中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的第九屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開(kāi)。在4月25日上午的“儲(chǔ)能電池與技術(shù)應(yīng)用（上）”專場(chǎng)，深圳市科陸電子科技股份有限公司副總工劉佳璐在會(huì)上分享了主題報(bào)告《動(dòng)力電池規(guī)?；荽卫弥械目焖俜诌x和系統(tǒng)重組解決方案》，以下為演講實(shí)錄：
劉佳璐：各位尊敬的來(lái)賓，上午好！我用最簡(jiǎn)練的語(yǔ)言、最短的時(shí)間快速的給各位匯報(bào)一下我們近期在動(dòng)力電池梯次利用方面一些主要的工作成果。
我的介紹分三個(gè)部分：第一，背景介紹；第二，當(dāng)前動(dòng)力電池梯次利用的研究現(xiàn)狀；第三，我們?cè)诳焖俜诌x和系統(tǒng)重組方面的主要研究成果和應(yīng)用成果；第四，儲(chǔ)能行業(yè)和動(dòng)力電池梯次利用領(lǐng)域的一些總結(jié)與展望。
前面各位專家已經(jīng)把這些情況介紹的差不多了，這里面我簡(jiǎn)單的把我的理解給大家重復(fù)一下。
電動(dòng)汽車，毫無(wú)疑問(wèn)已經(jīng)是國(guó)家能源戰(zhàn)略和汽車戰(zhàn)略重要的話題，根據(jù)現(xiàn)在的情況來(lái)看，從2014年、2015年以后，電動(dòng)汽車開(kāi)始逐步普及，到2020年預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到每年使用量在100多萬(wàn)輛以上，在2025年以后，根據(jù)百萬(wàn)輛汽車的電池，大概5年左右的周期淘汰，從2025年以后，退役下來(lái)的動(dòng)力電池量就會(huì)在四五十個(gè)GW以上，保守的估計(jì)會(huì)在每年四五十個(gè)GW以上。目前退役動(dòng)力電池的來(lái)源相對(duì)來(lái)說(shuō)稍微差一些、稍微少一些，因?yàn)槟壳爸饕?014年、2015連左右的汽車電池退役下來(lái)的，2014年、2015您期間電動(dòng)汽車的普及量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有這兩年的普及這么迅猛。
還要簡(jiǎn)單說(shuō)一個(gè)問(wèn)題，動(dòng)力電池的發(fā)展跟當(dāng)前儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展形成了很強(qiáng)的聯(lián)盟關(guān)系，動(dòng)力電池毫無(wú)疑問(wèn)這些年的發(fā)展都是選用了鋰離子電池，我當(dāng)時(shí)在2010年年初去國(guó)家電網(wǎng)公司工作的時(shí)候，當(dāng)時(shí)正好開(kāi)始轟轟烈烈的開(kāi)展堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)的建設(shè)，堅(jiān)強(qiáng)的智能電網(wǎng)建設(shè)包含著源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)，當(dāng)時(shí)特別傾向于用鋰離子電池，可以跟未來(lái)的電動(dòng)汽車發(fā)展形成聯(lián)動(dòng)關(guān)系，當(dāng)一些儲(chǔ)能站可以用退役下來(lái)的電動(dòng)汽車的電源，實(shí)際上這個(gè)概念不是說(shuō)這兩年才有的，當(dāng)時(shí)2010年國(guó)家電網(wǎng)公司布局的時(shí)候已經(jīng)考慮到了這個(gè)問(wèn)題，也是為什么當(dāng)時(shí)鉛炭電池、液流電池，當(dāng)時(shí)的情況各有各的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)時(shí)都差不多，但是經(jīng)過(guò)了將近10年的發(fā)展，鋰離子電池一直是處在價(jià)格下降非常快、各方面性能提高也非常明顯，其他種類的電池雖然也投入了很大的研究、也有很多方式，但是一直沒(méi)有鋰離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域當(dāng)中占比這么高。
