电子废物处理行业研究背景

退役动力电池的回收成本是动力电池成本的重要组成部分。电池梯队利用总结了退役动力电池的回收、拆卸和分类。退役动力电池资源回收的工艺成本主要包括收集、储存、运输、分类、拆卸、重组、电池回收成本、运行保障和环境维护成本，梯队利用退役动力电池比直接资源回收具有更好的经济效益。

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问题一.行业深入研究：退役动力电池的应用潜力分析

在国家政策的引导和推动下，我国新能源汽车产业发展迅猛，退役动力电池的处理和应用提上日程。电力电池梯队利用不仅可以缓解大量电力电池退役带来的电池回收压力和环境污染问题，还可以最大限度地利用电池价值和资源，有效降低电动汽车的成本和电力系统的储能工程成本。

储能技术工程研究中心(北方工业大学)、北京海博思创科技有限公司研究人员刘若彤、李建林、吕喆、马速良在2021年第八期《电气技术》中撰文分析了退役动力电池的应用潜力。研究表明，随着退役电力电池数量的爆炸性增长，退役电池在电网储能、通信基站等场景中的应用潜力巨大，可以优化资源配置，确保供电可靠，稳定电力系统，提高电网安全，与直接资源回收相比，退役电池梯队经济成本优势更加明显。

近年来，由于电力电池相关政策和补贴的实施，我国电动汽车开始大规模推广应用。电动汽车作为清洁能源汽车，促进了节能减排和污染防治的有效推进，对于缓解我国能源紧缺和环境污染问题、促进交通能源电力化战略转型、推进生态文明建设具有十分重要的意义。

动力电池作为新能源汽车的动力源，使用5~8年后容量会严重下降，导致不再适用于汽车，需要退休。随着电动汽车数量的急剧增加，如何有效合理地利用退役电池已成为人们关注的热点。

退役电力电池的梯队利用是最大限度地发现和应用电力电池性能的有效途径，可以减少电池价值、能源资源浪费和可能造成的污染，应用于不同场景可以最大限度地提高电池应用效率，降低生产利用成本，促进上游电池制造和下游电池销售，促进循环经济的发展，满足我国经济社会可持续发展的需要，具有较高的发展潜力和应用前景。目前，国内外陆续开展了退役动力电池梯次利用的相关研究和应用。目前，国内外已开展了退役电力电池梯队利用的相关研究和应用。

针对退役动力电池梯队利用在储能方面的应用，本文从退役动力电池储能应用的应用和经济中的应用，并根据分析进行了总结和展望。

退役动力电池现状概述

自2012年以来，我国新能源汽车市场规模日益扩大，退役电池数量逐年增加，如图1所示。中国汽车技术研究中心车技术研究中心在考虑汽车报废寿命、动力电池寿命等因素的前提下，预计2020年中国动力电池累计退役量将超过20万t，市场规模达到175亿元，其中梯级利用约105亿元，再生利用70亿元；到2025年，报废超过35万元t，市场规模达379亿元，其中梯级市场规模约282亿元，回收约97亿元；到2030年，市场规模将超过1000亿元。可见，退役动力电池回收市场将迎来爆炸性增长。可见，退役动力电池回收市场将迎来爆炸性增长。

图1中国动力电池需求和退役量

面对大量电池，国家发改委、工业和信息化部等部门陆续发布了退役动力电池回收指导政策。

其中，《电动汽车动力电池回收技术政策》指出，动力汽车退役电池的回收应在资源再生前进行梯级利用，以促进资源利用率的提高。《报废机动车回收管理办法实施细则》进一步规范了动力电池的回收利用，要求企业回收报废新能源汽车的废动力电池或其他类型的储能设备，加强全过程的安全管理。《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》指出，新能源汽车动力电池利用体系应遵循高效循环的原则，实现能源可持续发展战略，实施新能源汽车生产制造责任延伸体系，建设汽车动力电池可追溯性管理平台，确保电池全生命周期可追溯性，提高动力电池制造安全性。

