中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。
南方電網(wǎng)科學(xué)研究院高級研究員陸志剛在儲能電池專場，發(fā)表了題為"電池梯次利用的頂層設(shè)計(jì)與儲能"的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
陸志剛：我今天暫且不說新電池如何，我要說的是舊電池不好用也要用，如何把它用起來。今天的主題是電池梯次利用，如何在儲能里把舊的、性能不好、一致性不好的電池儲能應(yīng)用在大規(guī)模的應(yīng)用場合，這是一個非常大的挑戰(zhàn)。
我們需要給梯次利用準(zhǔn)確定義，這一兩年梯次利用被討論得比較多，很多人認(rèn)為梯次利用是把現(xiàn)在的電動大巴、電動乘用車，80%容量以下退下來的是梯次利用。我對它的定義更寬泛，有些功率密度、能量密度達(dá)不到要求，一致性不那么好的出廠電池，能否歸類為梯次利用，它明顯拿不到補(bǔ)貼，上不了比較高級的車。
電網(wǎng)公司做的張北等，很多電池運(yùn)行了幾年后，從新電池的狀態(tài)變成一致性不那么好，性能衰退嚴(yán)重的舊電池。已經(jīng)用在儲能上的舊電池能否認(rèn)為是梯次利用的潛在利用對象。有了這個定義，再考慮必要性問題，到底要不要做梯次利用。
我們需要從幾個層次考慮：
第一，環(huán)境保護(hù)。
第二，資源配置，我們知道電池里的元素，包括鋰、鈷、三元等是不可再生的元素，一旦不做梯次利用和回收利用，很有可能在若干年后，譬如10年后，我們會面臨礦產(chǎn)開采，其開采成本會大大的影響電池行業(yè)、電動汽車包括儲能的發(fā)展。從資源配置的角度，我們是否應(yīng)該做梯次利用。
第三，技術(shù)革新，我們經(jīng)過幾年的運(yùn)行，大概發(fā)現(xiàn)電池衰減、不一致性的影響，對于新電池來說，不光是對新能源，對舊電池的影響都是非常大的。我們做梯次利用的技術(shù)革新，是倒推新電池、新儲能應(yīng)用的大改進(jìn)和改革。任何電池用過幾年后都會變成舊電池，一開始的設(shè)計(jì)認(rèn)為它是永遠(yuǎn)是新電池，一致性永遠(yuǎn)會那么好，你會碰到很大的難題和麻煩。
接下來詳細(xì)談?wù)劷?jīng)濟(jì)性和技術(shù)性的問題，這幾年大家提得比較多的是經(jīng)濟(jì)性。很多人算賬后發(fā)現(xiàn)，哪怕舊電池不用錢甚至以便宜的價格拿到，集成PCS、電池管理等，算起來不如我用新電池，所以很多人懷疑論證梯次利用是偽命題，不值得做?；卮疬@些問題之前，我們先看看現(xiàn)狀。
第一，2017年中國汽車產(chǎn)銷量是3000萬輛，連續(xù)9年連續(xù)世界第一。雖然我們的產(chǎn)量是世界第一，但人均汽車保有量跟發(fā)達(dá)國家（歐美）相比有很大的距離。相信未來銷量會有不斷的增長；
第二，2017年新能源汽車產(chǎn)銷量不足60萬，每100輛新出汽車?yán)镉?-2輛新能源汽車。2020年，可以達(dá)到200萬輛的產(chǎn)量。順著邏輯推導(dǎo)兩三年后，每年有上百萬電動汽車退役。按照平均每輛車50GWh估計(jì)，大概數(shù)字是50kWh。換算儲能常用的單位，像陳老師說1kWh是基本計(jì)量單位，50kWh是什么量？用廣州蓄能電站的容量為例，240萬千瓦，每年淘汰下來的電池可以建3座抽水蓄能電站。廣州抽水蓄能電站當(dāng)時配置是亞洲第一大的，現(xiàn)在南方電網(wǎng)管轄的幾個區(qū)域里，大概有3座這樣的抽水蓄能電站在運(yùn)行，還有3座在規(guī)劃籌建，包括海南、深圳和陽江。按每百萬兩車退役，淘汰下來的電池可以支撐南方電網(wǎng)每年建3座抽水蓄能電站。