這是國(guó)家關(guān)于新能源汽車的相關(guān)政策。
這個(gè)是以后動(dòng)力電池的退役量。到2020年退役量大概估計(jì)是10GW左右，后來(lái)我個(gè)人估計(jì)大概到2025年是四五十個(gè)GW，到2030年應(yīng)該是超過(guò)百個(gè)GW左右。
對(duì)當(dāng)前的鋰離子電池對(duì)鉛炭電池比較最明顯的問(wèn)題就是，鋰離子電池退役回收的問(wèn)題。我們采用梯次利用，雖然最終不能解決最末端的問(wèn)題，但是可以把電池的應(yīng)用再進(jìn)行延長(zhǎng)，可以再爭(zhēng)取更多的末端處理的時(shí)間。而且后邊當(dāng)大量的鋰離子電池退役下來(lái)以后，如何處理也會(huì)成為大家環(huán)境困擾的主要問(wèn)題。
對(duì)于當(dāng)前的儲(chǔ)能來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能行業(yè)，因?yàn)槲椰F(xiàn)在的科陸公司，在儲(chǔ)能行業(yè)也深耕了將近10年的時(shí)間，儲(chǔ)能領(lǐng)域目前面臨最嚴(yán)重的問(wèn)題就是成本問(wèn)題，除了一些很特殊的環(huán)境，像調(diào)頻、電力輔助服務(wù)等等，能把儲(chǔ)能的價(jià)值充分發(fā)揮，而且能夠快速收回成本以外，像其他領(lǐng)域，尤其像用戶側(cè)的削峰填谷項(xiàng)目，電池的成本實(shí)際是影響到當(dāng)前項(xiàng)目推廣的重要問(wèn)題，因?yàn)楹芏囗?xiàng)目我們?cè)谒愕臅r(shí)候幾乎是精打細(xì)算一分錢一分錢往下?lián)傅?。而且整體電價(jià)還是下降的趨勢(shì)，大家也看到，政府這邊要求兩大電網(wǎng)公司也在不斷的下調(diào)電價(jià)，基準(zhǔn)電價(jià)一旦下調(diào)，對(duì)儲(chǔ)能的打擊、對(duì)儲(chǔ)能在用戶側(cè)推廣應(yīng)用的打擊又是非常非常大的。另一方面，對(duì)于電池梯次利用的普及以后，一旦帶來(lái)儲(chǔ)能行業(yè)的爆發(fā)，同時(shí)跟電動(dòng)汽車動(dòng)力電池之間會(huì)有一個(gè)聯(lián)動(dòng)的關(guān)系。對(duì)于電動(dòng)汽車來(lái)說(shuō)，也會(huì)降低電動(dòng)汽車相關(guān)的使用成本。
當(dāng)前動(dòng)力電池和儲(chǔ)能的電池目前還不完全是一回事，雖然在工藝方面、電極方面有很多的相似之處，但是側(cè)重點(diǎn)還是不一樣的，動(dòng)力電池更強(qiáng)調(diào)能量密度，儲(chǔ)能電池更強(qiáng)調(diào)的是循環(huán)壽命，儲(chǔ)能電池的循環(huán)壽命現(xiàn)在可以做到單體電池七八千次以上、甚至接近萬(wàn)次的目標(biāo)，動(dòng)力電池一般來(lái)說(shuō)現(xiàn)在的技術(shù)只要達(dá)到2千次以上，雖然目標(biāo)是三四千次，2千次以上就夠了，充電汽車假設(shè)跑300公里，跑2千次就是五六十萬(wàn)公里，這個(gè)已經(jīng)足夠汽車類的使用了。這個(gè)是動(dòng)力電池的全生命周期，把汽車電池可以通過(guò)Pack裝在汽車上使用，當(dāng)汽車上淘汰下來(lái)以后，把這些電池可以再進(jìn)行一次再生的使用，通過(guò)再生使用可以使得退役電池充分發(fā)揮一次余熱，最終還是要進(jìn)行原材料的拆解。
