1.2.3 退役动力电池市场发展问题与难点
我国电动汽车已进入快速发展阶段,未来动力锂离子电池退役量逐年增加,2025年预计接近150GW·h。电力储能作为智能电网的关键要素之一,是大规模消纳退役电池的有效手段。梯次利用技术给电力储能低成本化带来重大机遇,有望最大化发挥电池全寿命周期价值。退役动力电池市场发展难点可以总结为以下三点:
1)与新电池相比,退役电池存在性能离散度高、安全隐患激增等特征,导致梯次利用储能系统可用容量下降、安全失效风险加剧。自2008年起,国内外围绕电池性能评估、分选重组、电热安全管理开展了大量研究工作,并在退役电芯一致性评测、模块直接重组利用等方面取得突破,但仍面临容量衰退预测难、快速批量分选技术缺失和安全故障演变机理不清晰等问题。近年来,随着梯次利用示范规模逐渐增大及应用场景的多样化,上述问题叠加放大效应越加突显,现有技术储备无法满足规模化工程应用的安全性和经济性要求。
2)技术方面,要实现退役动力电池的安全可靠、低成本、大规模、多场景梯次利用,必须突破退役电池梯次利用阶段衰退规律、安全状态演变机制两大科学问题,破解退役电池状态特征参量表征和残值评估方法、退役电池差异性与退役电池系统可用容量相适配的分选与重组方法、退役电池安全状态在线辨识与预警技术,梯次利用退役电池系统性能与电网需求优化配置方法等关键技术。
3)规划方面,梯次退役电池若不能进行妥善的回收利用,将会在公共安全、环境污染、资源循环利用等方面产生严重问题,与国家大力发展电动汽车的初衷背道而驰。电动汽车要发展,就必须推动电池梯次利用技术的发展,建立健全废旧动力电池循环利用法律政策及技术标准体系。电动汽车淘汰下来的动力电池,其剩余的能量价值还可以被继续应用于其他领域,动力电池的梯次利用越来越被重视。
退役动力电池梯次利用成为关键发展方向。一旦电池不能满足汽车需求,仍具有较高能量存储能力的电池可以进一步用于储能系统或其他应用领域,如家庭储能、工业用途等。通过梯次利用,可以最大化退役电池的使用寿命和价值,降低整体能源存储成本。再制造是减少资源浪费和环境污染并延长动力电池生命周期的重要手段。再制造退役电池可以使其以更容易接受的价格再次投入市场。再制造市场预计将迅速增长,提供可靠且经济实惠的二手电池产品[31]。
随着技术的发展,退役动力电池处理和再利用的技术也在不断创新和进步。包括材料回收、高效的退役电池测试和评估方法、再制造工艺等方面都得到了改进。这些技术进步将有助于提高退役电池回收利用效率、降低成本,并推动市场的更快发展。同时,随着对环境可持续发展的关注增加,相关规范和政策正在逐渐出台,以鼓励电池回收和再利用。越来越多的国家和地区开始建立退役动力电池的管理标准和规范,促使企业和机构采取更负责任的处理措施。此外,伴随着更多人对退役动力电池处理和再利用领域的商业机会认识的提高,许多初创公司涌现并专注于电池回收、再制造及电池二次利用。这些创业公司通过创新的商业模式和解决方案推动市场发展,并为整个行业带来新的活力和竞争力。
总体而言,退役动力电池市场正处于快速发展阶段,并且未来还将继续呈现增长势头。随着技术创新和政策支持的推动,退役动力电池的再利用率将提高,为可持续能源存储和循环经济做出贡献。未来几年我国将在梯次利用退役动力电池的状态评估、分选重组、关键设备、示范运行等关键技术上实现重大突破,大幅提升我国在电动汽车、电池储能等多个领域的国际竞争力和话语权,有助于占领退役动力电池梯次利用的技术制高点,引导社会清洁可持续发展[32]。同时,该技术在未来智能电网升级中具有广阔的市场应用前景,将为我国带来巨大的经济和社会效益。