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呂明海，弗迪電池有限公司儲能及新型電池事業(yè)部NPS工廠廠長?！镀噷＜沂鲈u》2021年12月刊以“新能源汽車動力電池回收助力‘碳中和’”為主題，邀請中汽咨詢委委員和行業(yè)著名專家以及有實戰(zhàn)經(jīng)驗的優(yōu)秀企業(yè)專家進行撰稿，分為“頂層設計與政策導向”、“先進技術工藝”、“創(chuàng)新商業(yè)模式”三大板塊，對動力電池回收利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行全方位、多層次的研究和探討。非常榮幸邀請到呂明海廠長為“創(chuàng)新商業(yè)模式”板塊撰稿，探討弗迪電池在退役動力電池整包梯次利用商業(yè)模式上的探索與實踐。以期對行業(yè)的發(fā)展提供借鑒和思考。以下為全文內(nèi)容：

退役動力電池整包梯次利用商業(yè)模式探索與實踐

01、退役電池梯次利用的現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外對梯次利用基本處于商業(yè)模式的探索和示范階段。由于當前的退役電池溯源信息還不完善，電池整包體規(guī)格多樣，沒有形成標準化，這就增加了整包利用的難度。而目前普遍做法是從整包體拆解到模組，模組再進行梯次利用。再有就是模組規(guī)格也多樣，為了歸一化產(chǎn)品形態(tài)，保證持續(xù)供應和售后維護，把模組拆解到電芯后再重組成標準模組進行梯次利用。這樣有三個弊端：1、增加拆解、制造的費用；2、形成環(huán)境的污染；3、不同歷史工況狀態(tài)的模組或電芯組裝在一起，衰減機理不同，會大大降低梯次利用的壽命以及難以發(fā)揮其最優(yōu)的價值。

隨著技術、工藝的進步，電動汽車標準化模組、CTP、CTC的設計得到廣泛應用，從長期來看，電池整包體規(guī)范化后，整包級的梯次利用將會成為主要的技術路線。同時動力電池系統(tǒng)冷卻裝置的普及，電池的一致性也將得到很大的提升，更加有利于整包梯次利用的應用，因此我們判斷，退役整包梯次利用將是未來的主流形式。

02、退役動力電池的梯次利用價值

目前的電動汽車鋰電池主流有磷酸鐵鋰電池（簡稱“LFP”）和三元鋰電池（簡稱“NCM”），由于NCM電池的梯次利用壽命區(qū)間窄、預期的回收時間拐點比LFP滯后，且NCM電池的再生回收利用價值較高，行業(yè)普遍認為NCM電池梯次利用價值低。按照LFP電池的循環(huán)壽命4500次測算，電動乘用汽車使用壽命1000次評估，其退役時剩余的循環(huán)壽命還有3000次及以上。如果是商用車，一般在70%~80%SOH時就會退役。因此，從磷酸鐵鋰電池的全生命周期數(shù)據(jù)來看，其退役后的梯次利用價值是非常巨大的。

同時，隨著電芯技術的提升，上萬次循環(huán)壽命的LFP電池已經(jīng)上車使用和推廣，動力電池先車用后儲能的設想成為可能。而且整包梯次利用對應變?nèi)蛐履茉雌嚨母咚僭鲩L和全球新能源的大力發(fā)展所引起的電池原材料不足提供了有效的緩解措施。電池一次生產(chǎn)，分段利用，也改善了社會資源的重復浪費和環(huán)境的污染，更具價值的創(chuàng)造。

03、退役電池產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)商業(yè)模式建議

退役電池整包利用需要穩(wěn)步健全的退役電池回收交易平臺 、回收倉儲網(wǎng)絡的共享、梯次利用的盈利模式等各環(huán)節(jié)的商業(yè)機制來促成，形成信息透明、公平、公正、共贏的市場氛圍，有利于梯次利用產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。

退役回收環(huán)節(jié)，新能源汽車在用戶使用階段，一般整車企業(yè)都會有云端監(jiān)控系統(tǒng)實時采集、檢測電池的健康狀態(tài)，那么運用監(jiān)控數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)算法評估后，可精準的評估哪些車在哪里在何時退役以及退役時的電池性能參數(shù)以及健康狀況?？梢愿鶕?jù)大數(shù)據(jù)的評價機制建立退役電池的交易平臺，現(xiàn)在缺少的是第三方的交易平臺提供公正的結算機制。我們也看到了一些數(shù)據(jù)交易平臺正在探索這塊市場，建議國家出臺相關政策來引導和扶持退役電池的第三方交易平臺的建立。

