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2019-25年我国动力电池可梯次利用量预测:前景广阔,大规模应用仍有待时日

发布时间:2019-10-18  来源:立鼎产业研究网  点击量: 55 

梯次利用是指筛选从电动汽车退役后还具有初始容量的 60-80%容量的动力电池,经过重新的检测分析、筛选之后,用于其他运行工况相对简单,对电池性能要求较低的领域。例如:作为储能材料,进行谷电峰用,平滑分布式电源功率波动;作为通讯基站的备用电源;用在低速电动车、电动摩托车等对电池性能要求相对较低的场景等。从应用领域看,退役动力电池在储能和低速电动车等领域有着巨大的应用潜力,由于技术目前还相对不成熟,在利用过程中仍存在安全问题;同时,由于缺乏行业标准,不同类型电池回收之后进行统一再利用存在困难期,梯次利用总体还处于示范性应用阶段,但目前国内已有了成功的案例。

动力电池可梯次利用量预测(单位:Gwh


资料来源:公开资料

梯次利用的电池多为磷酸铁锂电池,三元电池由于富含丰富的有价金属,通常直接拆解回收 。目前汽车上使用最多的动力电池为磷酸铁锂电池和三元材料电池,磷酸铁锂电池容量衰减程度远远小于三元电池。三元电池循环次数在 2500 次左右时,www.leadingir.com电池容量衰减到 80%,此后相对容量随着循环次数的增多呈现迅速衰减趋势,故梯次循环次数较少,再利用价值极低,而磷酸铁锂电池容量随循环次数的增多呈缓慢衰减趋势,当电池容量衰减到 80%后,从汽车上退役下来的磷酸铁锂电池仍有较多循环次数,有较高梯次利用价值。

动力电池梯次利用场景


资料来源:公开资料

动力电池梯次利用的储能系统


资料来源:公开资料

电力系统储能:从技术上来看,电动汽车动力蓄电池梯级利用电池应用于电力系统储能是可行的,但是由于退役动力蓄电池电芯的性能参数差异较大,如何确定简单、合适、可靠并具备一定普适性的分选条件是目前需解决的技术难题。

通信基站备用电源:通信基站备用电源应用较多的是铅酸电池,部分也用新的磷酸铁锂电池,备电对电池的要求不是特别的高。铅酸电池存在使用寿命短、性能低、含有大量重金属铅等缺点,废弃后若处理不当将对环境造成二次污染。梯次电池相比铅酸电池在循环寿命、能量密度、高温性能等方面具备一定优势,各项性能指标优于铅酸电池。由于通信基站备用电源电池的标称电压固定为 48V,还有通信领域对 BMS 的不同要求等,因此,车用退役动力电池无法直接整包应用于通信基站备用电源,需要拆解重组成标准模块后应用。

退役磷酸铁锂电池与铅酸电池对比优势


资料来源:公开资料

低速电动车:低速电动车包括四轮低速电动车、电动摩托车、电动自行车等。这一领域拥有巨大市场保有量,比汽车保有量大得多。截至 2017 年底,我国四轮低速电动车已经超过 200 万辆,应用主要是以铅酸电池为主,但未来四轮低速电动车锂电化已经非常明确;电动三轮车目前保有量超过 5000 万辆,主要应用领域是农村地区作为生产力工具另外还有城市快递物流车;电动自行车方面,社会保有量已经高达 2.5 亿辆。

中国铁塔积极布局梯级利用业务”,目前为梯次利用商业化拓展的最大“甲方”。2015 10 月起,在工信部相关司局和汽车动力电池产业创新联盟的指导下,中国铁塔开始了探索动力电池回收及循环利用,先期组织 9 个省()分公司、10 个厂商建设了 57 个试验站点,测试站点地域范围覆盖全国大部分地区、主要的基站类型。经过近两年的跟踪,测试站点运行良好,数据表明梯级电池应用于通信基站领域具有良好的可行性。在前期试点基础上,中国铁塔 2017 6 月启动了更大规模试点,陆续在广东、福建、浙江、上海、河南、黑龙江、辽宁、山东、天津、山西、四川、云南 12 个省(直辖市) 11000多个站址开展梯级电池替换现有铅酸蓄电池的试点。2018 1 月,中国铁塔被推选为中国汽车动力电池产业联盟回收利用分会理事长单位,与 16 家新能源汽车主流企业签署了战略合作协议,进一步推进动力电池梯次利用,实现绿色发展。2018 7 12日正式对外公布:原则上从今年起,不再新采购铅酸电池,逐步通过梯次电池替代。

作为动力电池梯级利用产业中的大户,中国铁塔对退役动力电池有长期稳定的需求。截至2018年底,中国铁塔公司已在全国31个省市约12万个基站使用梯次电池约1.5GWh,替代铅酸电池约 4.5 万吨。公司现有通信基站 188 万个,备电需要电池约 44Gwh60万座削峰填谷站需要电池约 44Gwh50 万座新能源站需要电池约 48Gwh。合计需要电池约 136Gwh,以存量站电池 10 年的更换周期计算,每年需要电池约 13.6Gwh;以每年新建基站 5 万个计算,预计新增电站需要电池约 1.2Gwh,这一需求量无疑让中国铁塔成为了电池回收利用大户,据铁塔公司规划,2019 年其将继续扩大梯次利用电池使用规模,预计应用梯次利用电池约 5GWh,替换铅酸电池约 15 万吨,预计可消纳退役动力蓄电池超过 5 万吨。

中国铁塔电池需求量测算


资料来源:公开资料

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