把眼光放寬一點(diǎn)，到2030年，電動汽車產(chǎn)銷量可以輕易到上千萬，這是相當(dāng)保守的，淘汰的電池可以建30座抽水蓄能。鋰電池難以用到大規(guī)模儲能上，對比數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，我們什么都不用做，光是用舊電池便能每年建30座抽水蓄能電站，足以成為電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻的主力設(shè)備或基本單元。以這樣的體量考慮，回頭看我們提出的問題，是否有必要做梯次利用。這么大量的電池下來，如果不做梯次利用會發(fā)生什么后果？鉛酸電池做得相對好，95%的材料可以回收，我在網(wǎng)上看到哪怕這個相對成熟的回收產(chǎn)業(yè)，目前只有30%的鉛酸電池通過正規(guī)渠道流入回收機(jī)構(gòu)，70%以上的電池通過不正規(guī)渠道、就地拆解，只把有價值的東西拿出來重新回收利用。非常大的問題是做山寨式的回收會造成環(huán)境污染。鋰電池只有20-30%的材料值得回收，如果我們不做梯次利用會發(fā)生什么問題，雖然我們號稱電動汽車是綠色環(huán)保的東西，如果我們不做回收利用，它可能會變成比普通石化能源更危險的污染品。這是從數(shù)字和邏輯可以推斷的事情。
雖然從環(huán)境保護(hù)、資源配置等方面認(rèn)為做梯次利用有價值，現(xiàn)實(shí)中遇到的麻煩和問題包括以下幾點(diǎn)：
1，難評估，可以評估一個商品的價值是任何一個商品交易的基礎(chǔ)，哪怕我跟你交易二手車，大家應(yīng)該對車輛本身的價值有相對的共識。一輛寶馬用了幾年大概值多少錢，市場是有共識的。這里的對象——電池是不具備這樣的特性的，電池的好壞，剩余容量的多少對其估值有著非常大的影響。顯然我們難以通過外表或者簡單的檢測手段計(jì)量和評估它。
2，難拆解，有廠家提出激光焊接、Pack，Pack廠家以不再拆解為前提做包裝和設(shè)計(jì)。我們花1分錢把電池焊起來，可能要花1元拆解電池。這是否符合經(jīng)濟(jì)性，如果我們的電池按不拆解設(shè)計(jì)，我們之后付出100倍數(shù)的價值來拆解。
3，難分選，同批次電池同時分選，比較好的利用同批次的電池。現(xiàn)在投資者看的是不拆除，把最好的電池拿出來，搭小PCS做儲能。經(jīng)過我們分析，電池的數(shù)量和每年淘汰100萬輛里，100個電池挑出一個就差不多了。精挑細(xì)選的步驟和環(huán)境保護(hù)、大批量退役電池納入回收梯次利用體系的根本利益沖突，你不能滿足把大量電池統(tǒng)一回收利用的前提。
4，難重組，如何把已經(jīng)有分歧的電池放在一起，在新電池是一個棘手問題，更何況在舊電池上。
5，難管理，我們剛剛考慮電量、均衡等問題，舊電池的熱控管理、安全管理比新電池有幾何級數(shù)的難度增加，我們?nèi)绾巫龊霉芾碛泻艽蟮募夹g(shù)挑戰(zhàn)。
6，難接入，現(xiàn)在大家都在考慮儲能，大家沒有真正做過儲能工程。尤其是深圳、廣州等地，最難的不是找電池、搭建集裝箱，而是找合適的，有一定峰谷差、合適的應(yīng)用場合、合適用電量的用戶。參考光伏，理論上找不到空曠的屋頂，有物業(yè)批準(zhǔn)，報(bào)準(zhǔn)就可以了，實(shí)際還有接入的要求。
如何解決，以評價估值為例，如何判斷一個電池（或電池包）的實(shí)際剩余容量和健康狀況，如何預(yù)估剩余循環(huán)次數(shù)和全生命周期放電量，將直接影響這個電池在市場上的定價。比如車主要把電池交給4S店，我不可能拿給你，你再告訴我值多少錢，把錢給我。這大大阻礙的效率和流通成本。在目前已有的電池交易或者管理體系中，我們難以找到解決方案。提倡由政府主導(dǎo)或者行業(yè)自發(fā)形成的，對電池合理有效的評估體系。我們可以參考汽油，加油時分為95、97、柴油0號，針對不同檔次，不同壽命階段的電池，能否形成簡單的標(biāo)識系統(tǒng)，大家對標(biāo)識系統(tǒng)有初步的公認(rèn)，形成大概的交易價值。技術(shù)手段，我可以在每個電池、每個模塊加入健康芯片記錄，它提供的價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)比最后把電池拿到機(jī)構(gòu)做全充全放成本高。這是對價值估計(jì)的初步解決方案，對拆解或者剛剛談到的困難，也有類似的解決方案。
最大的困難是習(xí)慣，我們習(xí)慣目前電池上車、設(shè)計(jì)、退役丟棄，這個習(xí)慣導(dǎo)致我們梯次利用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上遇到困難。
