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近日，沃爾沃能源公司與電池回收商Connected Energy達(dá)成合作意向，共同開發(fā)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS）。雙方計(jì)劃利用從沃爾沃電動(dòng)巴士、卡車和機(jī)器中回收的電池來(lái)構(gòu)建BESS，為電池創(chuàng)造第二次生命。

據(jù)悉，儲(chǔ)能系統(tǒng)將被構(gòu)建成“集裝箱式系統(tǒng)”，預(yù)計(jì)到2025年在歐洲推出。同時(shí)，沃爾沃已經(jīng)開始在瑞典哥德堡工廠使用Connected Energy的E-STOR系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于分析對(duì)電網(wǎng)的響應(yīng)率。

沃爾沃能源公司銷售和服務(wù)高級(jí)副總裁Elisabeth Larsson表示：“沃爾沃集團(tuán)的目標(biāo)是確保為我們的車輛提供動(dòng)力的每塊電池在回收之前都充分發(fā)揮其潛力。”

Connected Energy指出，電動(dòng)汽車電池在使用周期結(jié)束時(shí)仍具有初始儲(chǔ)能容量的80%左右。將它們回收到儲(chǔ)能系統(tǒng)中可以賦予電動(dòng)汽車電池第二次生命——即梯級(jí)利用，從而在其使用壽命內(nèi)大幅減少碳足跡。

再生之道

近年來(lái)新能源汽車需求的爆發(fā)促進(jìn)了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的繁榮，考慮到我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)自 2015年開始成熟放量，加之動(dòng)力電池的平均使用壽命大約為 5-8 年，可以推斷國(guó)內(nèi)早期裝車的動(dòng)力電池已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)入報(bào)廢期。

此外，正如長(zhǎng)安汽車董事長(zhǎng)朱華榮斷言，預(yù)計(jì)到2025年中國(guó)需要?jiǎng)恿﹄姵禺a(chǎn)能為1000-1200GWh，目前產(chǎn)能規(guī)劃已達(dá)4800GWh，已經(jīng)嚴(yán)重過(guò)剩。

電車的飛速發(fā)展疊加動(dòng)力電池的大幅擴(kuò)產(chǎn)及技術(shù)迭代，預(yù)計(jì)未來(lái) 2-3 年內(nèi)動(dòng)力電池將迎來(lái)大規(guī)模退役潮，動(dòng)力電池的回收利用需求愈發(fā)迫切，退役電池應(yīng)該何去何從成為行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

根據(jù)剩余容量的不同，動(dòng)力電池回收有梯次利用（剩余容量低于80%），和再生利用（剩余容量低于20%）兩種路徑。

根據(jù)綠色和平組織，假設(shè)80%的退役動(dòng)力電池直接或經(jīng)過(guò)修復(fù)后被市場(chǎng)吸收，那到2030年為止，全球退役電池梯次利量將達(dá)到370.55GWh，創(chuàng)造150億美元的總價(jià)值。

到2030年，中國(guó)將有153.98 GWh的退役電池梯次利用，與制造新電池相比，將創(chuàng)造總產(chǎn)值67.5億美元，減少碳排放超過(guò)909萬(wàn)噸。
麥肯錫預(yù)計(jì)到2030年，將有大約227GWh的使用過(guò)的EV電池可供重復(fù)利用，這個(gè)數(shù)字將超過(guò)那一年對(duì)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS）的預(yù)期需求。

可以說(shuō)，動(dòng)力電池梯級(jí)利用為儲(chǔ)能電池系統(tǒng)有著巨大的潛力，歐洲和美國(guó)已有少數(shù)公司在設(shè)計(jì)和部署這種“第二生命周期”的系統(tǒng)。

力神電池工程師錢艷婷認(rèn)為：退役動(dòng)力鋰電池可以應(yīng)用于電力儲(chǔ)能市場(chǎng)，如用于分布式發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)或用于儲(chǔ)能電站，解決電網(wǎng)波動(dòng)的隨機(jī)性問(wèn)題；或者用于變電站或通訊基站，作為備用電源即 UPS 使用，市場(chǎng)廣闊。

