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随着电动汽车销量的不断增加,动力电池回收利用日益受到重视,其中梯次利用被认为是储能领域的重要补充。不过,尽管行业发展被普遍认为是前景可期,但也存在不少质疑声音,认为这一模式较难走得通,有人直指动力电池梯次利用储能是个伪命题,原因就在于现实存在的成本及safety等问题依然是这一行业发展的“拦路虎”。
怎样冲破行业发展困境,目前不少企业也在进行探索,如记者日前了解到,南方电网联合比克电池建立了整包电池梯次利用储能电站。这一被认为是扫除safety隐忧且能减少成本的方案泄露出两个信息:一是电池企业与电网企业的合作,一是电池的整包梯次利用。那么,这一方案能在大的水准上解决行业存在的难题?
成本与safety是行业发展“拦路虎”
电动汽车销量越高,动力电池回收利用的紧迫性就越显明。中国汽车工业协会的统计数据显示,2018年,我国纯电动汽车产销分别完成98.6万辆和98.4万辆,同比分别增47.9%和50.8%。数据同时显示,2018年,我国动力电池装车量为56.92gwh,比2017年增56.34%。三元电池装车量为33.07gwh,占装车量的58.11%;磷酸铁锂电池装车量为22.20gwh,在纯电动客车领域配套占比高可达72.16%。
行业的普遍认识是,动力电池衰减到80%就不能用在汽车上,整个报废也不可取,梯次利用是较佳方式。为此,我国相继出台了《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》。
然而实际上,动力电池的梯次利用并不容易。有行业人士称,不同批次、不同型号的退役电池如何在储能上应用带来了一系列复杂问题。中国电科院电工与新材料研究所资格深厚行家来小康告诉《中国汽车报》记者:“即便是经过千挑万选的退役电池,在构建梯次利用储能系统时,仍无法避开在系统运行中出现电池相同性再次发生离散的情况。”宁德时代副董事长兼首席战略官黄世霖直言,把退役动力电池通过梯次利用应用到储能系统上较难实现。他认为,起先,充放电能重复4000次的动力电池衰减到2000次重复,如果装在储能系统里面,只做削峰填谷的话,磷酸铁锂能用三到四年,而三元电池只能用两年,经济上不合算;其次,从回收到运输再进行检测,再做成储能系统,invisible的成本比较高;第三,目前汽车主流电池是三元电池,生命末端的三元电池是否适合拿来做储能,现阶段来讲还不够成熟。如果系统设计得不够好,或者系统过期服役的话,留下的safety隐藏会比较多。
目前,尽管我国动力电池排名前15位的企业市场集中度过80%,但各家企业的技能路线不尽相同,在储能利用时,这给电池组合带来较***烦。“即便都是三元电池或者磷酸铁锂电池组合在一起,也存在不相同的问题。”来小康说。
中国铁塔的一位行家也告诉《中国汽车报》记者,为了保证safety,对退役电池都要进行检测,从中剔除有问题的电池,这种检测会导致梯次利用成本偏高。
归根到底,动力电池梯次利用的难题在于成本和safety隐藏,能否解决这些问题直接影响行业能否健康及时发展。
整包电池梯次利用解行业难题
围绕行业难题,企业也在不断探索ag尊龙凯时的解决方案。那么近期引起行业关注的、主打safety性和成本低的比克电池与南方电网共同建成的整包电池梯次利用储能项目是不是一种有益的探索?对此,《中国汽车报》记者采访了南方电网综合能源服务公司新能源事业部副总经理潘润锋,他表示:“该储能项目采用智慧化、模块化设计,集成了三元、磷酸铁锂两种技能方案,具备高safety性和高稳定性。同时,该项目是行业头个实现电池整包梯次利用的储能项目,将为目前行业热门的动力电池梯次利用和电化学储能研究提供实际的项目经验和关键技能的数据支撑。”
