1.2.4 退役動(dòng)力電池梯次利用發(fā)展趨勢(shì)及建議

我國(guó)電動(dòng)汽車在近幾年使用規(guī)模快速擴(kuò)大，動(dòng)力電池將面臨大批量退役問題。根據(jù)目前相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)未來幾年的動(dòng)力電池將要進(jìn)入退役高峰期，退役動(dòng)力電池梯次回收利用市場(chǎng)規(guī)模在2020年底達(dá)到約800億元，其中梯次利用市場(chǎng)規(guī)模約505億元，再生利用市場(chǎng)規(guī)模295億元。退役動(dòng)力電池的回收量龐大，2020年底累計(jì)退役動(dòng)力電池超過25萬噸，2021-2022年退役動(dòng)力電池的回收量達(dá)到約38萬噸/年。并且按照中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃來看，到2025年，新能源汽車銷量占總銷量比例達(dá)到20%以上，退役動(dòng)力電池的回收量也將進(jìn)一步增長(zhǎng)。

退役動(dòng)力電池仍有很大的使用空間。動(dòng)力電池主要的材料是鋰、鈷、鎳、錳、鐵、鋁、碳等。其中，鈷、鎳、鋰等金屬在我國(guó)的儲(chǔ)量相對(duì)較小，進(jìn)口依存度高，回收價(jià)值較大。對(duì)退役動(dòng)力電池進(jìn)行大規(guī)模回收，可以有效彌補(bǔ)我國(guó)鋰、鈷、鎳等電池材料的資源短缺現(xiàn)況，若將其采用梯次回收的方式對(duì)退役電池進(jìn)行再利用，可以在不同應(yīng)用場(chǎng)景下繼續(xù)供電，可節(jié)約和高效利用大量的資源。由于退役動(dòng)力電池中含有大量有害重金屬，將退役動(dòng)力電池梯次利用，避免了大規(guī)模廢舊動(dòng)力電池的隨意擱置和廢棄，減少?gòu)U棄電池對(duì)人體和環(huán)境的污染，很大程度上保護(hù)了我國(guó)本土的生態(tài)環(huán)境；退役動(dòng)力電池在使用一定周期或發(fā)生劇烈碰撞后，鋰電芯內(nèi)部正負(fù)極隔膜就會(huì)容易發(fā)生錯(cuò)位，使得電池內(nèi)部正負(fù)極直接相連，產(chǎn)生短路，進(jìn)而引起電池自燃。若加強(qiáng)退役動(dòng)力電池梯次回收利用工作，有利于實(shí)現(xiàn)廢舊動(dòng)力電池的規(guī)范、安全處置，消除安全隱患。退役動(dòng)力電池回收體系建設(shè)以梯次利用為主要方向，其發(fā)展趨勢(shì)可以總結(jié)為以下三點(diǎn)：

1.市場(chǎng)規(guī)模與增長(zhǎng)趨勢(shì)

1）根據(jù)國(guó)際能源署（IEA）的報(bào)告，2010年至2020年期間，全球電動(dòng)汽車存量從17萬輛增長(zhǎng)到超過1050萬輛。這導(dǎo)致未來數(shù)年內(nèi)退役動(dòng)力電池的供應(yīng)量將大幅增加，退役動(dòng)力電池市場(chǎng)規(guī)模呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年，全球退役動(dòng)力電池市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到500億美元。

2）根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Battery Market Watch的報(bào)告，截至2020年，全球退役動(dòng)力電池梯次利用市場(chǎng)規(guī)模約為30000MW·h，預(yù)計(jì)到2030年將達(dá)到150000MW·h，年復(fù)合增長(zhǎng)率約為20%。

3）我國(guó)是最大的退役動(dòng)力電池產(chǎn)量國(guó)，根據(jù)中國(guó)科學(xué)院的研究，到2020年底，中國(guó)每年退役動(dòng)力電池的規(guī)模為25GW·h，其中只有10%左右被再利用，但這一比例預(yù)計(jì)在未來幾年會(huì)顯著增加［33，34］。

2.應(yīng)用領(lǐng)域與占比變化

1）儲(chǔ)能系統(tǒng)：退役動(dòng)力電池可用于儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括工業(yè)和住宅儲(chǔ)能、微電網(wǎng)和大型能量?jī)?chǔ)存項(xiàng)目。這些系統(tǒng)可以平衡電力需求與供應(yīng)之間的差異，并提供穩(wěn)定的電力輸出。

2）分布式能源項(xiàng)目：退役電池可以作為分布式能源項(xiàng)目中的能量?jī)?chǔ)存解決方案，用于太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能等可再生能源的儲(chǔ)存，以確保電力供應(yīng)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。

3）能源供應(yīng)備份：在電力不穩(wěn)定或斷電的情況下，退役動(dòng)力電池可以被用作能源供應(yīng)的備份解決方案，確保關(guān)鍵設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行。隨著市場(chǎng)成熟度的提高，退役動(dòng)力電池的梯次利用占比也有所變化。根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，在2019年，儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域占退役動(dòng)力電池梯次利用市場(chǎng)的79%，其次是分布式能源項(xiàng)目（13%）和能源供應(yīng)備份（8%）。預(yù)計(jì)隨著技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)需求的增加，這些比例將發(fā)生一定變化。