這是當(dāng)前梯次利用動(dòng)力電池的現(xiàn)狀。實(shí)際梯次利用這個(gè)概念并不是一個(gè)很新的概念，在七八年前的時(shí)候就已經(jīng)展開(kāi)了電池的梯次利用工作了。當(dāng)時(shí)一直存在一個(gè)問(wèn)題就是，大規(guī)模的梯次利用是很大的一個(gè)難題。再一個(gè)，大規(guī)模使用以后的安全性問(wèn)題，包括在梯次利用以后的電池性能也是有很大下降的。特別是梯次利用以后的動(dòng)力電池，不適合用于高倍率的放電，只能做0.15C左右的充放電倍率。
這是簡(jiǎn)單小規(guī)模的梯次利用，包含應(yīng)用在一些小容量的項(xiàng)目當(dāng)中，近期在江蘇省電力公司這邊也做了一些，包括南方電網(wǎng)公司也做了一些兆瓦級(jí)的梯次利用嘗試，目前離大規(guī)模的推廣應(yīng)用，尤其是到百兆瓦級(jí)、幾十兆瓦級(jí)的電站，目前差距還是非常大的。正是因?yàn)樵谶@種前提之下，我們公司和南網(wǎng)公司、相關(guān)的一些電網(wǎng)體系內(nèi)的科研院所共同開(kāi)展了動(dòng)力電池標(biāo)準(zhǔn)化梯次利用的國(guó)家重大專項(xiàng)的項(xiàng)目。
這張圖是這個(gè)項(xiàng)目主要的技術(shù)路線圖，首先開(kāi)始是把退役下來(lái)的電芯進(jìn)行健康狀態(tài)和殘值的評(píng)估，按照前面的評(píng)估技術(shù)進(jìn)行快速的分選，對(duì)于分選下來(lái)的一部分電池、短板電池需要進(jìn)行內(nèi)部的重組進(jìn)行，大部分電池再進(jìn)行一些系統(tǒng)級(jí)的重組。第一層就是電池層我們需要做的工作。第二層是關(guān)于系統(tǒng)層，我們?cè)谙到y(tǒng)層需要做一些熱平衡的技術(shù)以及多層級(jí)的安全管理技術(shù)，對(duì)我公司來(lái)說(shuō)主要承擔(dān)的就是模塊系統(tǒng)的主要重組技術(shù)。最后一部分是應(yīng)用層，就是把這些項(xiàng)目拿過(guò)來(lái)做一些示范工程，并且做一些后期的運(yùn)營(yíng)評(píng)估以及商業(yè)模式等等這方面的研究。最終通過(guò)這個(gè)課題提出一些再退役的標(biāo)準(zhǔn)。
這個(gè)圖就是對(duì)健康狀態(tài)的評(píng)估，通過(guò)白箱電池和黑箱電池建立不同的評(píng)估體系，現(xiàn)在退役下來(lái)的電池有一部分是黑箱電池為主，白箱電池還比較少，未來(lái)過(guò)幾年以后，大概退役下來(lái)就是到2021年、2022年以后應(yīng)該大部分都是白箱電池退役。
這是關(guān)于SOH和殘值模型、評(píng)估模型，進(jìn)行衰減的模式識(shí)別，進(jìn)行內(nèi)部參數(shù)演變的判別，最后得出這個(gè)殘值的評(píng)估值。對(duì)于白箱電池直接可以進(jìn)行健康因子的提取，做出性能衰減的模型和殘值評(píng)估。
最后是我們基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的快速分選技術(shù)。這是我們公司在這個(gè)課題中承擔(dān)的非常重要的部分，主要是做出來(lái)的電池一部分經(jīng)過(guò)篩選以后是可以進(jìn)行直接應(yīng)用的，一次性差的電池進(jìn)行初篩以后再去上這套類似于我們公司以前做的檢測(cè)快速分選的檢測(cè)方式，因?yàn)榭脐懝疽郧霸陔姳韨?cè)領(lǐng)域是有很強(qiáng)的積累的，所以我們做電池性能指標(biāo)的分析當(dāng)中也采用了更加精細(xì)化的分析，能夠進(jìn)行篩選，可以篩選出來(lái)一部分是可以進(jìn)行配組的，另一部分是可以進(jìn)行修復(fù)的，還有一部分是需要再去進(jìn)行回收的。分選裝置最終能達(dá)到實(shí)現(xiàn)的是單個(gè)模塊的分選時(shí)間可以在半個(gè)小時(shí)之內(nèi)分選完，一天一般可以超過(guò)1個(gè)兆瓦，大概就是1.2—1.5兆瓦左右的一天篩選電池的量。
