中國儲能網(wǎng)訊：近日，沃爾沃能源公司與電池回收商Connected Energy達成合作意向，共同開發(fā)電池儲能系統(tǒng)（BESS）。雙方計劃利用從沃爾沃電動巴士、卡車和機器中回收的電池來構(gòu)建BESS，為電池創(chuàng)造第二次生命。
據(jù)悉，儲能系統(tǒng)將被構(gòu)建成“集裝箱式系統(tǒng)”，預計到2025年在歐洲推出。同時，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)用于分析對電網(wǎng)的響應(yīng)率。
沃爾沃能源公司銷售和服務(wù)高級副總裁Elisabeth Larsson表示：“沃爾沃集團的目標是確保為我們的車輛提供動力的每塊電池在回收之前都充分發(fā)揮其潛力?！?
Connected Energy指出，電動汽車電池在使用周期結(jié)束時仍具有初始儲能容量的80%左右。將它們回收到儲能系統(tǒng)中可以賦予電動汽車電池第二次生命——即梯級利用，從而在其使用壽命內(nèi)大幅減少碳足跡。
再生之道
近年來新能源汽車需求的爆發(fā)促進了動力電池產(chǎn)業(yè)的繁榮，考慮到我國新能源汽車市場自 2015年開始成熟放量，加之動力電池的平均使用壽命大約為 5-8 年，可以推斷國內(nèi)早期裝車的動力電池已經(jīng)陸續(xù)進入報廢期。
此外，正如長安汽車董事長朱華榮斷言，預計到2025年中國需要動力電池產(chǎn)能為1000-1200GWh，目前產(chǎn)能規(guī)劃已達4800GWh，已經(jīng)嚴重過剩。
電車的飛速發(fā)展疊加動力電池的大幅擴產(chǎn)及技術(shù)迭代，預計未來 2-3 年內(nèi)動力電池將迎來大規(guī)模退役潮，動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。
根據(jù)剩余容量的不同，動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%的退役動力電池直接或經(jīng)過修復后被市場吸收，那到2030年為止，全球退役電池梯次利量將達到370.55GWh，創(chuàng)造150億美元的總價值。
2015-2025年 中國廢舊動力電池數(shù)量
數(shù)據(jù)來源：北工大循環(huán)經(jīng)濟研究所
到2030年，中國將有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909萬噸。
麥肯錫預計到2030年，將有大約227GWh的使用過的EV電池可供重復利用，這個數(shù)字將超過那一年對鋰離子電池儲能系統(tǒng)（BESS）的預期需求。
可以說，動力電池梯級利用為儲能電池系統(tǒng)有著巨大的潛力，歐洲和美國已有少數(shù)公司在設(shè)計和部署這種“第二生命周期”的系統(tǒng)。
力神電池工程師錢艷婷認為：退役動力鋰電池可以應(yīng)用于電力儲能市場，如用于分布式發(fā)電儲能系統(tǒng)或用于儲能電站，解決電網(wǎng)波動的隨機性問題；或者用于變電站或通訊基站，作為備用電源即 UPS 使用，市場廣闊。
技術(shù)與安全
眾所周知，儲能電池和動力電池的應(yīng)用場景差異帶來了產(chǎn)品設(shè)計與工藝流程的不同：動力電池受新能源汽車里程要求影響追求高能量密度，對壽命要求不高。
而儲能電池追求長壽命、高循環(huán)次數(shù)而對高功率的要求不高。不少電池巨頭為儲能電池投建新產(chǎn)線，當然也有企業(yè)像蜂巢能源采用動儲一條產(chǎn)線。
來源：EnergyTrend儲能
這種差異，導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)模制成商用儲能系統(tǒng)存在質(zhì)量問題和安全隱患。
另外技術(shù)上的挑戰(zhàn)在于：將不同的品牌、種類、使用壽命的動力電池連接在一起做為儲能系統(tǒng)，需要對多變量進行管理，特別是有大量電池按順序進行工作，較舊或者壽命較短的動力電池會打亂系統(tǒng)的運行速度。
賽迪智庫安全產(chǎn)業(yè)研究所研究員李泯泯曾指出：“目前基于容量衰減機理分析建立的電池壽命預測模型尚不完善，造成梯次利用退役動力電池在評價檢測環(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法互聯(lián)的通信協(xié)議，在將動力電池串并連成儲能系統(tǒng)時會面臨生態(tài)沖突，需要車企、鋰電企業(yè)之間進行軟硬件生態(tài)的協(xié)調(diào)。
