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“中國鐵塔基站儲能”可解決2020年新能能源汽車廢舊動力電池

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  • 日期:2018-01-19 09:39
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  • 來源:省循環經濟與資源綜合利用協會

宝宝计划       2018年1月4日,中國鐵塔公司在京與重慶長安、比亞迪、銀隆新能源、沃特瑪、國軒高科、桑頓新能源等16家企業,舉行了新能源汽車動力蓄電池回收利用戰略合作伙伴協議簽約儀式,積極加強與汽車制造、電池生產、公交運輸、回收利用等行業骨干企業合作,有效推動產業鏈上下游一體化合作,加強協同創新,共謀發展。

  工信部節能司司長高云虎出席簽約儀式并發表講話,工業和信息化部將加快實施新能源汽車動力電池回收利用管理暫行辦法,推進標準體系建設,建設新能源汽車國家監測與動力電池回收利用溯源綜合管理平臺,開展試點示范,積極探索技術經濟性強、資源環境友好的多元化回收利用市場模式。
  梯級利用對于新能源汽車動力電池能源利用最大化角度是必要環節,同時在儲能、低速車等應用場景是可實施的,盡管動力電池最終仍需拆解回收再利用而形成閉環。鐵塔基站儲能電池需求巨大,符合梯次利用電池大規模使用特點,會成為梯次利用電池主要的應用領域;若鐵塔通信基站儲能電池更換及新建站全部采用動力電池梯級電池,2020年的廢舊動力電池即可實現80%以上吸納。如能對基站的鉛酸電池進行逐步全部更換呢......
  1月4日,由整車廠、電池廠、梯級利用企業等新能源汽車動力電池梯級利用產業鏈組成的17家企業簽訂動力蓄電池回收利用合作協議,對新能源汽車產業可持續發展意義重大。并做如下理解:
  ① 新能源汽車動力電池迎來報廢潮,然而目前回收網絡體系、回收企業容量不足、拆解/回收技術及成套裝備均無法滿足,盡管國家已重磅推出相關政策并在動力電池回收技術設備方面支持力度加碼,但絕非一朝一夕能完成。
  ② 中國鐵塔是在國資委、工信部的協調推動領導下,2014年由移動、聯通、電信三大運營商投資組建的百億級企業。據悉鐵塔公司目前在全國范圍內擁有180萬座基站,合計需要電池約146GWh。(PS:146GWh是什么概念?2016年中國鋰離子動力電池產能約101.95GWh,消耗約而消費量僅為27.4GWh;2017年中國鋰離子動力電池產能將達到146.18GWh)。
  ③ 新能源汽車工業、通信產業同屬工信部主管,筆者認為本次合作在政策支持、資源協調、共建共享等方面都具備更強大基礎并在一定程度上實現統籌規劃。
  編者思考如下兩方面問題:
  1、中國新能源汽車廢舊動力電池體量到底有多大,現狀如何?
  2、中國鐵塔“梯級電池在通信基站儲能的應用"對于儲能電池的要求如何?能否滿足功能需要?基站市場容量如何,能吸納多少梯級電池利用呢?梯級動力電池在通信基站試點應用如何?
  A 廢舊動力電池回收現狀
  1、體量巨大
  中國新能源汽車保有量已達170萬輛。據業內研究機構預測,我國新能源汽車動力電池將迎來“報廢潮”,到2020年動力鋰電池報廢量將達32.2Gwh,約50萬噸,到2023年,報廢量將達到101Gwh,約116萬噸。退役動力電池的回收利用已是迫在眉睫!
  2、回收企業容量不足
  目前雖有邦普、格林美、長優等專業動力電池回收企業,但尚不足以應對大規模的報廢回收。
  3、回收網絡體系不健全
  我國車用動力電池回收未建立有效回收模式,市場不規范,整體處于一種無序狀態,多家收購、分散經營,回收成本高,企業難以規模化發展。
  4、回收處理技術滯后
  我國動力電池研究主要集中在提高其安全性能及使用壽命等方面,而回收利用環節相關技術研發卻嚴重脫節。目前在廢棄車用動力電池的一致性和電池成組連接技術、殘余壽命模型、安全性能指標評價、工程實際應用、回收處理再資源化工藝設備能力等方面缺乏技術支撐,難以有效實現動力電池回收和梯級利用。
  5、回收利用政策標準在持續出臺
  工信部持續出臺重磅政策《新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業規范條件》、《電動汽車動力蓄電池回收利用技術政策》、《車用動力電池回收利用拆解規范》、同時還有動力電池編碼規則、回收利用、產品規格尺寸等相關國家標準,動力電池梯次利用和回收政策體系趨于完善。
  6、鼓勵扶持回收利用技術裝備提升
  12月28日,工信部科技部聯合發文,動力電池自動化拆解設備、回收利用、循環利用技術及設備等列入《2018重大環保技術裝備目錄》,有利于回收處理技術及設備的提升。
  B 廢舊動力電池回收利用
  動力電池回收利用主要分梯次利用和拆解回收利用。
  1、梯級利用
  動力電池性能會隨著充電次數的增加而衰減,當電池容量衰減至額定容量的80%以下時就不適于應用在電動汽車上。梯次利用是指將退役的動力電池,運用在儲能、分布式光伏發電、低速電動車、太陽能路燈/庭院燈儲能以及部分家庭用電等領域,發揮再利用價值;動力電池梯次利用,還在于擴大儲能應用場景范圍。
