“探路”電力儲能梯次應(yīng)用

盡管對于退役電池在電力儲能領(lǐng)域的梯次應(yīng)用存在近乎難以逾越的認(rèn)知爭議，但這并并沒有妨礙電網(wǎng)和儲能企業(yè)在該領(lǐng)域進(jìn)行“探路先行”。

2019 年 8 月 6 日，比克電池與南方電網(wǎng)綜合能源服務(wù)公司合作，共同建成的2.15MW/7.27MWh 梯次電池儲能項(xiàng)目投入運(yùn)營，作為用戶側(cè)儲能項(xiàng)目，將應(yīng)用于工商業(yè)園區(qū)，主要功能是實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的削峰填谷、提供電力輔助服務(wù)。

南網(wǎng)綜合能源-比克電池梯次儲能電站

在梯次電池在電力儲能應(yīng)用的探索中，比克并非第一個吃螃蟹的，在其之前，已經(jīng)有多家電網(wǎng)企業(yè)和儲能配套企業(yè)。

一年前的2018年9月1日，由中恒電氣旗下煦達(dá)新能源和中恒普瑞聯(lián)合承建的1MW/7MWh在南通如東成功投運(yùn)，該項(xiàng)目也是國內(nèi)首個梯次儲能商業(yè)化項(xiàng)目。

和比克投建的梯次電池儲能項(xiàng)目一樣，上述項(xiàng)目同樣是利用峰谷價差優(yōu)勢，采用削峰填谷為主，需量調(diào)控為輔的控制策略用于白天生產(chǎn)照明，作為公司生產(chǎn)可靠用電的補(bǔ)充方式，谷電價階段廠區(qū)供電系統(tǒng)向儲能系統(tǒng)充電，峰電價階段儲能系統(tǒng)向廠區(qū)負(fù)載供電，以合同能源管理的商務(wù)模式跟客戶分享峰谷價差帶來的收益。

胃口更大的是雄安新區(qū)，今年5月，雄安新區(qū)對外發(fā)布了其在儲能領(lǐng)域的規(guī)劃：初步規(guī)劃每個區(qū)、縣、小城鎮(zhèn)均配置1個儲能電站，每個儲能電站規(guī)模在10MW/40MWh左右，總體規(guī)模在500MW / 2000MWh左右。

值得關(guān)注的是，對于上述規(guī)劃的招標(biāo)，雄安新區(qū)對招標(biāo)人的明確要求是：該電池儲能站主要作為調(diào)峰調(diào)頻電站，集中梯次利用本地及京津冀地區(qū)電動汽車退役的動力電池，用電低谷時段消納來自內(nèi)蒙古、張北等地區(qū)的富余風(fēng)電，在雄安地區(qū)日用電高峰頂峰發(fā)電，同時提供應(yīng)急備用等服務(wù)。

近2GWh的調(diào)峰調(diào)頻電站規(guī)劃，全部采用電動汽車退役梯次電池，此舉也一度把退役動力電池的梯次利用爭論推向了行業(yè)的風(fēng)口浪尖。

事實(shí)上，在基站儲能領(lǐng)域上，退役動力電池梯次利用已經(jīng)得到了規(guī)模化應(yīng)用，主要原因在于基站儲能為備電場景，對于電池的循環(huán)、倍率等要求并不高，完全滿足其應(yīng)用要求，而且價格也具備足夠的競爭力。

然而，在電力儲能領(lǐng)域，退役電池是否適合，外界更多的持有的是懷疑甚至否定的態(tài)度，他們認(rèn)為，無論是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)性測算、安全性等角度來考量，都還存在很大的問題。

這些懷疑主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：

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。

盡管存在懷疑，但必須正視的是，即將到來的龐大的退役動力電池數(shù)量，必定需要找到出?？?。

用比克電池副總裁李丹的話說就是，退役電池不是要不要梯次利用的問題，而是必須要考慮且必須得到合理有效解決的社會性問題，從這個角度出發(fā)，倒逼著產(chǎn)業(yè)必須去做相應(yīng)的嘗試和驗(yàn)證。

事實(shí)的確如此，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。

面對如此巨大的退役量，政策層面也已經(jīng)制定了引導(dǎo)性的方向，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(shí)施的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》。

這是一份被稱作是掀起行業(yè)澎湃潮流的指導(dǎo)性文件。業(yè)內(nèi)觀察認(rèn)為，其至少從以下層面產(chǎn)生了直接的影響：

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

政策層面的定調(diào)，也讓包括電池企業(yè)、儲能系統(tǒng)企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)開始形成聯(lián)動，并通過一些共建項(xiàng)目來探路梯次電池在電力儲能領(lǐng)域中的應(yīng)用。