3.技術(shù)創(chuàng)新與效益提升

退役動(dòng)力電池梯次利用的發(fā)展要依靠技術(shù)創(chuàng)新，技術(shù)創(chuàng)新將體現(xiàn)為以下3個(gè)主要方向：

1）二次利用技術(shù)：研究人員和企業(yè)正在開發(fā)不同的技術(shù)來改進(jìn)退役電池的二次利用效率。這些技術(shù)包括改進(jìn)的電池管理系統(tǒng)、電池狀態(tài)評(píng)估算法和性能分級(jí)方法等。

2）智能化管理系統(tǒng)：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)退役動(dòng)力電池的遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障診斷和優(yōu)化調(diào)度，提高系統(tǒng)效能和電池的利用率。

3）循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式：采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，將退役動(dòng)力電池作為資源進(jìn)行回收和再制造，以最大限度地減少對(duì)新原材料的需求，降低環(huán)境影響。

發(fā)展退役動(dòng)力電池梯次利用商業(yè)模式需要多方合作、科學(xué)評(píng)估和創(chuàng)新技術(shù)的支持。這將有助于最大限度地提高退役電池的再利用價(jià)值，減少資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，并推動(dòng)可持續(xù)能源存儲(chǔ)行業(yè)的發(fā)展。對(duì)此，作者有以下三個(gè)建議。首先，在退役電池來源方面應(yīng)建立完善的追蹤系統(tǒng)，通過節(jié)點(diǎn)追責(zé)來確保退役電池來源可查可追［35］。其次，處于聯(lián)通上下游關(guān)鍵位置的退役電池回收提供商，不僅應(yīng)保證其負(fù)責(zé)的退役電池回收、退役電池篩選和再裝配3個(gè)環(huán)節(jié)的有序運(yùn)行，而且應(yīng)建立相應(yīng)管理機(jī)制，以確保在退役電池篩選的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中退役電池運(yùn)輸保管及評(píng)價(jià)裝配的安全有序進(jìn)行。在退役電池篩選過程中，可以提供二次利用的用戶端來完善回收點(diǎn)的評(píng)價(jià)和數(shù)據(jù)管理；其次，我國(guó)的退役電池梯次利用體系也可以參考國(guó)外所采取的基于電池制造商、銷售商以及第三方公司分別負(fù)責(zé)回收的機(jī)制。在完善退役動(dòng)力電池梯次利用全鏈條體系方面，可以通過退役電池運(yùn)營(yíng)商、汽車廠商以及電池企業(yè)三方建立完善合作機(jī)制，利用合資等手段將退役電池梯次利用業(yè)務(wù)以租賃或零售等方式應(yīng)用在用戶終端上，使退役電池梯次利用逐步商業(yè)化。如果梯次利用僅有梯次利用企業(yè)獲利，則新能源汽車用戶、汽車生產(chǎn)企業(yè)、動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)企業(yè)及報(bào)廢機(jī)動(dòng)車回收拆解等企業(yè)均缺乏動(dòng)力去參與和推動(dòng)梯次利用，將導(dǎo)致在退役電池的回收階段就無法形成商業(yè)渠道。因此，對(duì)于梯次利用電池，尤其是退役電池“再造”形成的產(chǎn)品，其性能、壽命、可靠性、安全性等尚未經(jīng)過市場(chǎng)考驗(yàn)，銷售和使用方面需要有更多商業(yè)模式的探索，如分期付款、分時(shí)租貸等。梯次利用企業(yè)作為梯次利用電池生產(chǎn)企業(yè)，也需要承擔(dān)生產(chǎn)者的責(zé)任，對(duì)報(bào)廢梯次利用電池進(jìn)行回收，保障其安全、環(huán)保處置。從目前探索的方向來看，梯次利用場(chǎng)景有通信基站、電網(wǎng)儲(chǔ)能、電動(dòng)三輪車、電動(dòng)摩托車等，也有移動(dòng)電源、車載冰箱等較為零散的消費(fèi)領(lǐng)域，這就導(dǎo)致梯次利用退役電池的回收勢(shì)必會(huì)存在更加復(fù)雜的情況，回收體系和模式需要多樣性，對(duì)梯次利用企業(yè)的能力勢(shì)必將提出更高的要求［36］。

總的來說，退役動(dòng)力電池梯次利用領(lǐng)域正處于快速發(fā)展階段。隨著技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)調(diào)整，預(yù)計(jì)梯次利用的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，相關(guān)技術(shù)和管理系統(tǒng)也將不斷提升，促進(jìn)退役動(dòng)力電池梯次利用的可行性和盈利能力。梯次利用能夠發(fā)揮出退役動(dòng)力電池的最大價(jià)值，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的利益最大化，退役動(dòng)力電池梯次利用的前景是廣闊的，但是實(shí)踐起來不太容易。退役動(dòng)力電池性能和規(guī)格參差不齊，難以實(shí)現(xiàn)集中式管理，以及檢測(cè)配比難度高，實(shí)現(xiàn)退役電池的電壓均衡較難等因素，增加了退役動(dòng)力電池梯次利用產(chǎn)業(yè)化的難度。如果退役動(dòng)力電池梯次利用的管理和技術(shù)水平能夠提升起來，那么它的廣闊前景就可以得到實(shí)現(xiàn)，這就需要國(guó)家制定相關(guān)的政策來鼓勵(lì)并支持各個(gè)地方企業(yè)參與到動(dòng)力電池梯次利用的機(jī)制中來。