新能源汽车动力电池大规模应用推动电池退役量加速释放,动力电池回收利用产业受到行业广泛关注。2023年6月10日,由工业和信息化部装备工业发展中心、中国工业节能与清洁生产协会新能源电池回收利用专业委员会共同承办的2023世界动力电池大会“动力电池回收与综合利用”主题论坛在四川宜宾国际会议中心成功举办。
在题为“共话电池回收机遇与挑战,共谋产业全周期健康发展”的主题演讲环节,北京理工大学教授、中国工业节能与清洁生产协会新能源电池回收利用专业委员会副主任兼秘书长王震坡以“动力电池回收利用产业发展与体系构建”做了发言。他指出,动力电池即将迎来规模化退役期,车联网平台大数据反哺动力电池回收利用行业的时机已成熟,动力电池溯源数据将在产业链各环节责任主体履责监测、电池残值评估及退役预测等领域发挥更大价值,并对电池退役量预测成果、电池之家及电池回收数字化管理平台做了介绍。以下为报告节选。
动力电池规模化退役潮倒逼行业健全机制
王震坡开门见山地介绍道:“新能源汽车已经从原有的政策驱动完全转为市场驱动,其中纯电动车辆占有绝对优势。广东省经济发达、新能源推广应用较好,是国内第一个超过200万辆的省份。随着新能源汽车产业的发展,动力电池的装机量也在迅速攀升,已经超过700个GWh,在刚刚过去的2022年,装机量同步增长已超过90%。随着电池用量的迅速增加,我们即将面临动力电池的规模化退役潮。根据新能源电池回收利用专业委员会的既有数据预测,截至2027年, 新能源车动力电池累计退役量将达到114万吨, 数量非常庞大,如果不进行及时回收和再利用,将造成严重的环境污染。”
据了解,全国经工信部认定的新能源汽车动力蓄电池回收服务网点为14435个,电池回收利用体系已初步建立。新能源汽车动力蓄电池回收服务网点分为三类:汽车企业的官方回收渠道,汽车企业下属或专业拆车公司,具备《再生资源经营许可证》《危险品道路运输许可证》等相关资质的新能源企业。
“新能源电池回收利用行业已经形成了政策管理体系,并在相应区域开展了试点示范工作,但我国现有的行业标准仅20项,尚不能满足整个动力电池回收利用和梯次利用产业链的要求。在新能源电池回收专业委员会,我们成立了‘退役电池回收利用行业标准化工作组’,工作组将围绕动力电池回收利用的通用技术要求、管理规范、设计和生产、报废和回收、梯次利用和再次利用六个方面加快行业标准制定。”王震坡重点介绍了政策体系、溯源管理体系、标准体系、回收利用体系的发展情况,并指出回收利用产业仍处于发展初期,定价交易、梯次技术等方面仍存在诸多问题。
王震坡还从商业角度分析了动力电池回收利用的三种模式。“一是以第三方企业为主导回收和利用电池,如整车生产企业、整车拆解企业、动力电池生产企业;二是以电池企业为主导,将整车生产企业发现的问题电池退回动力电池生产企业,由生产企业完全回收利用、再利用;三是以主机厂主导的产业联盟,将整车生产企业作为整车动力电池回收利用的责任主体,生产企业对动力电池回收利用负有全面责任,在整车企业、动力电池生产企业、回收利用企业之间形成良性循环。无论哪种模式,都应以从企业自身逐步向外延伸形成产业链覆盖,构建动力电池从生产到回收再利用的闭环。
大数据赋能动力电池回收利用
2018年,工信部正式上线了新能源汽车动力电池回收利用溯源综合管理平台(以下简称“国家溯源管理平台”),记录动力电池生产、销售、使用、报废、退役、回收利用等溯源信息159项, 实现了动力电池来源可查、去向可追、节点可控、责任可究。“目前有逾1400万辆新能源汽车、2000多万套电池包,超过1000家产业链上下游企业在平台注册。基于此,新能源电池回收利用专业委员会在产业发展分析、动力电池退役预测、动力电池残值评估等领域积累了丰富的数据应用经验。”王震坡认为,从我国新能源汽车国家监测管理平台和电力电池作用管理平台所汇集的车辆数据、动力电池数据分析得知,车辆通过平台大数据反哺行业的时机相对已经成熟,溯源数据对于协同监管促进行业规范发展、信息共享提升企业管理质量、数据挖掘赋能回收体系构建等方面具有重要意义。
从数据角度来看,平台采集了全生命周期的动力电池数据,对产业各环节责任主体实施的情况进行监测。我们可以通过汇集相应数据来全面把控相应的电池信息,从而支撑行业的行为管理、规范回收利用、助力产能布局、规范网点布置等。
