退役动力电池梯次利用技术
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1.2.2 退役动力电池梯次利用商业模式

退役动力电池的利用对电力市场来说具有重要意义。它们可以提供储能资源,增强可再生能源集成,节约能源减排,并在经济上带来收益。进一步促进退役动力电池的二次利用,有助于推动电力系统的可持续发展和能源转型。退役动力电池利用与电力市场除了在储能产业、新能源汽车产业上具有较强联系,也能参与到电力系统辅助服务中。而退役动力电池回收体系发展与新能源产业发展密切关联,退役动力电池回收体系建设及利用,是以退役动力电池梯次利用为主要形式。其发展趋势很大程度上受新能源产业商业模式发展趋势影响。从2009年起,国家就开始推动新能源汽车产业的发展,目前新能源汽车发展已初现规模,政策也做出相应调整。对此,工信部发布了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)年》(征求意见稿),旨在完善法规标准制定以及维护市场秩序。同时该规划也落实了汽车领域开放时间表、路线图,以加快融入国际市场。这个时期的政策已经不再对动力电池的性能指标做具体的设计引导,而是强调企业在技术路线选择、产品产能布局等方面的主体地位,未来车企将更多依据消费者的实际需求来选择技术路线。该规划作为发展新能源汽车的纲领性政策,指明了未来十五年新能源汽车的发展方向和发展目标。进一步明确新能源汽车发展路径和政策支撑,将减少资源消耗率作为发展目标,以更具活力的政策激励企业自主创新。

目前,国外都在积极探索电池梯次利用的商业发展模式,一些发达国家如日本、美国等已经实现了商业性质项目的落地实施。我国虽然起步稍晚,但是伴随着相关政策的落地以及各地政府的跟进,使退役动力电池在储能领域梯次利用的商业价值逐步得到重视。我国目前的具体的商业模式如图1-7所示。

图1-7 动力电池梯次利用商业模式

梯次利用产业链是新能源汽车产业商业模式的延伸,涉及的产业链各方面主体非常多,包括新能源汽车用户(个人或商业运营单位)、汽车生产企业、动力蓄电池生产企业、报废机动车回收拆解企业、梯次利用企业、再生利用企业以及梯次利用电池的用户,其中的价值分配是十分复杂的问题,而电池回收是核心环节。其商业模式主要有以下三种:

1.以电池生产商为回收主体(见图1-8)

以电池生产商为回收主体的退役动力电池梯次利用商业模式是指在电动汽车动力电池寿命结束后,由电池生产商负责回收、处理和再利用退役动力电池的商业模式。这种商业模式将电池生产商放在回收过程的核心位置,以确保对退役电池进行安全、高效的管理,并将其应用于合适的领域。在该商业模式中,电池生产商主要产生以下作用:

1)回收与处理:电池生产商负责建立完善的退役电池回收系统,收集来自市场的退役动力电池。他们会采用专业的设备和技术,对退役电池进行检测、评估和分类,并执行相应的处理措施,如拆解、回收或再制造。目标是最大限度地回收电池材料,减少资源浪费和环境污染。

2)再制造与改进:电池生产商可以对回收的退役电池进行再制造和改进,以延长其寿命并提高性能。这可能涉及替换部分组件、修复损坏的元件,甚至升级电池技术。经过再制造的电池可以重新投入市场,作为经济、可靠的二手电池。

3)二次销售或租赁:在回收并重新制造后,电池生产商可以将退役电池作为再加工产品进行二次销售或租赁。他们可以建立自己的二手电池市场,向用户提供经济实惠、可靠的能源存储解决方案。这种商业模式可以通过销售二手电池或提供电池租赁服务来获取收入。

4)研发与技术创新:作为电池制造领域的专家,电池生产商可以利用退役电池进行科学研究和技术改进。他们可以使用回收的电池来验证新型电池材料、设计和性能,并推动电池技术的进步。这种商业模式侧重于合作项目、技术许可或销售新产品,以获得收益。此外,以电池生产商作为回收主体将有利于打造资源闭环。这主要表现为:

① 由动力电池生产企业控制退役电池流向,有利于生产企业和再生锂、镍、钴、稀土等企业建立合作良好的关系,形成资源的“动力电池生产→动力电池消费→动力电池回收→资源再生→动力电池生产”的闭路循环利用模式,使各种金属实现闭环网络;

② 电池生产商可以借助自己的销售渠道通过逆向物流的形式实现对退役电池的高效回收;

③ 电池生产商对新电池的流向掌握控制权,可以利用“以旧换新”“押金返还”等商业安排来促使销售机构对退役电池进行回收。

图1-8 以电池生产商为回收主体的模式

电池生产商作为退役动力电池梯次利用的主体,不仅有助于有效管理电池回收和再利用的过程,还可以减少社会和环境对退役电池的负面影响。然而,实施这种商业模式面临着各种挑战,如建立回收网络、处理技术、再制造成本效益等问题。因此,与利益相关方合作,包括电动汽车制造商、储能系统供应商和相关机构,可以促进该商业模式的成功实施[28]

