锂电池的梯次利用能应用于储能电站吗？
来源：宝鄂实业
2019-06-21 14:50
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据中国储能网讯消息：5月22日，江苏常能新能源科技有限公司的锂电池梯次储能电站在武进国家高新区创新产业园落成并交付使用。该电站使用电动汽车更新下来的旧锂电池储能，是江苏省首家锂电池梯次利用储能电站，采用合同能源管理方式运营。该电站全部建成后，总容量达10MW，因江苏省工业用电峰谷电价价差大，峰时电价1.1元/千瓦时，谷时电价0.3元/千瓦时，储电站在谷时充电，在峰时放电，每年可节省电费近300万元左右。
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。中国汽车技术研究中心预测，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。
专家预测，2030年退役电池总量或将达到270GWh，以平均四小时放电时间算，放出电量相当于7000多万千瓦的电力装机。在经济性上，梯次利用电池在理想情景下，成本可以降到每千瓦时157元。没有人会忽略这对于储能发展的巨大意义。
梯次利用在储能方面应用的关键问题
“动力电池梯次利用储能是个伪命题。”宁德时代（CATL）副董事长黄世霖在深圳举办的第五届中国储能创新与技术峰会上明确表示。
中汽中心动力电池首席专家王芳在电车人联合会举办的“雄鹰计划”总裁培训班上发表演讲说，“我们在2012到2014年做过一个国家电网的课题，做了一个梯次利用的示范，当时用奇瑞S18淘汰下来的电池做了一个储能电站，做完以后我们也承认它接近一个伪命题，就是很难做、非常非常难做。”
《电动汽车观察家》向做过梯次利用项目相关企业进行了征询。其中一位前国网某公司不愿意透露姓名的负责人表示，早在10年前国网就专门对梯次利用进行了研究，在集中式储能、分布式储能、UPS、自行车应用等方面都进行了尝试，最终除了在自行车上应用比较理想外，在其他项目的表现都不理想。
梯次利用电池质量能不能满足储能要求？
武汉大学艾新平教授曾表示，电动汽车电池安全需要精心维护，即便是再好的电池，用户在使用后产品一致性都会变得不可控。黄世霖介绍，宁德时代把生命末端的电池进行反复充放电测试，然后再将电池解剖研究内部物理变化。但是，“目前对梯次利用电池基础数据积累远远不足，究竟生命末端的电池会发生什么？弄明白这个问题至少还需要几年的时间。”
储能用锂电池对于电池性能的要求远远高于动力电池性能要求，储能用电池组规模大，一旦发生安全问题，损失及危害往往较大。经过车辆使用，动力电池的内部状况实际上是一个黑箱。产品已经与当初设计的新电池有了很大的区别，产品一致性、安全性很难保证。“目前主流汽车使用的三元电池，用来梯次利用做储能，现阶段还不够成熟，如果系统设计得不好，或者超期服役，会留下很多安全隐患。”黄世霖如是说。
想要彻底解决这一问题，就必须对每一节电池进行检测。某储能企业负责人表示，早期的梯次利用项目大多是示范性项目，不计成本投入。梯次电芯拆解成单节进行评估，再成组、再利用，成本投入非常高，这样的方案在大型储能上不具备可行性。
如果能快速对电芯健康状况进行检测，剔除不健康电池，是否意味着梯次利用成为可能呢？
废旧动力电池通常按吨定价，对电池企业来说并不算合算。如果溯源平台可以进行监控，未来退役动力有望按照电池剩余电量进行交易。但该负责人也表示，想要实现电池SOC的实时监控，依然还有很长的路要走。
单体检测利用成本太高，快速检测又难以实现，梯次利用怎么进行？有企业提出了模组利用的技术路线。通过模组能否规避单体电芯健康状况“黑箱”问题呢？
“目前BMS技术对单体电芯监控比之前进步很多。”国内某回收企业负责人表示。他认为，通过对模组进行均衡，取长补短，一定程度上可以提高梯次电池的安全性。
除了BMS技术进步外，也有专业从事梯次利用的第三方企业负责人表示，可以给梯次电池加装监控设备，来提高梯次电池的安全性。“设备对梯次进行全时监控，对出现异常状况进行报警，以防止事故的扩大。”
《电动汽车观察家》了解到，目前一些企业为节省成本，倾向于使用模组利用或者整包利用。给电池模组或整包进行均衡和添加监控设施、集中放置在集装箱里，一箱大约1MWh，进行分布式储能或者集中储能。这样的储能设备价格在1元／Wh，有一定的市场竞争力。
储能用退役电池真的经济？
通过模组利用规避单体电芯问题，是否能让梯次电池妥善利用呢？有企业对这样的做法表示否定。储能企业一箱1000度电，每天可能要充放两遍才能盈利。梯次电池显然不能满足商业储能的需要。
充放电能循环4000次的动力电池衰减到2000次循环，如果装在储能系统里面，仅仅做削峰填谷的话，磷酸铁锂能用三到四年，而三元电池只能用两年，经济上不划算。
未来储能系统要做到一万次以上的循环，才会具有比较好的经济性。未来动力电池和储能电池会是两种不同的技术路线，动力电池提升能量密度后循环寿命会越降越少，不适宜进行梯次利用。梯次电池除了在性能上与储能场景不匹配，还有很高的隐形成本。梯次利用电池和整体储能系统寿命是不配套的，后续更换电池的成本很高。由于梯次电池的寿命有限，一些梯次利用项目很可能出现电池寿命短于储能箱体、空调、防护措施的问题。因此出现中途更换电池的情况，这个成本是比较高昂的。