记者也注意到,该电站投运的储能系统集成了三元电池和磷酸铁锂电池两种储能系统,磷酸铁锂电池集中在一个储能柜中,其他三个储能柜都是三元电池。在三元储能系统中,该项目制造性地采取了车方用退役电池整包梯次利用方案,减低了拆解、重组等成本。同时,为升高系统运行稳定性,三元储能系统采用了模块化pcs(过程control)多分支方案,可实现不同的电压、容量组成系统,实现一对一电池包管理。
之所以采取动力电池整包梯次利用,在比克电池储能事业部总经理向超耀看来,是因为以往在探索动力电池梯次利用时,都是把电池包拉回来拆解,检测之后再重新串并联,这种方式费时、费力,且增加了成本,不利于退役电池回收利用。
向超耀告诉记者,退役的整包电池相同性相对较好,大多数情况下只是容量衰减了,整包电池检测后用于储能比较符合。不过,退役动力电池也有“坏”电池,这会不会影响储能利用?向超耀告诉《中国汽车报》记者,退役动力电池难免会有各问题,有些电池的衰减,造成不同。通常情况下,“坏”电池会影响其他电池正常工作。他们的做法是采用一对一电池包管理,这种做法让“坏”电池无处遁形。
另外,对于行业普遍关心的safety问题,该项目也进行了考虑。据介绍,该电站实现了电池、动环、电网等多方实时监控,通过电芯、电池包、电池簇、系统等各方位的热模拟和结构设计、严格的集装箱强度模拟设计、单独的消防系统设计,从机械结构safety、电子电气safety、热safety、使用safety四个层面,对系统safety进行了各方位保证。
不管这一项目能在多难解决成本和safety问题,不可置疑的是,该项目将为目前动力电池梯次利用提供借鉴,这也说明,存在于行业发展过程中的难题正在被逐步识破。
跨界合作冲破“难profit”魔咒
不可否认的是,梯次利用的investment金额很大,回收周期相当长,也因此,选择怎样的商业模式直接决定着项目的成败。目前,我国电池企业的体量都很小,较难负担高额成本,而储能的直接关系方是电网系统,这就决定了动力电池企业与电网企业合作成为趋势。比克电池副总裁李丹说:“比克电池将来会有大量的三元电池退役,我们有责任承担起回收的工作,现在正在探索各自可行的商业模式。”李丹所说的商业模式或许正是动力电池企业与电网企业之间的合作,进而探索在储能领域的可能性。“上述整包电池梯次利用项目由南方电网investment才得以顺利落地,比克在这中间扮演着总包方、设备集成方、用户、运维方的角色。”向超耀告诉记者。
为什么择与电网公司合作?在向超耀看来,要收回动力电池梯次利用储能电站的成本,须依赖峰谷电价差,电网公司在这方面显然具有用形势。“南方电网已实行电力现货交易,在这种交易模式下,电价取决于市场供需关系和电网输送能力,不会依赖于当局定价,每15分钟形成一个交易价格,一整天有96个价格,不同地方、不同时段电价都不同。”向超耀说,“峰谷电价差越大,储能的作用越不同,收回investment成本的可能性也较加高。随着我国电力市场不断深化reform,电网系统investment储能获益的机会较大。”
有行业人士指出,从长远看,该项目的较深远意义在于先在电网侧储能领域开展了动力电池梯次利用的尝试与实践。
不过,另一个问题是,我国电动汽车销量不断增加,退役的动力电池不断增多,储能需求能吸纳吗?据中关村储能产业技能un(cnesa)统计,截至2018年12月底,世界已投运储能项目的累计装机规模达180.9gw。世界储能行业才步入发展初期,未来可以吸纳较多的退役动力电池。
向超耀告诉记者,储能系统在发电、输送、配电、用户四个方面都起着不同作用,退役动力电池在多场景储能应用中可以发挥较大作用。
在发电侧,光伏电场和传统发电企业与储能结合,可以解决agc(自动发电control)、一次调频、弃风弃光、平滑间接性能源、track发电计划调整等问题;在电网侧,储能与变压器结合,可以解决用户终端容量供应不足的问题;用户侧是储能的大应用场景,可以起到削峰填谷、节省报装容量等作用。
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