梯次利用儲能大熱 究竟是海水還是火焰
光伏產業(yè)網訊
發(fā)布日期：2018-07-05
核心提示：
新能源汽車退役的動力電池，要想用在梯次利用儲能上，并不是簡簡單單的進行平行移植即可，它還需要解決電池的安全性、可靠性
新能源汽車退役的動力電池，要想用在梯次利用儲能上，并不是簡簡單單的進行平行移植即可，它還需要解決電池的安全性、可靠性和一致性等問題，以及電芯重新組裝上的一些技術難關。
車載動力電池的平均壽命為5-8年，當電池容量降至70%左右時，動力電池就要面臨著淘汰。由此推算，中國自2009年開始推廣新能源汽車，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，動力電池首批退役浪潮正在襲來。
有機構預測，到2020年從新能源汽車退役下來的動力電池將達32.2GWh，而退役之后的動力電池如何有效利用一直都是業(yè)界關注的問題。
實際上，退役的動力電池仍然具有較高的能量價值，其中的梯次利用就兼具環(huán)保和經濟價值。儲能電池的梯次利用實現(xiàn)了動力電池全壽命綜合運用，令退役的動力電池使用價值和經濟效益發(fā)揮到最大化。
可以預見，未來儲能將會是新能源車市場上又一塊大蛋糕，相關企業(yè)早已意識到商機所在，紛紛布局儲能市場。
廢舊電池回收已成為全球性課題
截止目前，在國內除比亞迪以外，如寧德時代、國軒高科、中航鋰電、中興派能、南都電源、猛獅科技、雄韜股份、桑頓新能源、科陸電子、普能公司、欣旺達、杉杉股份等一批動力電池企業(yè)均已經開始搶占儲能市場，其中部分企業(yè)已經瞄準了梯次利用儲能領域，試圖搶占市場先機。
而在國際上，寶馬集團也在回收旗下電動汽車的退役動力電池。2017年末，寶馬集團曾表示，將利用700輛回收利用的寶馬i3電動車退役電池進行儲能，目前該項目已在寶馬Leipzig工廠完成部分能量儲存和供給任務。
儲能市場巨大 諸多企業(yè)布局
目前，國家從政策層面上也在鼓勵動力電池梯次利用，然后再進行拆解回收。據(jù)業(yè)內人士介紹，從新能源汽車上退役下來的動力電池剩余容量大概在70%，如果直接將其進行回收拆解，從資源利用角度來看，其實是變相虧損，會大大降低使用價值。
而如果將電池進行梯次利用，將有利于提升動力電池的使用價值和使用壽命，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。
另外根據(jù)行業(yè)專家測算，對于梯次利用的鋰離子電池系統(tǒng)，其使用成本約在每千瓦時1000元，如果循環(huán)壽命超過1000次，性價比就超過鉛酸電池。
如此一來，相較于新電池的儲能成本（鉛炭電池系統(tǒng)成本在1.3元-1.4元/Wh、鋰電系統(tǒng)在2元/Wh），梯次利用儲能的成本優(yōu)勢最為明顯。
此前，特斯拉一直在標榜將成為全球唯一的垂直一體化能源公司，特斯拉在致力于將電動車、太陽能電池板系統(tǒng)和儲能墻在能源層面打通，真正形成垂直化的能源體系，以實現(xiàn)出行領域真正能源清潔化。
有“標榜”企業(yè)帶頭以及梯次利用儲能可行的商業(yè)模式，不少企業(yè)開始布局動力電池梯次利用項目。除了上海煦達新能源已在上海、廣東、江蘇和浙江等地實施了動力電池梯次利用儲能項目，動力電池行業(yè)“大佬”在儲能方面也是來勢洶洶。
值得一提的是，就在寧德時代6月11號正式上市之后的沒幾天，寧德時代、福建省投資集團等共同投資建設的大型鋰電池儲能項目完成簽約，該項目將在晉江投資建設大型鋰電池儲能項目，計劃總投資24億元。
這是因為，寧德時代總裁黃世霖也曾多次公開表示看好動力電池在儲能領域的運用。他認為未來儲能市場甚至可以用萬億元的產值來衡量，并且寧德時代會積極布局儲能市場。
電池大佬寧德時代也在積極布局儲能
眾所周知，比亞迪在打破封閉的業(yè)務模式之后，也在努力尋找動力電池業(yè)務板塊的發(fā)展機會，而其中車載動力電池和儲能業(yè)務就是關鍵所在。
近日，記者從比亞迪官方獲悉，比亞迪已經簽約英國18MW集裝箱儲能項目。這是比亞迪今年在英國市場拿下的第三個訂單，前兩個訂單分別為43MW、50MW儲能項目?？梢娪殉蔀槔^美國之后比亞迪儲能業(yè)務的又一主要市場。
目前行業(yè)內均在布局儲能市場有所動作，大家都想通過動力電池梯次利用儲能來減少儲能成本，滿足電池梯次利用的商業(yè)價值，實現(xiàn)“一箭雙雕”的局面。
