中國儲能網(wǎng)訊：5月22日，江蘇常能新能源科技有限公司的鋰電池梯次儲能電站在武進國家高新區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園落成并交付使用。
該電站使用電動汽車更新下來的舊鋰電池儲能，是江蘇省首家鋰電池梯次利用儲能電站，采用合同能源管理方式運營。該電站全部建成后，總?cè)萘窟_10MW，因江蘇省工業(yè)用電峰谷電價價差大，峰時電價1.1元/千瓦時，谷時電價0.3元/千瓦時，儲電站在谷時充電，在峰時放電，每年可節(jié)省電費近300萬元左右。
目前市場上的動力電池回收存在兩大渠道，分別是梯次利用與拆解回收，前者是將退役下來的電池經(jīng)過幾道工序后作為電池繼續(xù)使用，后者是將電池進行拆解，回收電池的原材料。梯次利用可以充分發(fā)揮動力電池的價值，降低動力電池全生命周期的成本。而直接對電池進行拆解回收，由于回收渠道的混亂、一些企業(yè)的不規(guī)范操作等，電池中的很多原材料會對環(huán)境造成不小的危害。
借助新能源汽車的東風，動力電池梯次利用市場可觀
受雙積分、補貼、推薦目錄等政策的影響，新能源汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，而且國際上某些國家燃油車禁售時間表，更是給這個產(chǎn)業(yè)發(fā)展添了一把火，據(jù)中汽協(xié)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2017年我國新能源汽車產(chǎn)銷均接近80萬輛，分別達到79.4萬輛和77.7萬輛，同比分別增長53.8%和53.3%，2017年新能源汽車產(chǎn)銷量已占據(jù)整體汽車市場的2.7%。作為新能源汽車上必不可少的一部分，動力電池的數(shù)量自然不可小視。
在業(yè)內(nèi)看來，動力電池在新能源汽車上的使用年限一般在3-5年左右，當電池容量降至75%左右，就要被淘汰。由此測算，第一批投入市場的新能源車動力電池基本處于淘汰臨界點。來自中國汽車技術(shù)研究中心的預測顯示，2018-2020年全國累計報廢動力電池將達12-20萬噸，而到2025年這一數(shù)字將飆升到35萬噸。
據(jù)某位專家預測，2030年退役電池總量或?qū)⑦_到270GWh，以平均四小時放電時間算，放出電量相當于7000多萬千瓦的電力裝機。在經(jīng)濟性上，梯次利用電池在理想情景下，成本可以降到每千瓦時157元。沒有人會忽略這對于儲能發(fā)展的巨大意義。
光鮮亮麗的外表下，不可忽視的梯次利用存在的問題
梯次利用對于電力儲能是消納退役電池的有效手段，無論是從環(huán)保角度還是經(jīng)濟性考慮，都是很有前景的應(yīng)用，但是與此同時，我們不得不承認，動力電池的梯次利用依然存在很多的問題：
首先，不是所有的退役電池都可以梯次利用的。尤其在2012年以前，當時中國的動力電池制造水平的自動化水平遠不如現(xiàn)在這么高，那時候的電池，無論從壽命還是安全性來看，都是比較差勁的，用作梯次利用，不僅本身有安全的風險，而且壽命比較差，所以沒有經(jīng)濟價值。
其次，動力電池梯次利用存在很大的安全問題。早期動力電池企業(yè)在生產(chǎn)初期就沒有考慮過電池報廢后的梯次利用問題，無論是尺寸、型號、還是生產(chǎn)記錄與編碼，都不統(tǒng)一，造成動力電池全生命周期無法追溯，導致在梯次利用時存在很大的安全風險。
然后是動力電池梯次利用的成本問題。如果要對動力電池進行梯次利用，要經(jīng)過檢測、拆解、在重組、維護等幾個環(huán)節(jié)，目前來說，電池檢測與拆解環(huán)節(jié)的自動化水平不是很高，需要投入大量的人力、物力，導致梯次利用的成本大幅度增加。同時，國內(nèi)的動力電池回收不成系統(tǒng)，回收渠道也不標準，雖然最近國家有出文件規(guī)定回收主體為生產(chǎn)企業(yè)，但依然難以形成規(guī)模化的回收利用，無形之中增加了回收電池的成本。
最后是動力電池梯次利用的技術(shù)問題。如果要對電池進行梯次利用，意味著要把電池重新組裝到一起，形成大容量的電池，這時電池的穩(wěn)定性和一致性問題就顯得很重要，目前動力電池梯次利用技術(shù)還不成熟，對退役電池的篩選、管理等方面還存在問題，對動力電池剩余價值的評估僅憑經(jīng)驗還沒有數(shù)據(jù)支撐，技術(shù)方面還需要進一步研究。
