我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用規(guī)?；l(fā)展的問(wèn)題與對(duì)策

代曉霞 曹慧莉 徐陽(yáng)陽(yáng)

隨著我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)量和保有量的不斷攀升，動(dòng)力電池將逐漸進(jìn)入退役期，回收利用市場(chǎng)前景廣闊。預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到282億元。當(dāng)前我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用尚未形成規(guī)?；鸵?guī)范化的應(yīng)用場(chǎng)景，商業(yè)模式、技術(shù)創(chuàng)新等方面還存在不少問(wèn)題亟待解決，這也是動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)鏈乃至新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈綠色發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié)。加快動(dòng)力電池梯次利用規(guī)?；l(fā)展迫在眉睫。

我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用尚處于起步階段

應(yīng)用場(chǎng)景：我國(guó)電網(wǎng)儲(chǔ)能場(chǎng)景發(fā)展迅速，家庭和商業(yè)儲(chǔ)能等其它場(chǎng)景起步較晚。目前，全球各國(guó)都在積極開(kāi)展動(dòng)力電池梯次利用相關(guān)研究和商業(yè)應(yīng)用。美、日、德等國(guó)起步較早，并且已有成功的商業(yè)項(xiàng)目和應(yīng)用工程。例如，日本的4R Energy公司、美國(guó)的FreeWire公司、德國(guó)博世集團(tuán)等公司已成功開(kāi)發(fā)出家庭和商業(yè)儲(chǔ)能、移動(dòng)電源以及電網(wǎng)儲(chǔ)能等梯次電池應(yīng)用場(chǎng)景。我國(guó)是近幾年才開(kāi)始相關(guān)研究并進(jìn)行布局，中國(guó)鐵塔、沃特瑪、平高集團(tuán)等企業(yè)的探索實(shí)踐主要在電網(wǎng)儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車(chē)等應(yīng)用場(chǎng)景方面。

商業(yè)模式：美、日商業(yè)模式已經(jīng)成熟，我國(guó)尚處于探索中。目前，美國(guó)實(shí)行的是生產(chǎn)者責(zé)任延伸+消費(fèi)者押金制度，政府通過(guò)押金制度督促消費(fèi)者上交退役電池給汽車(chē)銷(xiāo)售企業(yè)。同時(shí)對(duì)電池生產(chǎn)企業(yè)收取回收費(fèi)、對(duì)消費(fèi)者收取部分手續(xù)費(fèi)，用于成立回收基金，以支持電池梯次利用和回收利用。日本從2000年起即規(guī)定電池生產(chǎn)商負(fù)責(zé)鋰電池回收，消費(fèi)者則基于“自愿努力”和循環(huán)觀(guān)念，參與廢舊電池的回收，退役電池通過(guò)逆向物流統(tǒng)一返回電池生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行評(píng)估、分選和重組，再流向梯次電池用戶(hù)（企業(yè)或消費(fèi)者）。相較于美、日成熟的電池梯次利用商業(yè)模式，我國(guó)尚未形成覆蓋面較廣且統(tǒng)一的回收網(wǎng)絡(luò)，處于多種模式并存狀態(tài)。

技術(shù)規(guī)范：性能評(píng)估、分選重組和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)與國(guó)外仍有差距。從技術(shù)角度看，梯次利用電池性能評(píng)估檢測(cè)、快速分選和重組、電池溯源和安全監(jiān)控是全球重點(diǎn)突破的方向。早在2002年，美國(guó)等國(guó)就已開(kāi)展車(chē)用淘汰電池的二次利用研究，主要針對(duì)電池梯次利用的過(guò)程、步驟、經(jīng)濟(jì)性及示范規(guī)模，目前研發(fā)重點(diǎn)放在電芯評(píng)估、分選和溯源等領(lǐng)域。就我國(guó)企業(yè)而言，中國(guó)鐵塔公司已制定了《中國(guó)鐵塔梯級(jí)電池產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范書(shū)》，并聯(lián)合其它企業(yè)、研究所共同建立了統(tǒng)一的梯級(jí)電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系；寧德時(shí)代等企業(yè)也已開(kāi)展針對(duì)退役電池包進(jìn)行健康指數(shù)評(píng)價(jià)等方面的研究，在動(dòng)力電池退役判定標(biāo)準(zhǔn)及性能評(píng)估技術(shù)、自動(dòng)化拆解和分選重組、電池壽命預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有差距。

