電池梯次利用沖向風(fēng)口

時間:2019-04-25

來源:儲能100人

導(dǎo)語:儲能,正是退役電池最為關(guān)鍵的再利用領(lǐng)域之一。

今年3月6日,南京正值春寒料峭時節(jié),在長江北岸約十公里處的盤城街道高科十一路路口,江北儲能電站正式破土動工。

這是江蘇電力第二批電網(wǎng)側(cè)儲能10個項目中最大的一個,由平高集團(tuán)投資,總規(guī)模達(dá)130.88MW/268.6MWh。這里面,除了110.88MW/193.6MWh的集中式鋰電儲能外,還包括20MW/75MWh的梯次利用儲能電站。此外,江北未來還將建設(shè)15MW由機(jī)動車搭載的移動儲能模塊。

江北儲能電站真是觀測行業(yè)風(fēng)向的絕佳切面。除了模塊多元外,在梯次利用儲能方面,也將同時采用退役的磷酸鐵鋰和鉛酸電池兩個不同的技術(shù)路線。其中,磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)占15MW/45MWh,鉛酸電池系統(tǒng)為5MW/30MWh。

自電動汽車市場蔚然成勢以來,動力電池退役后的梯次利用,已成為政府、企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)各界都需要面對的重大課題。根據(jù)工信部數(shù)據(jù),2018年,中國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成127萬輛和125.6萬輛,到2020年,動力電池退役量將達(dá)到24GWh。

這是一個巨大的資源庫。而儲能,正是退役電池最為關(guān)鍵的再利用領(lǐng)域之一。相比新電池1.2元/Wh以上的儲能系統(tǒng)價格,退役電池系統(tǒng)成本已降至0.3-0.6元/wh左右。

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典型儲能場景中電池相關(guān)技術(shù)參數(shù)

作為資源循環(huán)利用的一個品類,梯次利用在儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用,既有賴于儲能產(chǎn)業(yè)本身發(fā)展所帶來的市場容量,也需要業(yè)界對退役電池再利用能夠形成基本的商業(yè)共識。

現(xiàn)如今,如江北梯次利用儲能電站等類型的場景,正在四處涌現(xiàn),梯次利用的儲能風(fēng)口,逐漸聚攏成型。但另一方面,由成本、壽命、安全性等諸多要素帶來的質(zhì)疑和挑戰(zhàn)卻也與日俱增,有關(guān)產(chǎn)業(yè)是否能夠商業(yè)化成型的真?zhèn)蚊}爭議,一時成為撕裂共識的鴻溝。

那么,梯次利用的儲能應(yīng)用,眼下有著怎樣的前進(jìn)潮流?以及,商業(yè)共識鴻溝的真相與本質(zhì),究竟又是什么?

政策大潮

不同于儲能產(chǎn)業(yè)的管理體系,新能源汽車動力電池的宏觀管理,主要由工業(yè)和信息化部承擔(dān)。大致分工而言,裝備工業(yè)司管理汽車工業(yè),科技司兼管電池制造,退役電池產(chǎn)業(yè)鏈則由節(jié)能與綜合利用司對應(yīng)管理。

隨著動力電池退役潮比預(yù)料中到來的更快,工信部加快了相應(yīng)的政策引導(dǎo)。其中,由工信部、科技部、環(huán)保部、交通部、商務(wù)部、質(zhì)檢總局和能源局等七部委聯(lián)合制定于2018年初,從2018年8月1日起正式實施的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》,是掀起行業(yè)澎湃潮流的一份指導(dǎo)性文件。

對儲能梯次利用來說,這份文件帶來了幾個顯而易見的影響:

首先,明確了先梯次利用后再生利用的原則,要將可以梯次利用的退役電池,引導(dǎo)至儲能和備能等領(lǐng)域。

這無疑增大了包括備用電源在內(nèi)的廣義儲能產(chǎn)業(yè)的電池供應(yīng)量,在市場本身容量不大的情況下,大量在政策加持下的退役電池入市,對供應(yīng)商沖擊不可謂不大。