頂層設(shè)計(jì)，梯次利用涉及估值、重組、分選、拆解，我們需要從社會、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的層面考慮。我們需要幾個手段齊下才能解決問題。如何做價值認(rèn)定，如何通過政策法規(guī)的支持建立體系，我主張通過某種補(bǔ)貼的形式，把不能影立得環(huán)節(jié)對接好，比如最后的物理回收環(huán)節(jié)。市場渠道建立、交易梯次的建立需要大家共同探討。大家看到退役電池的體量，大家知道這個體量不比電動汽車的市場小，做一個簡單的數(shù)字說明，剛剛北汽的嘉賓談到每輛車?yán)m(xù)航里程是300-400公里，一輛私家車運(yùn)行30萬公里退役，這是非常長的時間，一般人無法行駛30萬公里。30萬公里折算電池壽命只有1000次。很多電池說自己有4000次、5000次甚至上萬次循環(huán)壽命。買幾十萬的電動車，一半的價值用于買電池，一半的價值只是用于前1000次的價值，后面可以通過削峰填谷、調(diào)頻等調(diào)整出來。
理想的電池全生命周期利用和回收渠道，電池從全新出來，我們會把最新最好的電池用在電動汽車。特斯拉把電池用在南澳洲調(diào)峰調(diào)頻的場合。電動汽車退役后，80-90%后可以用作后備電源，現(xiàn)在鐵塔、移動、電信都在改造，進(jìn)一步用退役鋰電池取代原來的鉛酸電池。另一個可能的應(yīng)用場合是低速交通工具、電動工具上，我把電池進(jìn)一步拆分，避開不一致性、短板效應(yīng)的問題，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益的提高。
我們希望通過儲能的梯次利用，除了儲能市場，不可能有別的市場可以容納上百萬輛車的電池量，不可能容納幾十座抽水蓄能電站的量。我們希望通過梯次利用的環(huán)節(jié)，把所有零散的電池歸結(jié)在一起，統(tǒng)一進(jìn)行物理回收。目前動力比較小的是物理回收，第二個是梯次利用，無法計(jì)算經(jīng)濟(jì)成本，所以我們可以向國家提倡，給出一定的補(bǔ)貼，把行業(yè)扶持起來，等量上來后擺脫補(bǔ)貼，進(jìn)行封閉循環(huán)體系。
突出一點(diǎn)，再利用的門檻，現(xiàn)在很多人談梯次利用，做的是把好的舊電池挑出來做小模塊、小PCS利用，這在我的定義里不能叫做完全的梯次利用，它不能完成社會、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)各方面的考慮。它沒有完全其社會責(zé)任，只是把好的東西挑出來。多梯度的利用，可以看到梯次利用的成本效率跟電池質(zhì)量是矛盾的。理論上電池質(zhì)量越好，何以疊加到幾百伏，效率高、成本低。電池性能變差后不能這么做，在鋰電支持下，哪怕是梯次利用的電池也可以分為不同的等級，配不同的電壓PCS，不同配置的BMS配不同的均衡系統(tǒng)，最大化的利用電池的價值。
結(jié)論，經(jīng)過分析，汽車的電動化不可阻擋。歐美很多國家，尤其是歐洲比較激進(jìn)，決定十幾年內(nèi)取消燃油車，用新能源汽車代替。中國未必會這么激進(jìn)，但我們世界第一的體量在這里，只要有一半的車是電動車，也是輕而易舉的達(dá)到上千萬輛。一般認(rèn)為電動汽車是綠色環(huán)保的東西，如果我們不能很好的處理回收利用，不能把梯次利用的環(huán)節(jié)加到這個體系里，我們是否會帶來新的，跟傳統(tǒng)石化污染不同的問題，甚至是更大的問題，這環(huán)境的定時炸彈。考慮這件事時，必須從現(xiàn)在開始提前思考和布局，我們必須認(rèn)識目前所有做梯次利用的都沒有經(jīng)過大規(guī)模驗(yàn)證。南網(wǎng)和國網(wǎng)過去做的工程，哪怕工程不那么完美，但是他起到工程驗(yàn)證的作用，大規(guī)模鋰電池能否用于電力系統(tǒng)。我們通過示范工程把這個理念和路線走通。梯次利用能否走通是未知數(shù)，這是必要的，但做與不做、什么時候做是很容易回答的問題。
很多人認(rèn)為梯次利用是偽命題，存在面粉比面包貴的現(xiàn)象，如何解決不合適的現(xiàn)象。我剛剛提出簡單的想法和見解，相信產(chǎn)業(yè)鏈、產(chǎn)業(yè)同盟可以共同解決，相信梯次利用的成本比新電池低，它會進(jìn)一步規(guī)范化、集中化、大規(guī)?；?，最終走到電力系統(tǒng)中，成為聯(lián)系新能源、電動汽車和電網(wǎng)非常重要的紐帶，謝謝各位！
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