我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用規(guī)模化發(fā)展的四大問(wèn)題

尚未建立起共生共贏(yíng)的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈。我國(guó)動(dòng)力電池回收梯次利用按照上下游產(chǎn)業(yè)鏈可分為三個(gè)層次：生產(chǎn)層、梯次利用層和再生層， 目前這三個(gè)層級(jí)相對(duì)孤立，沒(méi)有建立起共生共贏(yíng)的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈。一是三個(gè)層次的協(xié)同性不足。生產(chǎn)層的目標(biāo)是生產(chǎn)電池和銷(xiāo)售汽車(chē)，不重視有利于回收利用的標(biāo)準(zhǔn)化電池的研發(fā)設(shè)計(jì)；梯次利用層的目標(biāo)是更低成本地實(shí)現(xiàn)梯次利用，不重視梯次利用后電池的有序回收。二是信息數(shù)據(jù)未能共享。目前，我國(guó)生產(chǎn)層的電池管理系統(tǒng)（BMS）運(yùn)行數(shù)據(jù)與電芯數(shù)據(jù)尚未進(jìn)行有效整合，上下游信息數(shù)據(jù)未能打通，進(jìn)而增加了梯次利用電池重組的難度。

梯次利用盈利模式不成熟。對(duì)于梯次利用企業(yè)而言，在成本方面，梯次利用需要對(duì)回收來(lái)的退役電池進(jìn)行檢測(cè)、分類(lèi)、重新配組，由于電池標(biāo)準(zhǔn)不一、電池信息數(shù)據(jù)未能完全共享，以及梯次利用技術(shù)剛剛起步等原因，需要投入大量的資金和人力，梯次重組電池成本較高。在收入方面，目前我國(guó)梯次利用的主要用戶(hù)是中國(guó)鐵塔公司，其在采購(gòu)梯次電池時(shí)一般會(huì)對(duì)標(biāo)其經(jīng)常采購(gòu)使用的鉛酸電池，給出的梯次電池采購(gòu)價(jià)較低。較高的成本和較低的采購(gòu)價(jià)使得梯次利用企業(yè)盈利空間不足，亟待探索新型盈利模式。

梯次利用關(guān)鍵技術(shù)亟待突破。我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用在重組技術(shù)、離散整合技術(shù)和壽命預(yù)測(cè)技術(shù)等方面存在技術(shù)難點(diǎn)。

重組技術(shù)的主要難點(diǎn)是分組技術(shù)和成組技術(shù)，目前都存在不少問(wèn)題，如分組參數(shù)設(shè)定不合理，模組離散性大，性能不穩(wěn)定、系統(tǒng)集成困難等。離散整合技術(shù)的關(guān)鍵是讓不同離散程度的電池包在同一系統(tǒng)里高效運(yùn)行。退役模組芯片系統(tǒng)（SOC）檢測(cè)模擬技術(shù)和電源管理系統(tǒng)（BMS）技術(shù)是亟待突破的技術(shù)難點(diǎn)。壽命預(yù)測(cè)技術(shù)是整個(gè)梯次利用產(chǎn)品技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，目前在電量衰減機(jī)理、余能檢測(cè)以及新技術(shù)精確測(cè)量定量技術(shù)等方面，還亟待突破。

標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范發(fā)展滯后。標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的制定和推廣是梯次利用規(guī)模化應(yīng)用的前提。雖然車(chē)用動(dòng)力電池的生產(chǎn)設(shè)計(jì)、信息追溯、拆解規(guī)范、余能檢測(cè)等相關(guān)規(guī)范已經(jīng)發(fā)布，但因?yàn)槿狈?duì)應(yīng)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或可操作性的技術(shù)規(guī)范，不同廠(chǎng)家的電池結(jié)構(gòu)、材料體系差距較大，部分汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)未能主動(dòng)公開(kāi)動(dòng)力蓄電池拆卸、拆解及貯存技術(shù)說(shuō)明等信息，梯次電池重組及評(píng)價(jià)不規(guī)范，不利于電池規(guī)范化規(guī)?；荽卫?。

