動力電池第一批退役潮正在襲來。在業內看來,動力電池在新能源汽車上的使用年限一般在3-5年左右,當電池容量降至75%左右,就要被淘汰。由此測算,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。來自中國汽車技術研究中心的預測顯示,2018-2020年全國累計報廢動力電池將達12-20萬噸,而到2025年這一數字將飆升到35萬噸。

退役動力電池仍然具有很高的能量價值,其梯次利用兼具環保和經濟價值。“儲能電池的梯次利用,實現了電池的全壽命綜合應用,令其使用價值和經濟效益發揮到最大化。”多位業內人士告訴記者。

企業紛紛探路

據中國北方車輛研究所、國家863動力電池測試中心主任王子冬測算,對于梯次利用的鋰離子電池系統,其使用成本約在每千瓦時1000元,如果循環壽命超過1000次,性價比就超過鉛酸電池,“實際上循環壽命會超過3000次以上,因此動力電池的梯次利用具有很大的競爭力。”

面對梯次利用的巨大空間,企業已經意識到商機所在,并積極探路。

“現在鋰電池梯次利用儲能系統成本已進入1元/Wh新時代,用戶側儲能應用具備了商業推廣價值。”上海煦達新能源總經理李劍鐸接受記者采訪時表示,“相比之下,新電池的儲能成本,如鉛炭電池系統成本在1.3元-1.4元/Wh,鋰電系統在2元/Wh。由此可見,梯次利用儲能的成本優勢明顯。”

梯次利用儲能可行的商業模式,調動了企業進軍這一領域的積極性。“猛獅科技正在計劃將電動汽車上的退役動力電池應用于儲能領域。”猛獅科技深圳清潔電力總經理王堉透露。

“我們在探索并儲備梯次利用儲能項目。目前國內用于用戶側的梯次儲能比較多,通過峰谷差套利,可以有很好的收益空間。在新能源消納上加配梯次儲能,也將擁有很大的應用空間。” 王堉表示。

“我們也在大力探索梯次利用儲能,做一些技術上的儲備。”贛州市豪鵬科技總經理對記者表示,“梯次利用市場是一個逐漸培育的過程,隨著同一型號報廢電池量的不斷增加,相信1-2年后,梯次儲能的經濟性將會得到更好體現。”

李劍鐸進一步表示,鑒于今后退役電池數量將成倍增長,“今年梯次利用儲能成本將下降至0.8元/Wh,2019年將降至0.7元/Wh,屆時項目的投資回報率還將大幅提升。我們也早已提前布局,與新能源車廠、動力電池廠商開展合作。”

解決技術難題

新能源汽車退役的動力電池,做梯次利用儲能,并非簡單的平行移植,還需要解決電池的一致性和安全性問題,以及技術上的進一步攻關。

在王堉看來,梯次利用儲能最為關鍵的問題就是檢測環節,只有正確判斷退役電芯或模組的工作狀態,才能進行相匹配的梯次利用。為此,天津猛獅新能源已經開發并建立了一套以梯次利用信息系統為核心的綜合評估體系,對退役電池進行檢測。“該系統綜合了數據庫、模型與評估方法、物料管理等三個重要環節,可對退役電池的殘值、信息追溯、梯次利用方案等進行全方位支持。”

李劍鐸認為,組串分布式是做梯次利用儲能的核心要點。“將一輛車上的電池串聯在一起,配上一個儲能變流器,堅決做串聯不做并聯,在加上監控單元,形成一個儲能系統,可以最大化地保證電池的一致性。”

王子冬指出,動力電池在理論上可以回收梯次利用,但問題出在動力電池的產品結構和生產工藝設計上,很多企業為提高電池組工作的可靠性,采用激光焊接工藝將電池串聯起來,或者采用螺栓緊固方法。這樣的連接結構造成動力電池梯次利用的難度,用戶采用舊電池重新組裝成電池組的成本過大,阻礙了動力電池的梯次利用。“因此要在動力電池產品結構設計上和生產工藝方面進行大膽創新,方便電池組的拆裝以及維修保養,通過自動化組裝設備縮短電池組裝的時間。”他進一步建議。

安全疑慮尚存

關于梯次利用儲能,業內也存在不同的聲音,反對者認為,因為和電力直接相關,梯次利用就是要安全高效,不能存在任何安全隱患。

“關于梯次利用,我們也在研究,但是這一塊比較復雜,沒有想象中簡單,退役電池質量不一,還需要解決其安全性、一致性、技術性、經濟性等諸多問題。”陽光電源光儲事業部副總裁吳家貌坦言。

在吳家貌看來,儲能電池和動力電池在技術性能方面的關注點不同,儲能系統和動力系統所面對的系統復雜程度不同,特別是經過長期使用后,電池一致性呈現非線性下降,使梯次利用更類似偽命題,而對于一致性不同的電池進行大量的篩檢工作,也讓企業從經濟性方面望而卻步。

“梯次利用有價值,但也有瓶頸。梯次利用的場景很多,不一定非要盯著電力儲能、大規模儲能,因為這些對安全性、可靠性要求高。”南都電源總裁陳博表示,“我們梯次利用主要是應用到通訊基站、UPS、低速車動力行業,這樣會比較容易。”