其次,開展動力電池全生命周期管理,并以電池編碼為載體,構(gòu)建動力電池溯源信息系統(tǒng)。

全生命周期與溯源管理體系的建立,伴隨著檢測、分類、重組乃至貯存移交至下一環(huán)節(jié),意味著儲能用戶既是次級終端消費者,也是可再生利用上一級的責(zé)任承擔(dān)者之一。

第三,試點范圍擴(kuò)大,儲能項目因此增多,無形中也推動了市場容量進(jìn)一步增大。

緊隨《辦法》之后公布的《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》,則明確了包括京津冀、長三角、珠三角多個省份、城市和中國鐵塔等企業(yè),需要承擔(dān)的示范試點任務(wù)和進(jìn)度。

以浙江為例,2018年12月底,由浙江經(jīng)信廳牽頭,浙江七個廳局聯(lián)合制定了《浙江省新能源汽車動力電池回收利用試點實施方案》。要求到2020年,全省有效的動力蓄電池回收利用體系初步建立。

共有吉利、萬向、天能、超威、南都、華友鈷業(yè)、杭州模儲、杭州協(xié)能、杭州易源等九家企業(yè)參與第一批試點。其中,南都電源要在2020年6月底前完成100座通信基站的梯次電池應(yīng)用,同時,還要在杭州臨平、臨安等地建立兩個儲能試點電站,單個規(guī)模500kWh以上。

作為基站之王,中國鐵塔公司是梯次利用的最主要的用戶。2018年,中國鐵塔編制完成《新能源汽車動力蓄電池回收利用試點實施方案》,自2018年起,中國鐵塔旗下約200萬個基站所用電池,將全部采用退役動力鋰電池。除備用電源外,還將廣泛應(yīng)用到削峰填谷、新能源發(fā)電和電力動態(tài)擴(kuò)容等方面。中國鐵塔副總經(jīng)理高步文去年底曾公開表示,到2020年,中國鐵塔的需求可以消化1000萬輛新能源汽車產(chǎn)生的的退役動力電池。

中國鐵塔通信基站眾多,對退役電池需求巨大。

價值共識鴻溝

但有關(guān)退役電池的儲能梯次利用,業(yè)界對其商業(yè)化的認(rèn)知可謂南轅北轍。

2018年11月底,寧德時代副董事長黃世霖在一次公開論壇上,拋出了“梯次利用是偽命題”的觀點,向處于爬坡階段的市場投下了一顆言論震撼彈。

黃世霖之所以認(rèn)為梯次利用的儲能應(yīng)用是偽命題,主要基于四點:

第一,隨著動力電池衰減,電池壽命大打折扣,經(jīng)濟(jì)性算不過來;

第二,退役電池從回收到運(yùn)輸再進(jìn)行檢測,隱形成本很高;

第三,動力電池主流是三元,處于生命末端的三元電池去做儲能,存在安全隱患;

第四,未來動力電池和儲能電池技術(shù)路線會分開,動力電池提升能量密度后循環(huán)壽命會越降越少。

有業(yè)內(nèi)專家指出,動力電池企業(yè)不看好退役電池梯次利用,有立場的原因,站在電池企業(yè)角度,肯定希望用新電池。

目前市面上,退役電池標(biāo)價跨度很大。目前,國內(nèi)一些運(yùn)營商在用戶側(cè)儲能采用低壓方案,可大幅降低退役電池的安全顧忌。僅從產(chǎn)品來說,甚至出現(xiàn)了幾乎零成本的來源渠道。

但如果不論立場,退役電池的商業(yè)價值如何評估,本身也存在很多爭議。

南網(wǎng)電科院一位專家認(rèn)為,以評價估值為例,如何判斷一個電池(或電池包)的實際剩余容量和健康狀況,如何預(yù)估剩余循環(huán)次數(shù)和全生命周期放電量,將直接影響這個電池在市場上的定價。

但以目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平,無法以合理低成本的方式得到答案,也無法在車廠、用戶、回收機(jī)構(gòu)、儲能電站各方達(dá)成一個“價值共識”。價值的不透明導(dǎo)致了流通成本高昂,流通效率降低。

