盡管動(dòng)力電池梯級(jí)利用常被認(rèn)為“偽命題”，但在2017年，已有多家公司在此領(lǐng)域有所進(jìn)展，初步探索出成本和性能均具一定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的梯級(jí)利用產(chǎn)品。容量衰減到80%以下之后，動(dòng)力電池還有可能用在備電、用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能等多種場(chǎng)景。

業(yè)界期望梯級(jí)利用能夠幫助儲(chǔ)能降低成本，使儲(chǔ)能找到更大的市場(chǎng)。但是，電池質(zhì)量的提升，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高等關(guān)鍵因素都非一日之功。

從偽命題到進(jìn)展初現(xiàn)

工信部官網(wǎng)顯示，中國(guó)鐵塔公司自2015年10月，先后在黑龍江、天津等9省市建設(shè)了57個(gè)退役新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池梯級(jí)利用試驗(yàn)站點(diǎn)，涵蓋備電、削峰填谷、微電網(wǎng)等各種使用工況，對(duì)梯級(jí)利用模式進(jìn)行了積極有益的實(shí)踐探索。

工信部還稱(chēng)，這些梯級(jí)利用電池使用一年半以來(lái)，從使用效果看，在經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益等方面都有其優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，也為梯級(jí)利用電池在通信基站備能領(lǐng)域推廣應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。

通信基站一般通過(guò)電網(wǎng)系統(tǒng)供電，但需要配置后備電池，以保證在停電期間持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。鉛酸電池原是通信基站備電的主流，但隨著鋰電池成本的不斷下降，這種能量密度更高、壽命更長(zhǎng)的電池正變得更具競(jìng)爭(zhēng)力，而梯級(jí)利用電池則有望進(jìn)一步降低成本。鐵塔公司在全國(guó)擁有180萬(wàn)座通信基站，有潛力消耗大規(guī)模的退役動(dòng)力電池。

業(yè)內(nèi)人士透露，如果時(shí)機(jī)成熟，鐵塔公司將有可能用梯級(jí)利用電池大規(guī)模替換原有鉛酸電池。這一方面是出于成本的考量，一方面是國(guó)家層面對(duì)于解決動(dòng)力電池回收利用問(wèn)題的期望。

除了鐵塔公司，多家儲(chǔ)能企業(yè)也在布局基于梯級(jí)利用電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)，并試圖將其推向商業(yè)化。

9月中恒電氣旗下公司煦達(dá)新能源在江蘇投運(yùn)一套工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，該項(xiàng)目使用的電池正是從電動(dòng)汽車(chē)上退役的動(dòng)力電池。該系統(tǒng)由9套20kW/122kWh儲(chǔ)能基本單元并聯(lián)組成，共計(jì)180kW/1.1MWh，是國(guó)內(nèi)首套mw級(jí)梯級(jí)利用電池儲(chǔ)能電站。

專(zhuān)注于電池管理系統(tǒng)的東莞鉅威動(dòng)力也正在與寧波杉杉開(kāi)展合作，研究梯級(jí)利用問(wèn)題。

主管部門(mén)也在關(guān)注梯級(jí)利用問(wèn)題。6月以來(lái)，工信部節(jié)能與綜合利用司已經(jīng)就車(chē)用動(dòng)力電池回收利用問(wèn)題開(kāi)展了至少三次專(zhuān)題調(diào)研，其中兩次針對(duì)鐵塔公司通信基站儲(chǔ)能，一次是調(diào)研上海市相關(guān)企業(yè)和機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展。

10月11日，五部委聯(lián)合發(fā)布首個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的整體性指導(dǎo)文件——《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中也專(zhuān)門(mén)提到：“推行綠色設(shè)計(jì)理念，研究建立儲(chǔ)能產(chǎn)品的梯級(jí)利用與回收體系，加強(qiáng)監(jiān)管，杜絕污染?！?/p>

回收利用，不做不行

“很早之前大家宣揚(yáng)鋰離子電池綠色環(huán)保，這只是和過(guò)去鉛酸電池的鉛污染相比，并不是一點(diǎn)污染也沒(méi)有，可以任意丟棄到自然界。”中南大學(xué)材料學(xué)院教授李薦在第五屆儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用高層研討會(huì)上表示。

退役動(dòng)力電池存在安全和污染雙重風(fēng)險(xiǎn)。廢棄電池仍然帶電，有人身危險(xiǎn)性，另外，多年使用之后，電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，燃燒爆炸風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)增加。