梯次利用儲能在理論上屬于正確的方向。然而，評估、使用和維護退役的動力電池是一項非常艱巨的任務，就目前技術來說，其投入成本也是非常之高。
因此，目前將退役的動力電池梯次利用于儲能業(yè)務也僅僅是“理論”階段，要真正市場化還有很長的一段路要走。
解決技術難題難解 安全性存疑問
業(yè)內人士提到，新能源汽車退役的動力電池，要想做梯次利用儲能，并不是簡簡單單的平行移植即可，它還需要解決電池的安全性、可靠性和一致性等問題，以及電芯重新組裝上的一些技術難關。
在中航鋰電研究院工程師王楠看來，“梯次利用儲能最為關鍵的問題，就是電池狀態(tài)的監(jiān)控與評價環(huán)節(jié)，只有正確判斷退役動力電池的狀態(tài)和梯次利用的壽命之后，退役的動力電池才能進行匹配的梯次利用。”
退役電池亟待解決自動化拆解的問題
她還進一步提到，梯次利用有實在價值，但也有瓶頸。梯次利用的場景很多，比如通訊基站、UPS、低速車等動力行業(yè)，而電力儲能和大規(guī)模儲能這些對安全性和可靠性要求都很苛刻，要想“打通”這一層面，并不容易。
因此，從專業(yè)角度來看，不同的梯次利用場景對電池要求不一樣，所以退役動力電池適用場景和商業(yè)模式是下一個需要摸索的難題。
值得關注的是，在動力電池產品結構和生產工藝設計上，很多企業(yè)為提高電池組的可靠性，直接采用激光焊接工藝將電池串聯(lián)起來，或者采用螺栓緊固定等方式。
這樣一來對于之后的梯次利用形成了障礙，導致回收電池重新組裝電池組的成本過大，不利于動力電池的梯次利用。
浙江華友循環(huán)科技有限公司副總經理高威喬認為，“未來動力電池在產品結構設計上和生產工藝上，應該采取方便電池組的拆裝以及維護保養(yǎng)，甚至可以通過自動化拆解。”
關于梯次利用儲能，業(yè)內也有不少反對者，反對者認為：首先早期的動力電池性能、質量和成本都不如現(xiàn)在的電池，可參照數(shù)據(jù)缺乏，退役電池性能和規(guī)格參差不齊，以及檢測配比難度高等因素，讓現(xiàn)在的梯次利用市場化難度增大。
其次儲能和電力相關，在安全性上面要求嚴苛，不能存在絲毫的安全隱患；最后相關行業(yè)配套政策還沒落地，儲能電池的經濟效益在現(xiàn)階段還不是很大，無法實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，所以大部分的梯次利用儲能都是在探索階段。
“關于梯次利用儲能這一塊，很多企業(yè)都在研究，但是由于它的復雜性，還需要解決安全性、一致性、技術性、經濟型等等諸多的難題。”王楠直言，退役的動力電池梯次利用儲能并非易事。
磷酸鐵鋰電池更適用于儲能
就目前的市場情況來看，退役的動力電池還可以進行拆解回收，“退役的動力電池拆解之后可以回收原礦資源，而梯次利用則是針對整個電池性能和價值的充分使用，二者并不沖突，各自擁有優(yōu)勢。”王楠表示，退役的三元電池適合資源回收，而磷酸鐵鋰電池則更適合梯次利用。
具體分析來看就是，現(xiàn)在上游材料價格的不斷上升的行業(yè)背景下，三元電池回收的收益非常高，目前三元電池回收的成本大概在15000-20000元/噸，回收拆解之后金屬材料按照目前的資源價格能夠賣到42000元左右。
而磷酸鐵鋰回收價值很低，其自身容量保持率和電解液保有率較三元電池更高，壽命更長、安全性和使用價值也更高，所以磷酸鐵鋰電池更適合于梯次利用儲能上。
不過，盡管梯次利用儲能面對的困境很多，但是一些國外梯次利用的創(chuàng)新模式還是值得借鑒：如在日本，日產汽車與住友商事株式會社在2010合資成立4R Energy株式會社，致力于實現(xiàn)日產聆風的鋰電池二次商業(yè)化利用，公司回收日本和美國市場中聆風汽車的廢舊電池用于住宅及商用的儲能設備；
在美國，美國的FreeWire公司推出了一款叫Mobi的電動汽車移動充電站。這款產品是由廢舊電動車的電池制成，能夠儲存48kwh的電量，超過目前市面上大部分電動汽車的電池容量。
而在歐洲，Younicos回收電池用以建立組合分布式能源的虛擬電廠，并會參與一次調頻市場的電價制定。德國博世集團利用寶馬的ActiveE和i3純電動汽車報廢的電池建造了2MW/2MWh的大型光伏電站儲能系統(tǒng)等。