梯次利用储能大热 究竟是海水还是火焰
光伏产业网讯
发布日期：2018-07-05
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新能源汽车退役的动力电池，要想用在梯次利用储能上，并不是简简单单的进行平行移植即可，它还需要解决电池的安全性、可靠性
新能源汽车退役的动力电池，要想用在梯次利用储能上，并不是简简单单的进行平行移植即可，它还需要解决电池的安全性、可靠性和一致性等问题，以及电芯重新组装上的一些技术难关。
车载动力电池的平均寿命为5-8年，当电池容量降至70%左右时，动力电池就要面临着淘汰。由此推算，中国自2009年开始推广新能源汽车，第一批投入市场的新能源车动力电池基本处于淘汰临界点，动力电池首批退役浪潮正在袭来。
有机构预测，到2020年从新能源汽车退役下来的动力电池将达32.2GWh，而退役之后的动力电池如何有效利用一直都是业界关注的问题。
实际上，退役的动力电池仍然具有较高的能量价值，其中的梯次利用就兼具环保和经济价值。储能电池的梯次利用实现了动力电池全寿命综合运用，令退役的动力电池使用价值和经济效益发挥到最大化。
可以预见，未来储能将会是新能源车市场上又一块大蛋糕，相关企业早已意识到商机所在，纷纷布局储能市场。
废旧电池回收已成为全球性课题
截止目前，在国内除比亚迪以外，如宁德时代、国轩高科、中航锂电、中兴派能、南都电源、猛狮科技、雄韬股份、桑顿新能源、科陆电子、普能公司、欣旺达、杉杉股份等一批动力电池企业均已经开始抢占储能市场，其中部分企业已经瞄准了梯次利用储能领域，试图抢占市场先机。
而在国际上，宝马集团也在回收旗下电动汽车的退役动力电池。2017年末，宝马集团曾表示，将利用700辆回收利用的宝马i3电动车退役电池进行储能，目前该项目已在宝马Leipzig工厂完成部分能量储存和供给任务。
储能市场巨大 诸多企业布局
目前，国家从政策层面上也在鼓励动力电池梯次利用，然后再进行拆解回收。据业内人士介绍，从新能源汽车上退役下来的动力电池剩余容量大概在70%，如果直接将其进行回收拆解，从资源利用角度来看，其实是变相亏损，会大大降低使用价值。
而如果将电池进行梯次利用，将有利于提升动力电池的使用价值和使用寿命，实现节能环保。
另外根据行业专家测算，对于梯次利用的锂离子电池系统，其使用成本约在每千瓦时1000元，如果循环寿命超过1000次，性价比就超过铅酸电池。
如此一来，相较于新电池的储能成本（铅炭电池系统成本在1.3元-1.4元/Wh、锂电系统在2元/Wh），梯次利用储能的成本优势最为明显。
此前，特斯拉一直在标榜将成为全球唯一的垂直一体化能源公司，特斯拉在致力于将电动车、太阳能电池板系统和储能墙在能源层面打通，真正形成垂直化的能源体系，以实现出行领域真正能源清洁化。
有“标榜”企业带头以及梯次利用储能可行的商业模式，不少企业开始布局动力电池梯次利用项目。除了上海煦达新能源已在上海、广东、江苏和浙江等地实施了动力电池梯次利用储能项目，动力电池行业“大佬”在储能方面也是来势汹汹。
值得一提的是，就在宁德时代6月11号正式上市之后的没几天，宁德时代、福建省投资集团等共同投资建设的大型锂电池储能项目完成签约，该项目将在晋江投资建设大型锂电池储能项目，计划总投资24亿元。
这是因为，宁德时代总裁黄世霖也曾多次公开表示看好动力电池在储能领域的运用。他认为未来储能市场甚至可以用万亿元的产值来衡量，并且宁德时代会积极布局储能市场。
电池大佬宁德时代也在积极布局储能
众所周知，比亚迪在打破封闭的业务模式之后，也在努力寻找动力电池业务板块的发展机会，而其中车载动力电池和储能业务就是关键所在。
近日，记者从比亚迪官方获悉，比亚迪已经签约英国18MW集装箱储能项目。这是比亚迪今年在英国市场拿下的第三个订单，前两个订单分别为43MW、50MW储能项目。可见英国已成为继美国之后比亚迪储能业务的又一主要市场。
目前行业内均在布局储能市场有所动作，大家都想通过动力电池梯次利用储能来减少储能成本，满足电池梯次利用的商业价值，实现“一箭双雕”的局面。