国家标准委员会还发布了一系列涉及汽车动力电池的国家标准，主要包括《电动汽车动力电池产品规格尺寸》、《汽车动力电池回收拆卸规范》、《废电池回收管理规范》、《汽车动力电池编码规则》、《废电池处理废液处理方法》、《锂离子电池材料废物回收处理办法》、《汽车动力电池回收余能检测》等，对电动汽车动力电池的规格、尺寸、设计和生产、编码规则、回收主体等作出具体规定，为退役电池的梯队利用和回收提供明确的标准依据，有助于解决动力电池不一致性造成的难以匹配应用场景的问题，保证动力电池整个生命周期的可追溯性，提高废旧动力电池回收利用的安全性和科学性。

这些政策和标准的颁布明确规范了现有退役动力电池的回收利用，为其未来的健康快速发展指明了方向。

为了适应电力电池役电池的回收利用，以适应电力电池的退役浪潮和国家政策号召。目前，全国已有17个省市被列为电力电池回收试点区域，开展退役电力电池回收典型示范项目，应用案例主要集中在电网储能、通信基站、低速电动汽车、家庭照明等小型储能领域，电池类型主要是磷酸铁锂电池，这些试点项目取得了显著成果，表明退役电池回收的可行性和巨大潜力，动力电池回收行业已成为该行业的新焦点。

?2退役动力电池的应用分析

作为电动汽车的能源，动力电池是新能源电动汽车的核心部件之一。然而，动力电池的使用寿命是有限的。当电动汽车的动力电池容量下降到不足额定容量的80%时，不能满足电动汽车的使用要求。这些动力电池面临报废回收，但仍有较大的残余容量。如果直接用于资源回收，对电池价值和资源造成极大浪费，污染环境。

因此，这部分退役电池可以通过充放电循环进行余能检测，并根据残余容量选择合适的应用场景。其中，经余能检测后容量较高的退役电池可用于电池更换和储能，容量较低的电池可用于照明和不间断电源（uninterruptible
powersupply,
UPS）备用电池、移动充电桩、低速电动汽车、家庭储能电源、基站电源、风光路灯储能等温和的低倍率放电应用场景。理论上，储能电池的梯级使用可以应用于上述场景。

国内退役电力电池梯队利用仍处于实验探索阶段，未来将迎来工业化大规模生产和商业化的高回报突破。表1是近年来我国退役电力电池梯队利用的一些成功案例，可见退役电力电池梯队利用场景广泛，在电网储能、通信基站、峰谷、削弱废弃率等方面具有重要意义，可实现优化资源配置、解决电力矛盾、确保供电可靠、电力系统稳定、提高电网安全的目的。

表1中国退役动力电池梯次利用案例

储能系统采用退役动力电池梯，能强烈适应环境，施工周期短，小配置分散。考虑到退役电力电池的类型、尺寸、性能、残余容量、安全等因素，梯级储能电站应不同于常规储能电站。储能系统设备的安装位置和作用，储能系统可分为发电侧、供电侧和用电侧储能装置，对提高电能质量、电网稳定性和可用性、促进资产更高利用、促进能源可再生发展具有重要意义，能够满足不同应用场景的供电需求，如图2所示。

储能系统中各种场景采用图2梯次

发电侧的梯级储能系统位于电源侧，可应用于集中可再生能源并网、火电、储能联合参与辅助服务市场频率调整等应用场景。集中可再生能源并网扩大了可再生能源装机规模，提高了可再生能源利用水平，加大了可再生能源消耗力度，促进了可再生能源可持续优质发展。

采用火电储能联合参与辅助服务市场频率调整是利用储能系统和火电机组联合运行形成新的电力频率调整电源，可有效解决传统火电机组频率调整缓慢、调整误差大、折返延迟、系统能量有限、电网频率调整困难，保持发电机组运行平稳，提高火电机组运行效率和电网频率调整性能，增加机组运行的稳定性和安全性，减少机组在动态运行中的磨损，降低更换设备的可能性和维护成本，减少或延缓发电侧对新发电机组的需求，有利于相关电力企业的可持续健康发展。