這個(gè)是對(duì)短板電池我們采用的脈沖式的隔離均衡，對(duì)于嚴(yán)重的短板電池可以采用靜態(tài)旁路的隔離，對(duì)Pack本身情況，不拆Pack的情況下做這種內(nèi)部的一些短板電池的處理。
下面這張圖，針對(duì)不同類型的重組方案，最簡(jiǎn)單的一種，就是進(jìn)行常規(guī)重組，這個(gè)就是對(duì)電池的性能最理想的情況下可以采用常規(guī)重組，對(duì)性能較差的可以采用第二個(gè)是這個(gè)方式接入，對(duì)于更差的電池可以采用類似組串式的接入，做光伏電站的可以很好理解，組串式的光伏逆變器一樣，對(duì)這種不均衡性較強(qiáng)的情況下有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)作用，可以調(diào)節(jié)成較為一致的接入到母線上。再差的采用這種微型PCS，就是對(duì)于每個(gè)模塊做小的DC/DC變換，接入系統(tǒng)當(dāng)中，這樣可以達(dá)到絕大部分電池，我們的目標(biāo)是達(dá)到90%以上的回收來(lái)得電池經(jīng)過(guò)篩選以后都能夠接入到整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，能夠應(yīng)用于更大規(guī)模的儲(chǔ)能電站。
這張圖是針對(duì)我們做完梯次利用以后不同的應(yīng)用場(chǎng)景，包含了調(diào)頻調(diào)峰，包含了電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用，以及用戶側(cè)的峰谷差套利和平抑新能源的電網(wǎng)波動(dòng)，這幾大類應(yīng)用。目前現(xiàn)在儲(chǔ)能應(yīng)用當(dāng)中，實(shí)際當(dāng)前都是比較缺乏政策支持的，絕大部分省份目前都沒(méi)有政策支持，而且商業(yè)模式實(shí)際也都是探索當(dāng)中，目前拿這幾個(gè)例子來(lái)說(shuō)。像發(fā)電側(cè)來(lái)說(shuō)有一個(gè)細(xì)則考核，對(duì)于電網(wǎng)側(cè)目前實(shí)際上是沒(méi)有明顯的政策的。對(duì)于用戶側(cè)來(lái)說(shuō)現(xiàn)在只有峰谷電價(jià)差，前面也有人講，包括需量管理和容量管理以及備用電源的作用等等，對(duì)于新能源側(cè)目前還是一個(gè)很缺少政策的狀態(tài)，所以對(duì)當(dāng)前來(lái)說(shuō)在儲(chǔ)能大環(huán)境當(dāng)中還是存在著很大的推廣和普及的壓力的。
最后再做一下總結(jié)與展望，這是當(dāng)前中國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)發(fā)展，就不太給大家詳細(xì)說(shuō)了。
最后一張圖我也簡(jiǎn)單說(shuō)一下，從未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能還是能源互聯(lián)網(wǎng)和智能電網(wǎng)當(dāng)中的一個(gè)源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)，在未來(lái)的儲(chǔ)能發(fā)展方向來(lái)說(shuō)，這里面第二段和第三段我是比較看好的，儲(chǔ)能后邊都會(huì)把這個(gè)市場(chǎng)進(jìn)行細(xì)分，就是分成高端市場(chǎng)和低端市場(chǎng)，低端市場(chǎng)，尤其像用戶側(cè)這種市場(chǎng)，實(shí)際上也是梯次利用重要的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。
我就介紹到這里，謝謝大家！