2.以整车制造商为回收主体(见图1-9)

图1-9 以整车制造商为回收主体的模式

以整车制造商为回收主体的退役动力电池梯次利用商业模式是指在电动汽车动力电池寿命结束后,由整车制造商负责回收、处理和再利用退役动力电池的商业模式。这种商业模式将整车制造商视为回收过程的核心角色,他们积极参与退役电池的管理和利用,确保回收的退役电池得到合理的处理和应用。关于以整车制造商为回收主体的退役动力电池梯次利用商业模式的关键组成部分为:

1)回收网络建设:整车制造商可以建立全面的回收网络,以便有效地回收来自市场的退役动力电池。他们可以与经销商、服务中心或其他回收合作伙伴合作,并建立起一个高效的回收链条。这有助于提供方便的回收渠道,并确保退役电池被安全地回收,减少对环境的影响。

2)评估与分类:整车制造商会对回收的退役电池进行评估和分类。这包括检测退役电池的状态、容量和健康度等参数,以确定其再利用的能力和适用领域。通过系统的评估和分类,可以最大化利用退役电池的价值,并为不同应用场景提供合适的退役电池。

3)再制造与改进:整车制造商可以对回收的退役电池进行再制造和改进,以延长其寿命并提高性能。他们可以通过更换部分组件、进行修复或升级退役电池技术来提高退役电池的质量和功能。经过再制造的退役电池可以重新投入市场,为用户提供具有竞争力的二手电池产品。

4)内部使用:除了销售或租赁回收电池给外部用户,整车制造商还可以将这些电池用于内部用途。例如,他们可以将退役电池用于内部储能系统、工厂设备的供电等,以降低能源成本、减少碳排放,并改善企业的可持续性。

5)研发与创新:作为整车制造商,他们拥有研发团队和资源,可以利用退役电池进行科学研究和技术创新。他们可以将退役电池用于验证新型电池技术、探索新的应用领域,并推动电池技术的进步。

整车制造商的渠道优势最明显,回收电池的成本低、效率高。一方面,整车制造商拥有丰富的汽车销售网络(4S店),可以使用现有的物流渠道使退役电池逆向运达制造商,从而省下不必要的另建渠道费用;另一方面,整车制造商还可以充分利用销售网络的广泛性来提高回收的效率,在目前在工信部公布的近1.5万个新能源汽车动力蓄电池回收服务网点信息中,汽车生产商的服务网点占比在95%以上。然而,在后续再利用环节方面,由于退役电池的梯次利用与再生利用均具备着较高的技术要求,整车制造商往往需要和电池生产企业或第三方企业进行合作才能完成退役电池的二次利用[29]

以整车制造商为回收主体的退役动力电池梯次利用商业模式能够充分利用电池的再利用潜力,减少资源浪费和环境污染。然而,实施这种商业模式需要整车制造商在回收、处理、再利用等方面具备一定的技术能力和资源,并与相关利益相关方合作,包括电池生产商、储能系统供应商和相关机构,以促进商业模式的成功实施和推广。

3.以第三方为回收主体(见图1-10)

以第三方为回收主体的退役动力电池梯次利用商业模式是指在电动汽车动力电池寿命结束后,由第三方企业或机构负责回收、处理和再利用退役动力电池的商业模式。这种商业模式目前尚处于探索阶段,此模式主要是将回收过程外包给专门的第三方服务提供商,他们在处理和利用退役电池方面具有专业知识和资源。

图1-10 以第三方为回收主体的模式

第三方企业技术工艺完备,回收渠道建设是模式难点。第三方模式具体是指由生产商委托专业的第三方(如废品收购公司、资源处理公司)来负责废旧动力电池的回收,进而实现“电池回收+后续利用”的一体化与专业化;但该模式要求第三方企业自行建立回收渠道,因此需要第三方公司通过与整车厂商、电池厂商达成深度合作的方式来形成稳定的电池供应源,模式存在着回收费用较高、回收难度较大的问题与难点。

以第三方为回收主体的退役动力电池梯次利用商业模式可以充分利用专业知识和资源,确保电池回收和再利用的高效性和可持续性。此外,确保回收和处理过程符合环境规范和安全要求也是至关重要的。

这些商业模式旨在通过有效利用退役动力电池,实现资源的再利用,降低成本,减少环境影响,并推动可持续能源市场的发展[30]。然而,每个商业模式都面临着不同的挑战,如状态评估、回收处理、二次利用系统集成和维护等方面的问题,需要综合考虑技术、经济和政策因素才能取得成功。