供电侧梯级储能系统位于电网侧，可用于有偿调峰、独立调频等方面，如黑启动、调压等。付费峰值调整是发电部门适应电力负荷的变化，保持有功功率平衡，保持系统频率稳定；独立频率调整是根据系统频率的变化，保持系统频率在较小范围内波动，完成频率调整、系统间接触线交换功率控制和经济调度。

电侧梯式储能系统位于用户侧，可应用于峰填谷、需求调节、电能质量提高和供电系统备用电源。

电侧梯式储能系统位于用户侧，可用于峰值填充、需求调整、提高电能质量和供电系统备用电源。峰值填充是将高峰负荷的用户需求转移到低负荷期，使电网所需的发电设备峰值调整容量小，提高发电设备的利用率、电网的安全和经济效益。

需要调整和控制负荷，使最大需求功率不超过合同功率，调整合同功率，提高负荷率，正确使用负荷设备，定量掌握负荷设备的类型、容量和运行，如连续运行、间歇运行、暂停或关闭。用户侧储能装置可以提高电能质量，保证电气设备的正常运行和电力系统的安全稳定，也可以作为供电系统的备用容量，在设备维护、事故、频率调整等情况下仍能保证内部电力市场的需求。

理论上，退役电力电池储能系统的梯队利用可以应用于上述场景，但考虑到各种电池的电荷容量、放电稳定性、一致性、循环寿命、使用周期等因素，各应用场景中不同类型电池的选择取决于电池的性能。

磷酸铁锂电池能量密度高，热稳定性强，价格便宜，安全性好，充放电率高，循环寿命长，磷酸铁锂新电池、磷酸铁锂电池可作为发电侧集中可再生能源并网，实现可再生能源峰值和稳定输出，促进可再生能源的发展，还可实现供电侧根据负荷变化实时调度、电网峰值调整、频率调整、缓解输电系统堵塞和输配电系统扩展，提高电网稳定性，根据控制负荷调整需求，提高供电系统备用容量，确保系统安全稳定运行，梯级储能系统场景适用性强，如备用电源、峰谷套利、抑制可再生能源输出波动、缓解电网扩建等。

三元锂电池含有镍、钴、锰/铝三种元素，比能量和功率更大，在大倍率充电和耐低温性方面具有更大的优势。三元锂电池和三元锂梯次电池在主要梯级储能应用场景中的适用性不高。

钛酸锂新电池、钛酸锂梯级电池更适合调频、黑启动等场景。

铅酸电池技术成熟，低温工作特性和大电流放电特性优越，抗振动、抗冲击性能好，成本低，充放电率低，可靠性和安全性好。但在储能电站的应用场景中，铅酸电池由于使用寿命短，更换电池的运行和维护工作量和成本较大，因此铅酸电池和铅酸梯度电池不适合发电侧火电储能联合调频、供电侧储能基站等对退役电力电池性能指标要求严格的应用场景，主要用于电力侧峰填充，节约电力资源，平稳用户负荷，获得峰谷差价收入，降低储能应用成本。

退役动力电池的广泛应用和回收具有深远的社会和环境效益。发展电动汽车减少了对化石能源等不可再生能源的损耗和汽车尾气的排放，大大改善了居民绿色出行和消费观念。退役动力电池含有石墨、碳、铜箔等原材料、大量重金属和有机物、电解质及其转化物产生的有毒气体。如果处理不当，价值最大化，将严重威胁公共环境和人类健康，造成不可逆转的环境污染和有价值金属资源的巨大浪费，给社会生态环境带来巨大压力。

推进动

力汽车退役电池的回收利用，是我国保护环境和社会安全的重要举措，可以有效