技術(shù)與安全

眾所周知，儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池的應(yīng)用場(chǎng)景差異帶來(lái)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝流程的不同：動(dòng)力電池受新能源汽車?yán)锍桃笥绊懽非蟾吣芰棵芏?，?duì)壽命要求不高。

而儲(chǔ)能電池追求長(zhǎng)壽命、高循環(huán)次數(shù)而對(duì)高功率的要求不高。不少電池巨頭為儲(chǔ)能電池投建新產(chǎn)線，當(dāng)然也有企業(yè)像蜂巢能源采用動(dòng)儲(chǔ)一條產(chǎn)線。

這種差異，導(dǎo)致不同批次的退役電池在容量及衰減率、剩余壽命等關(guān)鍵參數(shù)上適配度低，大規(guī)模制成商用儲(chǔ)能系統(tǒng)存在質(zhì)量問(wèn)題和安全隱患。

另外技術(shù)上的挑戰(zhàn)在于：將不同的品牌、種類、使用壽命的動(dòng)力電池連接在一起做為儲(chǔ)能系統(tǒng)，需要對(duì)多變量進(jìn)行管理，特別是有大量電池按順序進(jìn)行工作，較舊或者壽命較短的動(dòng)力電池會(huì)打亂系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

賽迪智庫(kù)安全產(chǎn)業(yè)研究所研究員李泯泯曾指出：“目前基于容量衰減機(jī)理分析建立的電池壽命預(yù)測(cè)模型尚不完善，造成梯次利用退役動(dòng)力電池在評(píng)價(jià)檢測(cè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸。此外，在電池重組技術(shù)、離散整合技術(shù)等領(lǐng)域也一直難有突破。”

此外，由于一致性較差，不同種類的電池可能使用的是完全無(wú)法互聯(lián)的通信協(xié)議，在將動(dòng)力電池串并連成儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)會(huì)面臨生態(tài)沖突，需要車企、鋰電企業(yè)之間進(jìn)行軟硬件生態(tài)的協(xié)調(diào)。

這意味著在回收環(huán)節(jié)對(duì)電池進(jìn)行梯次篩選尤為重要，但我國(guó)的動(dòng)力電池梯次利用標(biāo)準(zhǔn)并不清晰。更關(guān)鍵的是，出于安全考慮，國(guó)家在將退役動(dòng)力電池應(yīng)用于儲(chǔ)能電站方面尤為審慎。

早在2021年6月國(guó)家能源局的起草的《新型儲(chǔ)能項(xiàng)目管理規(guī)范（暫行）（征求意見稿）》中，就明確指出在電池一致性管理型技術(shù)取得關(guān)鍵突破前，原則上不得新建大型動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目。

今年3月份，國(guó)家能源局發(fā)布關(guān)于印發(fā)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2023版）》，強(qiáng)調(diào)：中大型儲(chǔ)能電站應(yīng)選用技術(shù)成熟、安全性能高的電池，審慎選用梯次利用動(dòng)力電池。

目前，我國(guó)的動(dòng)力電池梯次利用做儲(chǔ)能處于企業(yè)試點(diǎn)階段，上汽通用、比亞迪等車企已有不少示范項(xiàng)目。

工信部先后公布三批共47家符合《新能源汽車廢舊動(dòng)力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件》的企業(yè)名單，但受商業(yè)模式、關(guān)鍵技術(shù)、管理方法等因素的制約，良莠不齊的小作坊占據(jù)市場(chǎng)的主流。
一家廢舊電池回收廠負(fù)責(zé)人曾對(duì)《人民日?qǐng)?bào)》表示：“我去看過(guò)廣州附近的幾家廢舊電池拆解企業(yè)，它們位置偏僻、廠房簡(jiǎn)陋、人工操作、污染嚴(yán)重。最讓人擔(dān)心的是，收購(gòu)來(lái)的動(dòng)力電池包，經(jīng)手工拆解成模組后，只需簡(jiǎn)單測(cè)試一下性能，就會(huì)揀選組裝成不同規(guī)格的梯次電池。”