从行业角度来看,无论是梯次利用企业还是回收利用企业,大数据可以及时反馈电池状态并进行精准分析,有助于降低时间和人工成本、提升服务水平和企业管理水平。“我们可以对动力电池回收生产企业的年度产销情况进行分析,同时对装机状况进行分析,包括动力电池在应用过程中的区域分布、材料体系分布等,基于这些数据开展分析可以帮助我们洞悉动力电池回收利用行业的现状,找出发展趋势。”王震坡介绍道,“依托平台所掌握的静态数据,与实际运行的动态数据结合,可以建立动力电池状态评估模型,建立每一块电池、每一组电池、每一包电池的‘简历’,跟踪电池应用过程中的容量损失、监测容量状态、评估其寿命和安全状态。”
从回收利用的退役量、退役行为的预测角度来看,也可以从电池质量、技术发展、使用行为和环境等方面出发,构建相应的动力电池批量、特殊区域模型,通过分析对退役量、厂商、电池类型等数据进行展示。王震坡说:“从今年到2027年,退役量呈增加态势,结合产销数据来看,广东、浙江、江苏将位于退役量前三,排名前十的地区电池退役总量占到了66.7%,退役主要电池来自宁德时代、比亚迪和等企业。同时可以看到,磷酸铁锂电池每年退役量也在逐年增加,三元电池会实现反超,这与前几年的电池态势也是吻合的。”
王震坡认为,电池溯源数据在开展各环节责任主体履责监测、动力电池残值评估及退役量预测等领域积累了丰富的数据应用经验,妥善使用大数据可以促进行业规范化管理和提升市场活跃度,进一步完善行业标准体系建设、支撑区域回收利用体系建设。
行业痛点和未来数字化管理
王震坡从产业角度分析了行业痛点 :“产业链上下游信息不对称导致了一系列难题,上游的电池找不到下游的买家,下游的买家也找不到上游的电池,同时还存在交易透明度较低、梯次利用技术存在缺陷、电池健康状态难以评估、行业目前的装备水平难以兼容不同类型的电池、智能化和绿色化水平不够等问题。”基于上述行业痛点,用大数据赋能回收利用体系建设,用数字化管理能力助力行业进步则显得尤为重要。
据不完全统计,我国电池回收企业已从2021年的3000多家快速增长至当前的2.4万家,头部电池企业2025年计划产能规模将达到2500GWh,是2021年装机量的16倍,可支撑年产5600万辆纯电动汽车。中国工程院院士孙逢春曾指出,我国动力电池回收面临原材料短期供需失衡、动力电池回收利用市场机制不成熟、动力电池面临产能过剩等问题。各环节涉及的企业多、信息流通难以保障,行业调研结果表明,小企业常囤货、正规企业无货源,钴、镍、碳酸锂等材料回收价格大幅飙升,涨幅甚至超过了新材料价格。
“为了贯通上下游企业,2020年起我们结合车辆的应用端、回收利用端和梯次利用端,做了一个叫‘电池之家’的电池交易撮合平台,这个平台能够掌握企业前端车辆应用数据和电池镜像数据,通过预测将相应数据信息在行业里进行公示。在这个平台上,用户可以找到电池,电池能够找到用户。我们致力于打造电池从生产、制造、梯次利用、回收利用的一个产业闭环,在这个产业闭环中把‘电池之家’建设成一个权威的电池价值评估和共享交易平台,让电池在回收利用、梯次利用过程中更透明,交易更省心。未来,我们将会打通源头的各个环节来配置相应供货网点,实现线上线下的网络融合。”
王震坡总结道,电池回收作为动力电池产业链的最后一环,也被视为是解决锂资源、锰与钴等金属资源短缺以及环保问题的有效方式,目前已经成为整车企业、动力电池企业和矿产资源企业等全产业链争相布局的领域。未来,数字化应用能力和数据搜集能力还有待进一步提升,有必要围绕电池的入库、拆解、分选、重组、运营、再生等各个环节建立数字化管理平台,提高回收利用的数字化水平。同时还要对数据的资产分析、实证监测、性能评估、溯源管理、业务分析进行全面数据管理,这是电池回收数字化管理平台的基本技术架构。与此同时,还要同步建立梯次利用产品大数据监测和管理体系,并且基于大数据采集和评估技术实现梯次产品的智能化管理。“这将是一个千万吨级的矿山,也是一个千亿产值的市场。”(本文未经报告人审核)
个人名片
王震坡,男,教授,博导,北京理工大学电动车辆国家工程研究中心主任、北京电动车辆协同创新中心 ( 教育部国家2011计划 ) 常务副主任。长期从事新能源汽车领域的理论研究和工程技术攻关工作,围绕新能源汽车安全、高效、可靠应用主题,在运行管控、充电防控、分布式驱动协同控制等方面做出突出贡献。
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