幾點(diǎn)建議

構(gòu)建我國(guó)動(dòng)力電池梯次利用的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。一是構(gòu)建全生命周期的生態(tài)體系。建立電池生產(chǎn)商、整車(chē)企業(yè)、回收企業(yè)、梯次利用企業(yè)、梯次利用用戶(hù)和再生冶煉企業(yè)六位一體的梯次利用生態(tài)體系，形成聯(lián)動(dòng)。二是探索適合的商業(yè)模式。整合行業(yè)資源，構(gòu)建覆蓋面廣、可持續(xù)的回收和梯次利用網(wǎng)絡(luò)。三是搭建信息溯源平臺(tái)。構(gòu)建從電池生產(chǎn)、使用、梯次利用、報(bào)廢回收等全生命周期的信息溯源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電池管理系統(tǒng)（BMS）的運(yùn)行數(shù)據(jù)與電芯數(shù)據(jù)后臺(tái)全部傳輸，信息系統(tǒng)可以對(duì)電池單體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)溯源進(jìn)行查詢(xún)，并實(shí)現(xiàn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行電池評(píng)估篩選。

加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與攻關(guān)。一是離散整合技術(shù)。針對(duì)梯次應(yīng)用不同場(chǎng)景的Pack設(shè)計(jì)電池模組建立數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)不同電池模組的性能、壽命、容量、內(nèi)阻、余能等數(shù)據(jù)參數(shù)重新分組，建立數(shù)據(jù)模型和電池管理系統(tǒng)，提升重組后電池的性能。二是儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)拓?fù)溲芯?。針?duì)不同種類(lèi)、規(guī)模、大小的動(dòng)力電池，研究設(shè)計(jì)合理的基于高頻變壓器隔離的級(jí)聯(lián)H橋儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)拓?fù)?，降低?chǔ)能系統(tǒng)對(duì)梯次利用電池種類(lèi)及電池一致性的依賴(lài)，提升退役電池的利用率。

制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。一是管理標(biāo)準(zhǔn)。制定《新能源汽車(chē)動(dòng)力電池梯次利用實(shí)施細(xì)則》，細(xì)化梯次利用上下游相關(guān)主體的責(zé)任，加強(qiáng)動(dòng)力電池梯次利用行業(yè)準(zhǔn)入門(mén)檻、信息溯源管理、梯級(jí)電池管理、梯次利用基金等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。二是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。研究制定動(dòng)力電池Pack拆解工藝規(guī)范，并對(duì)電池拆解后的分類(lèi)、標(biāo)簽、存放、信息錄入和追溯等相關(guān)工作做出明確規(guī)范。三是評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。建立新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池第三方評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為動(dòng)力電池梯次利用企業(yè)在動(dòng)力蓄電池余能檢測(cè)、殘值評(píng)估等階段提供技術(shù)指導(dǎo)。

創(chuàng)新梯次應(yīng)用盈利模式。一是多元化開(kāi)拓梯次應(yīng)用場(chǎng)景。在太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源并網(wǎng)、微電網(wǎng)、工業(yè)領(lǐng)域儲(chǔ)能、低速交通、汽車(chē)充電樁、社區(qū)及公共建筑儲(chǔ)能、數(shù)據(jù)中心備用電源等領(lǐng)域建設(shè)梯級(jí)電池應(yīng)用示范。二是打造租售并舉的梯次應(yīng)用模式。針對(duì)客戶(hù)的需求程度和資金承受能力分類(lèi)實(shí)施，對(duì)于需求強(qiáng)烈、資金充裕的梯次利用客戶(hù)，以出售梯級(jí)電池為主；對(duì)于社區(qū)、景點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心等需求不夠強(qiáng)烈、資金預(yù)算不足的客戶(hù)，則可借鑒合同能源管理的經(jīng)驗(yàn)采取出租的方式。三是多種支付方式。通過(guò)分期付款、分時(shí)租賃、盈利后結(jié)算、托管運(yùn)營(yíng)，甚至免費(fèi)供貨（靠后續(xù)增值服務(wù)）等方式吸引梯次用戶(hù)。

完善政策激勵(lì)機(jī)制。一是統(tǒng)籌現(xiàn)有資金專(zhuān)項(xiàng)，對(duì)動(dòng)力電池回收利用體系的建設(shè)、動(dòng)力電池梯次利用技術(shù)的研發(fā)、動(dòng)力電池梯次利用示范項(xiàng)目等，給予一定的資金補(bǔ)貼，優(yōu)先推薦其申報(bào)國(guó)家節(jié)能環(huán)保、綠色制造等專(zhuān)項(xiàng)資金，對(duì)梯次利用電池用戶(hù)給予一定的財(cái)政補(bǔ)貼。二是積極探索建立梯次利用回收體系社會(huì)資金保障機(jī)制，逐步形成政府資助引領(lǐng)、企業(yè)和社會(huì)多元投入、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益共享的資金保障機(jī)制。