差不齊，是阻礙梯次利用的一大因素。不同廠家生產(chǎn)的電池不同，即便出自同一廠家，由于動(dòng)力電池更新迭代快，不同批次之間的電池也可能存在型號(hào)、容量等方面的差異。“要生產(chǎn)梯次利用的產(chǎn)品，需要同一組內(nèi)的電池之間的性能狀態(tài)大致相同。但市面上的退役電池品類雜亂，不容易成組?！绷螐?qiáng)強(qiáng)解釋。成組之后，不同電池的衰減率也有所不同?！坝械碾姵貕勖L(zhǎng)，有的則壽命短，又導(dǎo)致了電池之間的不一致。因此一些梯次產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益并不好?！?/p>
退役電池的狀態(tài)難以評(píng)估，歷史數(shù)據(jù)難以溯源，也導(dǎo)致梯次利用難以實(shí)現(xiàn)。廖強(qiáng)強(qiáng)談到，“評(píng)估電池狀態(tài)需要付出較高的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。評(píng)估的方式之一是建立模型，但不同的電池適用的模型可能會(huì)有所不同。如何建立普適性的評(píng)估模型是估計(jì)電池狀態(tài)的一大瓶頸?！贝送?，由于缺乏透明和共享的歷史數(shù)據(jù)，難以對(duì)電池進(jìn)行嚴(yán)格的溯源管理，也造成退役電池?zé)o法進(jìn)入梯次利用環(huán)節(jié)。
要實(shí)現(xiàn)梯次產(chǎn)品的安全應(yīng)用，需要付出較高的監(jiān)管成本。難以保證安全性是退役動(dòng)力電池規(guī)?；瘧?yīng)用的阻礙之一。與全新電池相比，退役電池更容易老化，因此需要對(duì)其性能狀態(tài)進(jìn)行更嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)。廖強(qiáng)強(qiáng)談到，“電池退役后用到新的場(chǎng)景中，還需要繼續(xù)投入，甚至需要付出比應(yīng)用新電池更高的管控和監(jiān)測(cè)成本?！?/p>
現(xiàn)階段，退役電池梯次利用仍然面臨標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)級(jí)不清晰的問(wèn)題。上海海事大學(xué)經(jīng)管學(xué)院副教授張默曾對(duì)動(dòng)力電池回收再利用體系進(jìn)行深入調(diào)研。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)想退役電池能運(yùn)用于港口AGV小車、新能源車企換電站儲(chǔ)能等領(lǐng)域，但現(xiàn)實(shí)情況并不理想?！澳男╇姵啬苡糜趦?chǔ)能，哪些電池能用于AGV小車，都缺少具有公信力的診斷和明確的評(píng)級(jí)。”
上海電力大學(xué)副教授于會(huì)群指出，“雖然國(guó)家已出臺(tái)相關(guān)文件，但梯次利用針對(duì)性制度仍不完善。需要對(duì)退役電池的運(yùn)輸與監(jiān)管、監(jiān)測(cè)評(píng)估與篩選重組指標(biāo)、電池分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、再退役標(biāo)準(zhǔn)、消防安全規(guī)范等進(jìn)行更細(xì)致的規(guī)定。”
整包儲(chǔ)能、中小型儲(chǔ)能或是梯次利用方向
廖強(qiáng)強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)與奇瑞集團(tuán)在2019年研發(fā)蓄電池梯次利用異構(gòu)兼容儲(chǔ)能電站。他告訴澎湃研究所，目前奇瑞的一個(gè)探索方向是在倉(cāng)儲(chǔ)無(wú)人車內(nèi)以模組的形式進(jìn)行短線化、小型化應(yīng)用。他指出，小型儲(chǔ)能是梯次利用較為現(xiàn)實(shí)的方向。電池?cái)?shù)量少，維護(hù)和監(jiān)管成本相對(duì)較低。
上海偉翔眾翼新能源科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“偉翔眾翼”）主營(yíng)動(dòng)力電池回收利用業(yè)務(wù)。在梯次利用領(lǐng)域，偉翔眾翼聚焦于中小型儲(chǔ)能項(xiàng)目，在叉車和UPS供電系統(tǒng)、儲(chǔ)能充電站等場(chǎng)景中都有成功案例。
2024年8月，偉翔眾翼在“可持續(xù)創(chuàng)?變-ESG”主題展的展位，展示了動(dòng)力電池拆解、梯次利用、再生利用等場(chǎng)景。（供圖：偉翔眾翼）
偉翔眾翼研發(fā)的梯次利用儲(chǔ)能充電站采用整包儲(chǔ)能方案，即從車企回收的電池包通過(guò)檢測(cè)后直接應(yīng)用，不進(jìn)行拆解。公司技術(shù)總監(jiān)印言偉解釋，整包儲(chǔ)能有兩大優(yōu)勢(shì)。一是更安全，因?yàn)檐囈?guī)級(jí)的電池包本身已經(jīng)過(guò)很多測(cè)試，質(zhì)量可靠；二是成本更低，省去了拆解、重組等工序。
從主機(jī)廠回收的電池包剩余容量有90%以上，在儲(chǔ)能充電站進(jìn)行梯次利用后通常還剩60%-70%的殘值。之后電池將進(jìn)入模組化梯次再利用或拆解和資源化利用環(huán)節(jié)。印言偉談到，目前偉翔眾翼正在參與退役電池梯次利用評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的制定。標(biāo)準(zhǔn)明確后，梯次利用的安全性問(wèn)題將得到解決。
在跨國(guó)企業(yè)案例方面，廖強(qiáng)強(qiáng)提及寶馬的梯次利用方案。寶馬的梯次利用案例涵蓋家庭儲(chǔ)能、社區(qū)儲(chǔ)能、工商業(yè)儲(chǔ)能等不同層級(jí)。這些方案同樣采用整包儲(chǔ)能，且電池包之間采用并聯(lián)電路，一個(gè)電池包損壞不影響其他電池包充放電。
寶馬沈陽(yáng)鐵西工廠里達(dá)廠區(qū)綠色光儲(chǔ)一體站（供圖：寶馬）
“退役電池梯次利用儲(chǔ)能有兩個(gè)可能的思路：一是從降低成本的角度可考慮整包儲(chǔ)能，避免拆解；二是用于相對(duì)溫和的場(chǎng)景，在電流倍率低、充放電深度比較淺的場(chǎng)景中應(yīng)用?！绷螐?qiáng)強(qiáng)如此分析。