六氟磷酸鋰是電解液的重要組成部分，遇水可變?yōu)闅浞?，有極強(qiáng)的腐蝕性，污染水和空氣。電解液中的多種有機(jī)溶劑可能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)造成醇類(lèi)、醛類(lèi)等有機(jī)污染。鈷、鎳等電極材料如果不回收，則有可能造成水土的重金屬污染。

新能源汽車(chē)退役動(dòng)力電池包數(shù)量龐大，污染的風(fēng)險(xiǎn)就顯得格外嚴(yán)峻。2014年-2016年，中國(guó)新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量依次是7.5萬(wàn)輛、33.1萬(wàn)輛和50.7萬(wàn)輛，業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)2017年銷(xiāo)量有望超過(guò)70萬(wàn)輛。與此同時(shí)，新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量一直保持高速增長(zhǎng)。據(jù)中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心預(yù)測(cè)，到2020年，中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)電池報(bào)廢量將超過(guò)17萬(wàn)噸。

資源問(wèn)題也使企業(yè)從成本角度考慮動(dòng)力電池的回收和再利用。李薦表示，盡管電池企業(yè)正在減少產(chǎn)品中的鈷、鎳比例，但由于電池總量增加，所以這些金屬的用量仍在增加。“我們國(guó)家的鈷95%來(lái)自進(jìn)口，鋰70%來(lái)自進(jìn)口，比石油的對(duì)外依存度還高?！?/p>

受到新能源汽車(chē)增長(zhǎng)的預(yù)期，電池材料在過(guò)去的幾年里價(jià)格猛漲。2016年底，鈷的價(jià)格18萬(wàn)元/噸左右，如今已經(jīng)上漲到40萬(wàn)元/噸以上。2014年之前，碳酸鋰的價(jià)格只有5萬(wàn)元/噸，三年過(guò)后已漲到16萬(wàn)元/噸的水平，2015年還曾突破20萬(wàn)元大關(guān)。多家受訪企業(yè)判斷，未來(lái)幾年電池材料價(jià)格仍將保持漲勢(shì)，“這些情況決定了我們必須要回收”。

成本控制定成敗

梯級(jí)利用和再生處理是退役動(dòng)力電池回收利用的兩個(gè)方向，經(jīng)過(guò)梯級(jí)利用后，電池也將進(jìn)行再生處理。如果說(shuō)無(wú)害化處理和資源再生是必須做的，那么梯級(jí)利用是必須做的嗎？業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，梯級(jí)利用充分發(fā)揮了動(dòng)力電池的價(jià)值，但只有保證經(jīng)濟(jì)性，這件事才是值得去做的。

電池的質(zhì)量是梯級(jí)利用的前提。一位業(yè)內(nèi)人士表示，2014年以前生產(chǎn)的動(dòng)力電池很難實(shí)現(xiàn)梯次利用。2014年以前，電池工藝水平還不夠高，在容量衰減到80%退役以后，繼續(xù)使用會(huì)出現(xiàn)“跳水”，即容量急劇下降，難以再次利用。近年來(lái)，電池質(zhì)量已有較大幅度的提升，電池容量的衰減能夠保持線性，因此梯級(jí)利用在技術(shù)上才具備了可行性。

在電池可用的前提下，通過(guò)拆解、檢測(cè)、篩選、重組等步驟可以使退役電池再次運(yùn)用于新的使用場(chǎng)景。在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，梯級(jí)利用從技術(shù)上說(shuō)并不難，難點(diǎn)在于成本控制。

一位業(yè)內(nèi)人士介紹，即使是電芯成本遠(yuǎn)低于新電池，拆解、篩選、重組等步驟都會(huì)增加梯級(jí)利用的成本，另外舊電池壽命較短，如果用于儲(chǔ)能也難以像新電池一樣實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，綜合來(lái)看總成本可能并不低。同時(shí)，新電池的成本也在不斷下降，梯級(jí)利用電池也面臨和新電池之間的競(jìng)爭(zhēng)。

電芯是動(dòng)力電池的基本構(gòu)成單位，電芯通過(guò)串并聯(lián)形成電池模組，再通過(guò)配備電池管理系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等裝置，最終構(gòu)成電池包（pack）。退役電池的拆解則是反向進(jìn)行。但由于拆借和重新配組的成本過(guò)高，拆到電芯級(jí)別再重組電池，相當(dāng)于重新定義了一款產(chǎn)品，而且這個(gè)產(chǎn)品的原料保障還是比較差的。