電動汽車退役的鋰離子電池數(shù)量很大，而且會越來越多，楊裕生院士曾提出，要支持動力電池的梯次利用，物盡其用，合理分擔成本，但是有一點要注意，由于退役電池性能、壽命等方面會有所退化，不宜簡單合并用于大規(guī)模儲能，他提出要掌握幾點原則：1、退役電池要化整為零，串并聯(lián)節(jié)數(shù)宜少不宜多。2、要堅持拆解、檢測、分級、重組幾大環(huán)節(jié)，不可圖省事跳過某一環(huán)節(jié)。3、為保證拆解中不損傷電池，圓柱電池成組時應(yīng)使用“全免焊接技術(shù)”。4、梯次利用與廢電池最終處置要統(tǒng)一安排。
標準、技術(shù)及政策在梯次利用未來發(fā)展中缺一不可
隨著新能源汽車數(shù)量的不斷增加，動力電池規(guī)模也在不斷擴大，這就給動力電池的管理造成很大的難度，為了方便后期動力電池回收利用，電池的規(guī)格、尺寸等急需標準化、規(guī)范化，在2017年，GB/T34015-2017《車用動力電池回收利用——余能檢測》、GB/T34013-2017《電動汽車用動力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸》、GB/T34014-2017《汽車動力電池編碼規(guī)則》等動力電池國家標準的詳細內(nèi)容已正式公布，一直在爭議中的動力電池標準終于塵埃落定。這幾項國家標準使動力電池的信息追溯成為可能，梯次利用更加安全、有序和規(guī)范。
對于梯次利用來說，技術(shù)是無法回避的一個難題，想要充分利用退役電池的價值，必須要對電池的剩余壽命有一定了解，剩余壽命預測的關(guān)鍵點在于全生命周期監(jiān)測，即是要建立大數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)平臺對退役電池進行系統(tǒng)分析，以此獲得能否進入梯次利用市場的大數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括設(shè)計信息、性能數(shù)據(jù)安全、來料檢測等。而在未建立全生命周期檢測系統(tǒng)的情形下，如何做到快速無損的檢測預測壽命，是梯次利用的關(guān)鍵所在。除此之外，想要重新發(fā)揮電池的剩余電量，就要進行合理的重組與監(jiān)測，如果投入大量的財力與物力，動力電池梯次利用在經(jīng)濟上的優(yōu)勢就會減弱，無法調(diào)動參與企業(yè)的積極性，這在目前的國內(nèi)現(xiàn)狀中還需進行研究突破。
在政策方面，國家已經(jīng)有了很明顯的動作支持企業(yè)參與到梯次利用中，2018年2月26日，有關(guān)部委印發(fā)了《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》，鼓勵開展梯次利用和再生利用，推動動力蓄電池回收利用模式創(chuàng)新。3月2日，工信部等七部委提出，“支持中國鐵塔公司等企業(yè)結(jié)合各地區(qū)試點工作，開展動力蓄電池梯次利用示范工程建設(shè)”。但是，目前只有少數(shù)量梯次利用示范項目，真正有梯次利用產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)還是很少，如果想要充分調(diào)動企業(yè)的積極性，促進梯次利用領(lǐng)域的發(fā)展，在頂層設(shè)計上是必不可少的一環(huán)。
布局動力電池梯次利用的主要企業(yè)
蔚來汽車
2014年11月，蔚來由李斌、劉強東、李想、騰訊、高瓴資本、順為資本等深刻理解用戶的頂尖互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)與企業(yè)家聯(lián)合發(fā)起創(chuàng)立，蔚來不僅專注于電動汽車，當前蔚來正在構(gòu)建從從動力應(yīng)用、充換電運營到梯次利用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，利用換電站對充電體驗的提升價值，實現(xiàn)梯次利用電池儲能項目的落地。
蔚來汽車在動力電池儲能應(yīng)用時，將大多數(shù)電池包不拆包，通過多支路的設(shè)計應(yīng)用，在交流側(cè)能夠直接并聯(lián)，各支路電池相互之間在物理上是隔離的，即使一個支路發(fā)生問題，也不會影響其他的系統(tǒng)運行。