這意味著在回收環(huán)節(jié)對電池進行梯次篩選尤為重要，但我國的動力電池梯次利用標準并不清晰。更關(guān)鍵的是，出于安全考慮，國家在將退役動力電池應(yīng)用于儲能電站方面尤為審慎。
早在2021年6月國家能源局的起草的《新型儲能項目管理規(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力電池梯次利用儲能項目。
今年3月份，國家能源局發(fā)布關(guān)于印發(fā)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求（2023版）》，強調(diào)：中大型儲能電站應(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力電池。
目前，我國的動力電池梯次利用做儲能處于企業(yè)試點階段，上汽通用、比亞迪等車企已有不少示范項目。
來源：智庫研報、媒體報道
工信部先后公布三批共47家符合《新能源汽車廢舊動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)市場的主流。
一家廢舊電池回收廠負責人曾對《人民日報》表示：“我去看過廣州附近的幾家廢舊電池拆解企業(yè)，它們位置偏僻、廠房簡陋、人工操作、污染嚴重。最讓人擔心的是，收購來的動力電池包，經(jīng)手工拆解成模組后，只需簡單測試一下性能，就會揀選組裝成不同規(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，可以在市場上高價回收廢舊動力電池，給規(guī)范企業(yè)帶來了較大成本負擔。
動力電池在儲能領(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，美國的B2U公司取得了一些進展，B2U公司開發(fā)的sierra sepv系統(tǒng)利用人工智能技術(shù)實時監(jiān)控電池的運行數(shù)據(jù)，并可以隨時切斷某塊電池的連接，讓舊電池在影響系統(tǒng)運行前提前離網(wǎng)，減少對較新電池的影響。
“退役電池存在固有容量差異，這種技術(shù)能讓儲能系統(tǒng)實現(xiàn)高效的能量輸出。”B2U CEO 弗里曼說。
據(jù)悉，B2U通過與汽車制造商合作，將電池的軟件與其自有專利軟件配對，以監(jiān)控每個柜子中的每塊電池，并控制其充電狀態(tài)和充放電的速率，實現(xiàn)了對豐田、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 混合太陽能存儲設(shè)施，這座 25 兆瓦時的電源側(cè)儲能位于加利福尼亞州蘭開斯特，可能是地球上最大的動力電池梯次利用儲能系統(tǒng)。
B2U于2019年開始運營，四年后，B2U已經(jīng)解決了將動力電池從驅(qū)動汽車轉(zhuǎn)變?yōu)闉殡娋W(wǎng)供電的問題，并通過峰谷差套利。
在歐洲和其他地區(qū)，動力電池回收再利用更多是由車企推動，大眾、沃爾沃、雷諾等公司通過于能源或者電池企業(yè)合作進行儲能設(shè)施的投建。
來源：智庫行研、媒體報道
汽車大國日本也在積極推動動力電池回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，日產(chǎn)與英國供應(yīng)商EDF Energy合作開發(fā)商用電池儲能，可將退役電動車電池恢復到70%的原始容量，轉(zhuǎn)換成家庭備用電源和企業(yè)用電。
本田與法國興業(yè)銀行合作，回收混動車型中的電池組，用于電網(wǎng)或是家用儲能設(shè)備；豐田的動力電池梯次利用鏈條也比較完整，與比亞迪、寧德時代均有合作。
動力電池退役潮即將來臨，歐盟《新電池法》對電池全生命周期管理的要求也越來越嚴格，動力電池回收用作儲能可以最大程度上發(fā)揮電池價值，減少碳排放。
賽迪智庫安全產(chǎn)業(yè)研究所研究員李泯泯認為：頂層設(shè)計層面，我國應(yīng)盡快制定可進入梯次利用的電池容量衰減程度及報廢回收程度相關(guān)法規(guī)。國家有關(guān)主管部門應(yīng)明確動力電池全生命周期各環(huán)節(jié)主體責任，落實整車生產(chǎn)企業(yè)的責任延伸制度。
另外，必須通過政企合作，加大對電池重組技術(shù)、壽命預測和離散整合等關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)力度，保障儲能電站安全。