梯級(jí)利用電池用在哪些場(chǎng)景呢？由于舊電池容量更低、壽命更短，實(shí)際上其應(yīng)用場(chǎng)景較新電池更為狹窄，業(yè)內(nèi)一般將其比喻為退休人員發(fā)揮余熱。

在目前的視野中，通信儲(chǔ)能被認(rèn)為最適合接納退役電池。通信基站的電池主要在于備用，對(duì)循環(huán)次數(shù)要求不高，只要性能和成本優(yōu)于鉛酸電池即可。

標(biāo)準(zhǔn)化推動(dòng)梯級(jí)利用

7月12日，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委發(fā)布了3項(xiàng)涉及汽車(chē)動(dòng)力電池的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分別是是GB/T34013-2017《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》、GB/T34014-2017《汽車(chē)動(dòng)力蓄電池編碼規(guī)則》、GB/T34015-2017《車(chē)用動(dòng)力電池回收利用余能檢測(cè)》。上述標(biāo)準(zhǔn)將于2018年2月1日開(kāi)始實(shí)施。

此前，由工信部提出的國(guó)內(nèi)首個(gè)關(guān)于動(dòng)力電池回收利用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)——《車(chē)用動(dòng)力電池回收利用拆解規(guī)范》也已被國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)，將于今年12月1日起正式實(shí)施。

《電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》規(guī)定了電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池的單體、模塊和標(biāo)準(zhǔn)箱尺寸規(guī)格要求。《汽車(chē)動(dòng)力蓄電池編碼規(guī)則》規(guī)定了動(dòng)力電池編碼的編碼對(duì)象、代碼結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)載體，使每一個(gè)電池產(chǎn)品具有唯一性和可追溯性。《車(chē)用動(dòng)力電池回收利用余能檢測(cè)》則規(guī)范了對(duì)退役動(dòng)力電池狀態(tài)的評(píng)估，通過(guò)檢測(cè)剩余容量來(lái)判斷其再利用的價(jià)值。

從電池行業(yè)對(duì)于梯級(jí)利用技術(shù)的實(shí)踐來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池型號(hào)眾多，不同企業(yè)所生產(chǎn)的電池在材料、結(jié)構(gòu)和組裝工藝上都千差萬(wàn)別。這使得拆解難以通過(guò)流水線完成，不得不借助于人工。這既提高了梯級(jí)利用的技術(shù)難度，也提高了再次利用的成本。電池行業(yè)希望通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的提高使得梯級(jí)利用更具可行性。

在上述標(biāo)準(zhǔn)中，《汽車(chē)動(dòng)力蓄電池編碼規(guī)則》最受產(chǎn)業(yè)鏈后端企業(yè)看重。李薦表示，推動(dòng)動(dòng)力電池編碼制度一方面幫助監(jiān)管者杜絕騙補(bǔ)等問(wèn)題，同時(shí)有利于推進(jìn)生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度的落實(shí)，全面跟蹤電池從出廠到回收整個(gè)過(guò)程，監(jiān)督生產(chǎn)企業(yè)的回收行為。

不過(guò)，采用了這些標(biāo)準(zhǔn)的新電池什么時(shí)候退役呢？理論上來(lái)說(shuō)也還有5-8年。在此之前，梯級(jí)利用仍然需要面對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)化帶來(lái)的高成本問(wèn)題。目前的退役電池大概只有一半可以繼續(xù)利用，隨著動(dòng)力電池質(zhì)量的提升，未來(lái)可使用比例將可能提高到百分之六七十，樂(lè)觀的話(huà)可以到百分之八十。

不過(guò)梯級(jí)利用之后，電池最終還要面臨再生處理。天能集團(tuán)技術(shù)總監(jiān)侯國(guó)友提醒業(yè)界，梯級(jí)利用只是延緩了電池?zé)o害化處理的進(jìn)程。如果生產(chǎn)者延伸責(zé)任制全面實(shí)施，無(wú)害化處理的成本將由企業(yè)承擔(dān)，而如果在回收和無(wú)害化處理上不能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性，其成本必將體現(xiàn)到產(chǎn)品價(jià)格中，這才是企業(yè)尤其需要擔(dān)心的事情。