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梯次利用儲能大熱 究竟是海水還是火焰

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(jìn)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(jìn)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(shù)難關(guān)。
  
  車載動力電池的平均壽命為5-8年,當(dāng)電池容量降至70%左右時(shí),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(diǎn),動力電池首批退役浪潮正在襲來。
  
  有機(jī)構(gòu)預(yù)測,到2020年從新能源汽車退役下來的動力電池將達(dá)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(guān)注的問題。
  
  實(shí)際上,退役的動力電池仍然具有較高的能量價(jià)值,其中的梯次利用就兼具環(huán)保和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。儲能電池的梯次利用實(shí)現(xiàn)了動力電池全壽命綜合運(yùn)用,令退役的動力電池使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮到最大化。
  
  可以預(yù)見,未來儲能將會是新能源車市場上又一塊大蛋糕,相關(guān)企業(yè)早已意識到商機(jī)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(nèi)除比亞迪以外,如寧德時(shí)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(dá)、杉杉股份等一批動力電池企業(yè)均已經(jīng)開始搶占儲能市場,其中部分企業(yè)已經(jīng)瞄準(zhǔn)了梯次利用儲能領(lǐng)域,試圖搶占市場先機(jī)。
  
  而在國際上,寶馬集團(tuán)也在回收旗下電動汽車的退役動力電池。2017年末,寶馬集團(tuán)曾表示,將利用700輛回收利用的寶馬i3電動車退役電池進(jìn)行儲能,目前該項(xiàng)目已在寶馬Leipzig工廠完成部分能量儲存和供給任務(wù)。
  
  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(jìn)行拆解回收。據(jù)業(yè)內(nèi)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(jìn)行回收拆解,從資源利用角度來看,其實(shí)是變相虧損,會大大降低使用價(jià)值。
  
  而如果將電池進(jìn)行梯次利用,將有利于提升動力電池的使用價(jià)值和使用壽命,實(shí)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(shí)1000元,如果循環(huán)壽命超過1000次,性價(jià)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(biāo)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(shí)現(xiàn)出行領(lǐng)域真正能源清潔化。
  
  有“標(biāo)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(xiàng)目。除了上海煦達(dá)新能源已在上海、廣東、江蘇和浙江等地實(shí)施了動力電池梯次利用儲能項(xiàng)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(shí)代6月11號正式上市之后的沒幾天,寧德時(shí)代、福建省投資集團(tuán)等共同投資建設(shè)的大型鋰電池儲能項(xiàng)目完成簽約,該項(xiàng)目將在晉江投資建設(shè)大型鋰電池儲能項(xiàng)目,計(jì)劃總投資24億元。
  
  這是因?yàn)椋瑢幍聲r(shí)代總裁黃世霖也曾多次公開表示看好動力電池在儲能領(lǐng)域的運(yùn)用。他認(rèn)為未來儲能市場甚至可以用萬億元的產(chǎn)值來衡量,并且寧德時(shí)代會積極布局儲能市場。
  
  電池大佬寧德時(shí)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(wù)模式之后,也在努力尋找動力電池業(yè)務(wù)板塊的發(fā)展機(jī)會,而其中車載動力電池和儲能業(yè)務(wù)就是關(guān)鍵所在。
  
  近日,記者從比亞迪官方獲悉,比亞迪已經(jīng)簽約英國18MW集裝箱儲能項(xiàng)目。這是比亞迪今年在英國市場拿下的第三個(gè)訂單,前兩個(gè)訂單分別為43MW、50MW儲能項(xiàng)目??梢娪殉蔀槔^美國之后比亞迪儲能業(yè)務(wù)的又一主要市場。
  
  目前行業(yè)內(nèi)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(jià)值,實(shí)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(hù)退役的動力電池是一項(xiàng)非常艱巨的任務(wù),就目前技術(shù)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(wù)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(shù)難題難解 安全性存疑問
  
  業(yè)內(nèi)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(shù)難關(guān)。
  
  在中航鋰電研究院工程師王楠看來,“梯次利用儲能最為關(guān)鍵的問題,就是電池狀態(tài)的監(jiān)控與評價(jià)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(jìn)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(jìn)一步提到,梯次利用有實(shí)在價(jià)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(gè)需要摸索的難題。
  
  值得關(guān)注的是,在動力電池產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)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(dǎo)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(jīng)理高威喬認(rèn)為,“未來動力電池在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上和生產(chǎn)工藝上,應(yīng)該采取方便電池組的拆裝以及維護(hù)保養(yǎng),甚至可以通過自動化拆解。”
  
  關(guān)于梯次利用儲能,業(yè)內(nèi)也有不少反對者,反對者認(rèn)為:首先早期的動力電池性能、質(zhì)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(guān),在安全性上面要求嚴(yán)苛,不能存在絲毫的安全隱患;最后相關(guān)行業(yè)配套政策還沒落地,儲能電池的經(jīng)濟(jì)效益在現(xiàn)階段還不是很大,無法實(shí)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(guān)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(fù)雜性,還需要解決安全性、一致性、技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(gè)電池性能和價(jià)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(jià)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(jià)格能夠賣到42000元左右。
  
  而磷酸鐵鋰回收價(jià)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(jià)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(chǎn)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(shí)現(xiàn)日產(chǎn)聆風(fēng)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(fēng)汽車的廢舊電池用于住宅及商用的儲能設(shè)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(chǎn)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(diào)頻市場的電價(jià)制定。德國博世集團(tuán)利用寶馬的ActiveE和i3純電動汽車報(bào)廢的電池建造了2MW/2MWh的大型光伏電站儲能系統(tǒng)等。

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