北汽新能源
北京新能源汽車股份有限公司是由世界500強企業(yè)北京汽車集團有限公司發(fā)起并控股，聯(lián)合北京工業(yè)發(fā)展投資管理有限公司、北京國有資本經(jīng)營管理中心、北京電子控股有限責任公司共同設(shè)立的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺。
2017年11月3日，北汽新能源發(fā)布了“擎天柱計劃”：“到2022年，‘擎天柱計劃’預計投資100億元人民幣，在全國范圍內(nèi)建成3000座光儲換電站，累計投放換電車輛50萬臺，梯次儲能電池利用超過5Gwh?！薄扒嫣熘媱潯本唧w將分為三個階段實施：第一階段實現(xiàn)梯次儲能電池綜合利用100Mwh(10萬度電)，第二階段梯次儲能電池綜合利用1Gwh(100萬度電)，第三階段梯次儲能電池利用5Gwh。
上海煦達新能源
上海煦達新能源科技有限公司是專注于研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高質(zhì)量、高性價比的光伏逆變器，儲能逆變器及相應(yīng)系統(tǒng)解決方案的高科技創(chuàng)新企業(yè)。
上海煦達新能源科技有限公司以獨創(chuàng)的組串式儲能變流器結(jié)合電動汽車退役動力電池，基于其獨有的小功率PCS將退役電池不拆解、不重組，直接組串連接，形成可并聯(lián)成組的基本儲能單元，推出室內(nèi)機柜式和戶外集裝箱式兩種商業(yè)儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)工商業(yè)用戶側(cè)削峰填谷和需量電費管理。
2017年9月1日，由煦達新能源主導設(shè)計的國內(nèi)首套MWh級基于電動汽車退役動力電池梯次利用的工商業(yè)儲能系統(tǒng)項目成功投運。該系統(tǒng)由9套20kW/122kWh儲能基本單元并聯(lián)組成，共計180kW/1.1MWh，運行時SOC設(shè)定為90%，系統(tǒng)的有效容量為1MWh，使用具有溫控系統(tǒng)和消防系統(tǒng)的集裝箱，本地監(jiān)控系統(tǒng)由煦達自主研發(fā)，可實現(xiàn)人機交互、數(shù)據(jù)分析、報表生成、戰(zhàn)級監(jiān)控和遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。為了充分保證退役電池可長時間運行，煦達新能源主要通過淺充淺放的方式來延長系統(tǒng)的使用壽命，電池的充放電電流控制在0.2C以下。該項目的峰谷價差為0.78元/kWh，項目自投運以來每天產(chǎn)生大約625元的峰谷價差收益，預計5年即可收回投資成本。
沃特瑪
深圳市沃特瑪電池有限公司成立于2002年，是國內(nèi)最早成功研發(fā)磷酸鐵鋰新能源汽車動力電池、汽車啟動電源、儲能系統(tǒng)解決方案并率先實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)和批量應(yīng)用的磷酸鐵鋰電池企業(yè)之一。
沃特瑪公司在2012年就為探索動力電池二次利用的路線、方法，利用退役的電動汽車動力電池，同時建成了一座3MW磷酸鐵鋰電池儲能電站，為廢舊動力蓄電池的梯級利用奠定了基礎(chǔ)。
沃特瑪通過申報承擔了深圳市大容量儲能電站建設(shè)及示范應(yīng)用項目，摸索出兩套退役動力電池回收梯次利用方案，既將退役動力電池進行測試分選，存在梯次利用價值的電池用于儲能電站和移動補電車，無法梯次利用電池進行分解材料再生，避免環(huán)境污染。
中航鋰電
中航鋰電(洛陽)有限公司是中航工業(yè)集團公司及所屬單位共同投資組建，成飛集團控股的專業(yè)從事鋰離子動力電池、電池管理系統(tǒng)研發(fā)及生產(chǎn)的高科技新能源公司。
中航鋰電園區(qū)內(nèi)的太陽能儲能示范項目。該項目就是一個老舊電池梯次利用的實際應(yīng)用。工作原理是利用頂棚上方覆蓋的太陽能電池板將陽光轉(zhuǎn)化為電能，儲存在集裝箱式儲能單元中，并以電動汽車充電樁的方式輸出電能，成功的完成了能量轉(zhuǎn)換、存儲和實際應(yīng)用。