  應用案例(來源:網絡收集)
  01 博世集團利用寶馬的ActiveE和i3純電動汽車報廢的電池建造了2MW/2MWh的大型光伏電站儲能系統。
  02 杭州鑼卜科技將擁有80%-30%容量的電池應用在智能低速快遞物流車上(已在京東、郵政等快遞物流進行推廣應用),功能、性能優于鉛酸電池,并可降低綜合使用成本。
  2、拆解回收利用
  當電池無法進行梯次利用或徹底廢棄時則進行拆解回收,分離提純金屬,充分釋放金屬銷售價值。
  通過整合汽車維修企業、電池生產企業以及報廢汽車拆解企業等多方資源,建立完善的回收利用渠道,進行廢棄電池拆解技術儲備,也是未來動力電池回收利用的重要舉措。
  C 鐵塔通信基站儲能電池容量足夠大
  1、中國鐵塔公司 簡介
  “中國鐵塔公司”是在國資委、工信部協調推動組建,鐵塔建基站,運營商租用,旨在提高電信基礎設施共建共享,提升國際競爭力,由中國移動、中國聯通、中國電信共同出資設立的100億級大型通信基礎設施綜合服務企業。公司主營鐵塔的建設、維護和運營,兼營基站機房、電源、空調等配套設施和室內分布系統的建設、維護和運營以及基站設備的維護。在全國設立了31個省級分公司和各地市分公司。
  2、通信基站儲能電池需求量
  中國鐵塔公司能源創新中心高級總監高健曾表示:中國鐵塔在儲能電池上需求巨大,鋰電池占比達到2%左右;鋰電池回收梯次利用已在擴大試點階段。
  鐵塔公司目前在全國范圍內擁有180萬座基站。
  儲能電池需求總量約146GWh,其中:
  (1)備電需要電池約54GWh。
  (2)60萬座削峰填谷站需要電池約44GWh。
  (3)50萬座新能源站需要電池約48GWh。
  存量站更換及新建儲電站每年共需要電池約25GWh,其中:
  以存量站電池6年的更換周期計算,每年需要電池約22.6GWh;以每年新建基站10萬個計算,預計新增電站需要電池約2.4GWh。
  結論:
  儲能電池需求總量約146GWh,存量站更換及新建儲電站每年共需要電池約25GWh,是一個什么概念呢?
  通過對比,2020年退役動力電池約25GKWh,剩余電量約20GKWh,結果一目了然!
  單從數量分析,只要鐵塔通信基站儲能電池更換及新建站全部采用動力電池梯級電池,2020年的廢舊動力電池即可實現80%以上吸納。
  D 梯級動力電池否滿足鐵塔通信基站儲能需求?
  首先介紹一下鐵塔通信基站儲能,貌似筆記本的UPS電源而已
  鐵塔通信基站儲能電池,通常采用熱備份方式,可以在基站外市電停電后自動切換到蓄電電池供電,一般可以再維持基站繼續運行1-2小時。
  從基站維護角度來說,基站可以在這段時間向基站監控平臺發送外市電斷電告警,便于運營商第一時間進行搶修(外接發電機等)。
  電力局在深夜對電力線路進行割接調整時,短時間短點情況下使用蓄電電池可以避免斷站;外市電電力恢復后會自動切換回外市電供電,同時對蓄電池進行充電。
  梯級動力電池安全、性能否滿足鐵塔通信基站儲能性能需求呢?中國鐵塔公司能源創新中心高級總監高健表示:基于鐵塔儲能站特點,梯次利用一般不會出現什么問題。
  1、一致性方面
  單座鐵塔基站需要的備用電池是30KWh,也就是需要62.5KWh的退役動力電池,與一輛新能源汽車動力電池容量相當,同一輛車退役下來的動力電池可以做成模組,也就避免了電池一致性不好的劣勢。
  2、充放電安全
  鐵塔基站不采用大電壓大電流的方式對電池充電,也就降低了電池在充電過程中發生爆炸燃燒的幾率。
  3、使用安全
  鐵塔基站環境相對空曠,對能量密度的要求不高;另有實時監控,可保證保證安全性。
  E 鐵塔通信基站梯級動力電池試點3000個
  據了解,中國鐵塔自2015年10月開始,在福建、廣東、河南、黑龍江、山東、上海、四川、浙江、天津等9省市建設了57個退役電池梯次利用試驗站點,對廢舊動力蓄電池梯次利用進行了積極有益的探索,目前試點范圍已擴大到12省市,已建設了3000多個試驗站點,涵蓋備電、削峰填谷、微電網等各種使用工況。
  F 動力電池梯級應用面臨問題
  1、目前新能源汽車車型電池模組及系統的均按照車型差異進行設計開發定制,廢舊動力電池規格差異大,廢舊動力電池梯級回收難度更大、回收成本更高及規模化作業更難。國家已發布動力電池編碼規則、回收利用、產品規格尺寸等相關標準,如若能落實執行。
  2、據杭州鑼卜科技公司創始人陶新武總介紹,梯級電池利用要考慮動力電池的一致性篩選測試、電池管理系統(BMS)必須對梯級電池單體性能參數差異化進行均衡管控,梯級動力電池PACK系統不應該僅僅是梯級電池重新成套組裝,需要重新開發設計。
  3、產業持續發展需要建立健全的完整梯級利用體系。
  領導致辭
  工信部節能司司長高云虎強調,聯盟要發揮好平臺作用,服務好企業,加強行業自律,帶動全行業持續健康發展。工業和信息化部將加快實施新能源汽車動力電池回收利用管理暫行辦法,推進標準體系建設,建設新能源汽車國家監測與動力電池回收利用溯源綜合管理平臺,開展試點示范,積極探索技術經濟性強、資源環境友好的多元化回收利用市場模式。