動力電池退役去儲能，可行之道還是挑戰重重？

退役動力電池回收做儲能，需加大對電池重組技術、壽命預測和離散整合等關鍵技術的攻關力度，商業模式也要創新。

近日，沃爾沃能源公司與電池回收商Connected Energy達成合作意向，共同開發電池儲能系統（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建BESS，為電池創造第二次生命。

據悉，儲能系統將被構建成“集裝箱式系統”，預計到2025年在歐洲推出。同時，沃爾沃已經開始在瑞典哥德堡工廠使用Connected Energy的E-STOR系統，該系統用於分析對電網的響應率。

沃爾沃能源公司銷售和服務高級副總裁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揮其潛力。”

Connected Energy指出，電動汽車電池在使用周期結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大幅減少碳足跡。

再生之道

近年來新能源汽車需求的爆發促進了動力電池產業的繁榮，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，可以推斷國內早期裝車的動力電池已經陸續進入報廢期。

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能為1000-1200GWh，目前產能規劃已達4800GWh，已經嚴重過剩。

電車的飛速發展疊加動力電池的大幅擴產及技術迭代，預計未來 2-3 年內動力電池將迎來大規模退役潮，動力電池的回收利用需求愈發迫切，退役電池應該何去何從成為行業關注的重點。

根據剩餘容量的不同，動力電池回收有梯次利用（剩餘容量低於80%），和再生利用（剩餘容量低於20%）兩種路徑。

根據綠色和平組織，假設80%的退役動力電池直接或經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，創造150億美元的總價值。

 2015-2025年 中國廢舊動力電池數量

 數據來源：北工大循環經濟研究所

到2030年，中國將有153.98 GWh的退役電池梯次利用，與製造新電池相比，將創造總產值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電池可供重複利用，這個数字將超過那一年對鋰離子電池儲能系統（BESS）的預期需求。

可以說，動力電池梯級利用為儲能電池系統有着巨大的潛力，歐洲和美國已有少數公司在設計和部署這種“第二生命周期”的系統。

力神電池工程師錢艷婷認為：退役動力鋰電池可以應用於電力儲能市場，如用於分佈式發電儲能系統或用於儲能電站，解決電網波動的隨機性問題；或者用於變電站或通訊基站，作為備用電源即 UPS 使用，市場廣闊。

技術與安全

眾所周知，儲能電池和動力電池的應用場景差異帶來了產品設計與工藝流程的不同：動力電池受新能源汽車裡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、高循環次數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線，當然也有企業像蜂巢能源採用動儲一條產線。

 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、剩餘壽命等關鍵參數上適配度低，大規模製成商用儲能系統存在質量問題和安全隱患。

另外技術上的挑戰在於：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，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的運行速度。

賽迪智庫安全產業研究所研究員李泯泯曾指出：“目前基於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節出現瓶頸。此外，在電池重組技術、離散整合技術等領域也一直難有突破。”

此外，由於一致性較差，不同種類的電池可能使用的是完全無法互聯的通信協議，在將動力電池串並連成儲能系統時會面臨生態衝突，需要車企、鋰電企業之間進行軟硬件生態的協調。

這意味着在回收環節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並不清晰。更關鍵的是，出於安全考慮，國家在將退役動力電池應用於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範（暫行）（徵求意見稿）》中，就明確指出在電池一致性管理型技術取得關鍵突破前，原則上不得新建大型動力電池梯次利用儲能項目。

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今年3月份，國家能源局發布關於印發《防止電力生產事故的二十五項重點要求（2023版）》，強調：中大型儲能電站應選用技術成熟、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於企業試點階段，上汽通用、比亞迪等車企已有不少示範項目。

 來源：智庫研報、媒體報道 

工信部先後公布三批共47家符合《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規範條件》的企業名單，但受商業模式、關鍵技術、管理方法等因素的制約，良莠不齊的小作坊佔據市場的主流。

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，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格的梯次電池。”

此外由於新舊電池的價差並不明顯，一些操作不規範的企業，生產成本低，可以在市場上高價回收廢舊動力電池，給規範企業帶來了較大成本負擔。

動力電池在儲能領域的重生，仍需要關鍵技術、商業模式的突破。

他山之石

在關鍵的“電池一致性管理型技術”方面，美國的B2U公司取得了一些進展，B2U公司開發的sierra sepv系統利用人工智能技術實時監控電池的運行數據，並可以隨時切斷某塊電池的連接，讓舊電池在影響系統運行前提前離網，減少對較新電池的影響。

“退役電池存在固有容量差異，這種技術能讓儲能系統實現高效的能量輸出。”B2U CEO 弗里曼說。

 SEPV Sierra 退役動力電池儲能設施 

據悉，B2U通過與汽車製造商合作，將電池的軟件與其自有專利軟件配對，以監控每個柜子中的每塊電池，並控制其充電狀態和充放電的速率，實現了對豐田、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 塊用過的日產和本田電池，並將它們串在一起形成了 SEPV Sierra 混合太陽能存儲設施，這座 25 兆瓦時的電源側儲能位於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。

B2U於2019年開始運營，四年後，B2U已經解決了將動力電池從驅動汽車轉變為為電網供電的問題，並通過峰谷差套利。

在歐洲和其他地區，動力電池回收再利用更多是由車企推動，大眾、沃爾沃、雷諾等公司通過於能源或者電池企業合作進行儲能設施的投建。

 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業的發展，日產與英國供應商EDF Energy合作開發商用電池儲能，可將退役電動車電池恢復到70%的原始容量，轉換成家庭備用電源和企業用電。

本田與法國興業銀行合作，回收混動車型中的電池組，用於電網或是家用儲能設備；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揮電池價值，減少碳排放。

賽迪智庫安全產業研究所研究員李泯泯認為：頂層設計層面，我國應儘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法規。國家有關主管部門應明確動力電池全生命周期各環節主體責任，落實整車生產企業的責任延伸制度。

另外，必須通過政企合作，加大對電池重組技術、壽命預測和離散整合等關鍵技術的攻關力度，保障儲能電站安全。