此外由于新舊電池的價(jià)差并不明顯，一些操作不規(guī)范的企業(yè)，生產(chǎn)成本低，可以在市場(chǎng)上高價(jià)回收廢舊動(dòng)力電池，給規(guī)范企業(yè)帶來(lái)了較大成本負(fù)擔(dān)。

動(dòng)力電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的重生，仍需要關(guān)鍵技術(shù)、商業(yè)模式的突破。

他山之石

在關(guān)鍵的“電池一致性管理型技術(shù)”方面，美國(guó)的B2U公司取得了一些進(jìn)展，B2U公司開發(fā)的sierra sepv系統(tǒng)利用人工智能技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并可以隨時(shí)切斷某塊電池的連接，讓舊電池在影響系統(tǒng)運(yùn)行前提前離網(wǎng)，減少對(duì)較新電池的影響。

“退役電池存在固有容量差異，這種技術(shù)能讓儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效的能量輸出。”B2U CEO 弗里曼說(shuō)。

據(jù)悉，B2U通過(guò)與汽車制造商合作，將電池的軟件與其自有專利軟件配對(duì)，以監(jiān)控每個(gè)柜子中的每塊電池，并控制其充電狀態(tài)和充放電的速率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)豐田、特斯拉、雪佛蘭等車企電池包的即插即用。

該公司收集了大約 1,300 塊用過(guò)的日產(chǎn)和本田電池，并將它們串在一起形成了 SEPV Sierra 混合太陽(yáng)能存儲(chǔ)設(shè)施，這座 25 兆瓦時(shí)的電源側(cè)儲(chǔ)能位于加利福尼亞州蘭開斯特，可能是地球上最大的動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能系統(tǒng)。

B2U于2019年開始運(yùn)營(yíng)，四年后，B2U已經(jīng)解決了將動(dòng)力電池從驅(qū)動(dòng)汽車轉(zhuǎn)變?yōu)闉殡娋W(wǎng)供電的問(wèn)題，并通過(guò)峰谷差套利。

在歐洲和其他地區(qū)，動(dòng)力電池回收再利用更多是由車企推動(dòng)，大眾、沃爾沃、雷諾等公司通過(guò)于能源或者電池企業(yè)合作進(jìn)行儲(chǔ)能設(shè)施的投建。

汽車大國(guó)日本也在積極推動(dòng)動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，日產(chǎn)與英國(guó)供應(yīng)商EDF Energy合作開發(fā)商用電池儲(chǔ)能，可將退役電動(dòng)車電池恢復(fù)到70%的原始容量，轉(zhuǎn)換成家庭備用電源和企業(yè)用電。

本田與法國(guó)興業(yè)銀行合作，回收混動(dòng)車型中的電池組，用于電網(wǎng)或是家用儲(chǔ)能設(shè)備；豐田的動(dòng)力電池梯次利用鏈條也比較完整，與比亞迪、寧德時(shí)代均有合作。

動(dòng)力電池退役潮即將來(lái)臨，歐盟《新電池法》對(duì)電池全生命周期管理的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，動(dòng)力電池回收用作儲(chǔ)能可以最大程度上發(fā)揮電池價(jià)值，減少碳排放。

賽迪智庫(kù)安全產(chǎn)業(yè)研究所研究員李泯泯認(rèn)為：頂層設(shè)計(jì)層面，我國(guó)應(yīng)盡快制定可進(jìn)入梯次利用的電池容量衰減程度及報(bào)廢回收程度相關(guān)法規(guī)。國(guó)家有關(guān)主管部門應(yīng)明確動(dòng)力電池全生命周期各環(huán)節(jié)主體責(zé)任，落實(shí)整車生產(chǎn)企業(yè)的責(zé)任延伸制度。

另外，必須通過(guò)政企合作，加大對(duì)電池重組技術(shù)、壽命預(yù)測(cè)和離散整合等關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)力度，保障儲(chǔ)能電站安全。 

原標(biāo)題：動(dòng)力電池退役去儲(chǔ)能，可行之道還是挑戰(zhàn)重重？