梯次利用储能在理论上属于正确的方向。然而，评估、使用和维护退役的动力电池是一项非常艰巨的任务，就目前技术来说，其投入成本也是非常之高。
因此，目前将退役的动力电池梯次利用于储能业务也仅仅是“理论”阶段，要真正市场化还有很长的一段路要走。
解决技术难题难解 安全性存疑问
业内人士提到，新能源汽车退役的动力电池，要想做梯次利用储能，并不是简简单单的平行移植即可，它还需要解决电池的安全性、可靠性和一致性等问题，以及电芯重新组装上的一些技术难关。
在中航锂电研究院工程师王楠看来，“梯次利用储能最为关键的问题，就是电池状态的监控与评价环节，只有正确判断退役动力电池的状态和梯次利用的寿命之后，退役的动力电池才能进行匹配的梯次利用。”
退役电池亟待解决自动化拆解的问题
她还进一步提到，梯次利用有实在价值，但也有瓶颈。梯次利用的场景很多，比如通讯基站、UPS、低速车等动力行业，而电力储能和大规模储能这些对安全性和可靠性要求都很苛刻，要想“打通”这一层面，并不容易。
因此，从专业角度来看，不同的梯次利用场景对电池要求不一样，所以退役动力电池适用场景和商业模式是下一个需要摸索的难题。
值得关注的是，在动力电池产品结构和生产工艺设计上，很多企业为提高电池组的可靠性，直接采用激光焊接工艺将电池串联起来，或者采用螺栓紧固定等方式。
这样一来对于之后的梯次利用形成了障碍，导致回收电池重新组装电池组的成本过大，不利于动力电池的梯次利用。
浙江华友循环科技有限公司副总经理高威乔认为，“未来动力电池在产品结构设计上和生产工艺上，应该采取方便电池组的拆装以及维护保养，甚至可以通过自动化拆解。”
关于梯次利用储能，业内也有不少反对者，反对者认为：首先早期的动力电池性能、质量和成本都不如现在的电池，可参照数据缺乏，退役电池性能和规格参差不齐，以及检测配比难度高等因素，让现在的梯次利用市场化难度增大。
其次储能和电力相关，在安全性上面要求严苛，不能存在丝毫的安全隐患；最后相关行业配套政策还没落地，储能电池的经济效益在现阶段还不是很大，无法实现持续发展，所以大部分的梯次利用储能都是在探索阶段。
“关于梯次利用储能这一块，很多企业都在研究，但是由于它的复杂性，还需要解决安全性、一致性、技术性、经济型等等诸多的难题。”王楠直言，退役的动力电池梯次利用储能并非易事。
磷酸铁锂电池更适用于储能
就目前的市场情况来看，退役的动力电池还可以进行拆解回收，“退役的动力电池拆解之后可以回收原矿资源，而梯次利用则是针对整个电池性能和价值的充分使用，二者并不冲突，各自拥有优势。”王楠表示，退役的三元电池适合资源回收，而磷酸铁锂电池则更适合梯次利用。
具体分析来看就是，现在上游材料价格的不断上升的行业背景下，三元电池回收的收益非常高，目前三元电池回收的成本大概在15000-20000元/吨，回收拆解之后金属材料按照目前的资源价格能够卖到42000元左右。
而磷酸铁锂回收价值很低，其自身容量保持率和电解液保有率较三元电池更高，寿命更长、安全性和使用价值也更高，所以磷酸铁锂电池更适合于梯次利用储能上。
不过，尽管梯次利用储能面对的困境很多，但是一些国外梯次利用的创新模式还是值得借鉴：如在日本，日产汽车与住友商事株式会社在2010合资成立4R Energy株式会社，致力于实现日产聆风的锂电池二次商业化利用，公司回收日本和美国市场中聆风汽车的废旧电池用于住宅及商用的储能设备；
在美国，美国的FreeWire公司推出了一款叫Mobi的电动汽车移动充电站。这款产品是由废旧电动车的电池制成，能够储存48kwh的电量，超过目前市面上大部分电动汽车的电池容量。
而在欧洲，Younicos回收电池用以建立组合分布式能源的虚拟电厂，并会参与一次调频市场的电价制定。德国博世集团利用宝马的ActiveE和i3纯电动汽车报废的电池建造了2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统等。