动力电池第一批退役潮正在袭来。在业内看来,动力电池在新能源汽车上的使用年限一般在3-5年左右,当电池容量降至75%左右,就要被淘汰。由此测算,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。来自中国汽车技术研究中心的预测显示,2018-2020年全国累计报废动力电池将达12-20万吨,而到2025年这一数字将飙升到35万吨。

退役动力电池仍然具有很高的能量价值,其梯次利用兼具环保和经济价值。“储能电池的梯次利用,实现了电池的全寿命综合应用,令其使用价值和经济效益发挥到最大化。”多位业内人士告诉记者。

企业纷纷探路

据中国北方车辆研究所、国家863动力电池测试中心主任王子冬测算,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,“实际上循环寿命会超过3000次以上,因此动力电池的梯次利用具有很大的竞争力。”

面对梯次利用的巨大空间,企业已经意识到商机所在,并积极探路。

“现在锂电池梯次利用储能系统成本已进入1元/Wh新时代,用户侧储能应用具备了商业推广价值。”上海煦达新能源总经理李剑铎接受记者采访时表示,“相比之下,新电池的储能成本,如铅炭电池系统成本在1.3元-1.4元/Wh,锂电系统在2元/Wh。由此可见,梯次利用储能的成本优势明显。”

梯次利用储能可行的商业模式,调动了企业进军这一领域的积极性。“猛狮科技正在计划将电动汽车上的退役动力电池应用于储能领域。”猛狮科技深圳清洁电力总经理王堉透露。

“我们在探索并储备梯次利用储能项目。目前国内用于用户侧的梯次储能比较多,通过峰谷差套利,可以有很好的收益空间。在新能源消纳上加配梯次储能,也将拥有很大的应用空间。” 王堉表示。

“我们也在大力探索梯次利用储能,做一些技术上的储备。”赣州市豪鹏科技总经理对记者表示,“梯次利用市场是一个逐渐培育的过程,随着同一型号报废电池量的不断增加,相信1-2年后,梯次储能的经济性将会得到更好体现。”

李剑铎进一步表示,鉴于今后退役电池数量将成倍增长,“今年梯次利用储能成本将下降至0.8元/Wh,2019年将降至0.7元/Wh,届时项目的投资回报率还将大幅提升。我们也早已提前布局,与新能源车厂、动力电池厂商开展合作。”

解决技术难题

新能源汽车退役的动力电池,做梯次利用储能,并非简单的平行移植,还需要解决电池的一致性和安全性问题,以及技术上的进一步攻关。

在王堉看来,梯次利用储能最为关键的问题就是检测环节,只有正确判断退役电芯或模组的工作状态,才能进行相匹配的梯次利用。为此,天津猛狮新能源已经开发并建立了一套以梯次利用信息系统为核心的综合评估体系,对退役电池进行检测。“该系统综合了数据库、模型与评估方法、物料管理等三个重要环节,可对退役电池的残值、信息追溯、梯次利用方案等进行全方位支持。”

李剑铎认为,组串分布式是做梯次利用储能的核心要点。“将一辆车上的电池串联在一起,配上一个储能变流器,坚决做串联不做并联,在加上监控单元,形成一个储能系统,可以最大化地保证电池的一致性。”

王子冬指出,动力电池在理论上可以回收梯次利用,但问题出在动力电池的产品结构和生产工艺设计上,很多企业为提高电池组工作的可靠性,采用激光焊接工艺将电池串联起来,或者采用螺栓紧固方法。这样的连接结构造成动力电池梯次利用的难度,用户采用旧电池重新组装成电池组的成本过大,阻碍了动力电池的梯次利用。“因此要在动力电池产品结构设计上和生产工艺方面进行大胆创新,方便电池组的拆装以及维修保养,通过自动化组装设备缩短电池组装的时间。”他进一步建议。

安全疑虑尚存

关于梯次利用储能,业内也存在不同的声音,反对者认为,因为和电力直接相关,梯次利用就是要安全高效,不能存在任何安全隐患。

“关于梯次利用,我们也在研究,但是这一块比较复杂,没有想象中简单,退役电池质量不一,还需要解决其安全性、一致性、技术性、经济性等诸多问题。”阳光电源光储事业部副总裁吴家貌坦言。

在吴家貌看来,储能电池和动力电池在技术性能方面的关注点不同,储能系统和动力系统所面对的系统复杂程度不同,特别是经过长期使用后,电池一致性呈现非线性下降,使梯次利用更类似伪命题,而对于一致性不同的电池进行大量的筛检工作,也让企业从经济性方面望而却步。

“梯次利用有价值,但也有瓶颈。梯次利用的场景很多,不一定非要盯着电力储能、大规模储能,因为这些对安全性、可靠性要求高。”南都电源总裁陈博表示,“我们梯次利用主要是应用到通讯基站、UPS、低速车动力行业,这样会比较容易。”