比亞迪電科院總工張子峰曾撰文指出一些問題所在——由于新能源汽車用戶個體使用習(xí)慣的差異,以及地區(qū)使用環(huán)境(溫度等)差異,即使是同一廠家的同一批電池,每個托盤動力電池的衰減情況各不相同。

與此同時,動力電池不僅有使用壽命,同時也存在日歷壽命,退役電池再利用的使用壽命都不會太長,很多電池甚至無疾而終,瞬間失效。此外,退役電池參數(shù)可追溯性普遍較差,壽命很難評估,一般沒有質(zhì)保期或者很短(通常不超過兩年)。

因而,業(yè)內(nèi)專家呼吁,需要政府主導(dǎo)或者行業(yè)自發(fā)形成一套對電池合理有效的評價體系,可參考石油、大豆等大宗商品交易,通過標(biāo)號、標(biāo)識等方式形成公開透明的標(biāo)準(zhǔn)單位商品。

試點與破局

在儲能梯次利用方面,南網(wǎng)區(qū)域已經(jīng)嘗試了多個示范試點,正走在行業(yè)的前沿。

2018年3月,南方電網(wǎng)在廣州建成投產(chǎn)了全國首個退役電池梯級利用儲能示范工程,采用的是鉛酸退役電池。此后,深圳、麗江等地也先后啟動了鋰電退役電池的儲能梯次利用項目研究或試點。

由南網(wǎng)綜合能源投資的深圳項目,總?cè)萘繛?.15MW/7.27MWh。特別的是,這個項目同時采用磷酸鐵鋰和三元鋰電池,三元鋰還略多一些。

一般觀點認(rèn)為,由于三元活性比較強(qiáng),用退役的三元電池做儲能,風(fēng)險會比較大。此外,由于上游材料上漲,從回收再生利用的角度來看,三元的價值則要大于磷酸鐵鋰。所以,磷酸鐵鋰適合儲能,而三元鋰則更適合直接資源回收。

南網(wǎng)在深圳的示范項目,則是希望能夠通過同一項目比對,得出基于規(guī)模項目運(yùn)行考驗的數(shù)據(jù)。畢竟,電池的巨大差異性,需要多個項目的充分驗證。

2018年6月,南網(wǎng)科研院牽頭的團(tuán)隊,獲批國家重點研發(fā)計劃智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備重點專項《梯次利用動力電池規(guī)模化工程應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)》項目。中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟組織了這個項目的電池供應(yīng)商伙伴征集,多個汽車、電池、系統(tǒng)集成與電池回收企業(yè)參與其中,電池類型涵蓋三元鋰、鈦酸鋰和磷酸鐵鋰。

以試點開始,積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗,并由此得出各類退役電池與新電池的競爭優(yōu)劣,從而推導(dǎo)出可能的商業(yè)模式,為未來梯次利用的大規(guī)模儲能應(yīng)用打下基礎(chǔ),正是國家有關(guān)政策制定的初衷。

經(jīng)過初步的探索和積累,業(yè)界至少在以下方面取得了部分共識:

首先,2012年以前,甚至2014年以前的退役動力電池,由于質(zhì)量、壽命等問題,已不適合做儲能,應(yīng)直接轉(zhuǎn)入可再生環(huán)節(jié);

其次,考慮成本與一致性因素,退役電池包不應(yīng)拆解而要整體利用,在同一個項目中,最好使用整車退役電池;

第三,必須嚴(yán)格區(qū)分對待小型場景(家庭、備用電源)和中大型場景(微網(wǎng)、電網(wǎng)側(cè)、輔助服務(wù)、可再生并網(wǎng)),功率型和能量型場景,以物盡其用;

第四,以租代售是目前最為可行的商業(yè)模式之一。既可以盡量利用電池壽命,也能平衡租戶成本支出,還可以保障回收體系的權(quán)責(zé)主體,以便最終再生利用。

從國家政策加持,地方政府與大企業(yè)積極試點、布局的角度來看,梯次利用的儲能應(yīng)用,將是一個不可逆的產(chǎn)業(yè)潮流。但在儲能本身依然面臨重重迷霧之際,梯次利用需要更多的創(chuàng)新經(jīng)營模式。


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