這其中，包括南方電網(wǎng)綜合能源、比克電池、江蘇國網(wǎng)、煦達(dá)新能源、南方電網(wǎng)雄安公司等就是先行探路代表。而從這些探路者的應(yīng)用嘗試中，我們似乎也能找到一定的技術(shù)和商業(yè)上的共通性。

在應(yīng)用場景的選擇上，無論是比克電池、煦達(dá)新能源，還是南方電網(wǎng)雄安公司的項(xiàng)目規(guī)劃，都將梯次動力電池在電力儲能領(lǐng)域的應(yīng)用場景鎖定在了工商業(yè)用戶側(cè)場景，主要功能是實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷的削峰填谷、提供電力輔助服務(wù)。短期來看，這是梯次利用再電力儲能中最為合適的場景。

在技術(shù)路線及實(shí)現(xiàn)上，比克電池和煦達(dá)新能源都采用的是整包不拆解的方式，保留原有BMS和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低了拆解、重組等成本，煦達(dá)新能源透露，這使得整個梯次儲能系統(tǒng)成本低至1元/Wh， 投資回報期縮短40-60%。

而在電池的技術(shù)路線選擇上，目前主要以磷酸鐵鋰為主，但三元也已經(jīng)納入到試點(diǎn)范圍。

比克電池與南網(wǎng)能源共同投建的深圳項(xiàng)目，就同時采用磷酸鐵鋰和三元鋰電池，三元電池還略多一些。其主要考量就是，希望能夠通過同一項(xiàng)目比對，得出基于規(guī)模項(xiàng)目運(yùn)行考驗(yàn)的數(shù)據(jù)。

與此同時，上述項(xiàng)目負(fù)責(zé)人都提及的點(diǎn)是，梯次利用儲能最為關(guān)鍵的問題就是檢測環(huán)節(jié)，只有正確判斷退役電芯或模組的工作狀態(tài)，才能進(jìn)行相匹配的梯次利用。

業(yè)內(nèi)共識是，梯次電池在儲能上的應(yīng)用，都要基于電池編碼為載體，對退役電池進(jìn)行檢測可對退役電池的殘值、信息追溯、梯次利用方案等進(jìn)行全方位支持。而這也與政策層面的要求一脈相通。

在保證系統(tǒng)的安全可靠和穩(wěn)定性上，比克采用了模塊化PCS多分支方案，可實(shí)現(xiàn)不同的電壓、容量組成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一對一電池包管理。而煦達(dá)新能源的策略則是通過組串分布式架構(gòu)，解決電池一致性，同時，采用淺充淺放策略(<0.2C)，通過對放電倍率和放電深度的控制，增加了梯次利用儲能系統(tǒng)的安全可靠性。

除了技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)，商業(yè)模式與服務(wù)模式也是推動梯次電池在電力儲能領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。

在商業(yè)模式上，工商業(yè)用戶建設(shè)儲能系統(tǒng)已經(jīng)逐步被市場接受。一則可以通過用電峰谷價差實(shí)現(xiàn)營收;二則可以有效調(diào)節(jié)用戶的負(fù)荷峰谷差，是在容量電價上實(shí)現(xiàn)增值收益;三則在電網(wǎng)故障情況下，可實(shí)現(xiàn)重要負(fù)荷的應(yīng)急保障供電，大大提高用戶用電可靠性。

用戶側(cè)儲能的大規(guī)模建設(shè)，主要取決于技術(shù)、度電成本和商業(yè)模式。當(dāng)下，工商業(yè)用戶側(cè)儲能技術(shù)已經(jīng)通過多個示范項(xiàng)目得以驗(yàn)證，度電成本也已大幅度下降，合適的商業(yè)模式自然成為了用戶側(cè)儲能規(guī)模發(fā)展的關(guān)鍵。

以比克電池的梯次儲能項(xiàng)目為例，其采用的是EPC總包合作形式展開，由南網(wǎng)綜合能源投資，比克電池負(fù)責(zé)需求分析、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品集成、施工、調(diào)試等全過程的EPC整體解決方案交付。這種方式解決了投資方、總包方、集成方、用戶、運(yùn)維方等多方利益訴求，也是一種可復(fù)制的用戶側(cè)儲能商業(yè)模式。

爭議客觀存在，但產(chǎn)業(yè)也亟待前行。政策的引導(dǎo)、電網(wǎng)的試點(diǎn)導(dǎo)入、企業(yè)層面的布局，多方的聯(lián)動，或許會逐步撥開退役電池在儲能領(lǐng)域梯次利用的迷霧。