退役電池的回收倉儲網(wǎng)點環(huán)節(jié)，目前按照國家的《新能源汽車動力蓄電池回收服務網(wǎng)點建設和運營指南》的要求建設收集型、集中貯存型網(wǎng)點的成本非常高，國家也在鼓勵和提倡新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)在銷售區(qū)域內(nèi)，通過自建、共建、授權等方式建立回收服務機構。同時，汽車生產(chǎn)企業(yè)可以通過全國的生產(chǎn)工業(yè)園區(qū)、4S店等垂直整合資源，同時共享其它回收機構來進一步攤銷回收網(wǎng)點的管理成本。

在退役電池的整包梯次利用環(huán)節(jié)，為了讓LFP動力電池整包梯次利用價值最大化，應優(yōu)先使用儲能場景。儲能可應用于新能源電站的大儲能電站、集裝箱式工商業(yè)儲能、戶外柜式小工商業(yè)儲能以及家庭戶小儲能系統(tǒng)。其次是備電場景，如通信基站的DPS和UPS備電，數(shù)據(jù)機房的UPS備電，因長時間處于浮充且充放電倍率比較低，對循環(huán)壽命要求不高，因此退役動力電池也完全滿足此類應用場景。

退役電池整包利用企業(yè)可以參與到新能源發(fā)電側(cè)、工商業(yè)儲能的運營收益共享模式，租賃模式或者按期付款的形式來攤銷業(yè)主方或獨立運營方的采購資金壓力，以及打消行業(yè)對梯次電池質(zhì)量的顧慮。同時梯次利用企業(yè)可以通過BAAS的模式，增加云端服務來消減整體的維護成本，體現(xiàn)電池數(shù)字化帶來的售后維護溢價。

04、退役動力電池整包梯次商業(yè)模式探索與實踐

4.1儲能電站案例

弗迪電池在2016年就開始開展了整包梯次利用的探索與實踐，分別圍繞整包備電場景以及儲能場景應用展開了針對性的試點工作。在此過程中重點對整包梯次利用商業(yè)化存在的問題以及商業(yè)模式也進行了探索。

2016年在深圳比亞迪園區(qū)建成了占地面積1800m^2，建設容量15MWh/30MWh的退役梯次儲能電站，電站全部使用退役電池整包利用，是全球首個 MW 級舊電池梯次利用示范電站。具備調(diào)節(jié)用電峰谷、平滑光伏發(fā)電、提高電網(wǎng)利用率的作用，參與公司用電負荷調(diào)節(jié)，降低用電成本，延緩電力設備投資。儲能電站通過以下兩種方式獲取收益：1.通過減少廠區(qū)最大用電功率容量來減少電費中基本費用部分的支出；2.通過電價低谷時間段充電、峰值時間段放電的方式獲得峰谷電價差收入。但從峰谷收益來看，每天運行3個循環(huán)，平均電價收益是0.48元/wh，按照3000次的循環(huán)壽命計算，可增加電費收益2900萬元，3年內(nèi)可收回成本。由于其它電力部件壽命有10年的壽命，后續(xù)的整包電池替換可不再投入電池外的成本，實現(xiàn)正向的收益。

4.2 通信備電案例

在2017年開始，弗迪電池和鐵塔集團針對梯次電池在備電領用的應用展開了方案論證和試點工作，經(jīng)過一年多的試點運行，梯次電池表現(xiàn)優(yōu)異，完全優(yōu)于鉛酸電池。2018年7月25日，工業(yè)和信息化部、科技部、生態(tài)環(huán)境部、交通運輸部、商務部、市場監(jiān)管總局、能源局七部門聯(lián)合發(fā)布了《七部門關于做好新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作的通知》，正式批復17省市和中國鐵塔股份有限公司為試點地區(qū)和企業(yè)，中國鐵塔為唯一試點企業(yè)。鐵塔集團從2018年開始，把梯次電池納入了每年的集團集采項目。同時，梯次電池在備電領域也走向了產(chǎn)業(yè)化。到目前為止鐵塔集團集采梯次電池容量累計達到6GWh+。

鐵塔集團有四萬個光伏基站，分布在新疆、青海、西藏等西北地區(qū)，每個基站按照電池容量1000AH，電池總量大約2GWh。鐵塔集團在2020年1月份在西藏地區(qū)試運行了60處的整包梯次利用的光伏基站試點。通過退役整包梯次利用和雙向變換器降壓到48VDC平臺的方案，經(jīng)過1年多的實際運行驗證，整包梯次電池的循環(huán)性能和耐高低溫特性均優(yōu)于鉛酸電池。按照3000次循環(huán)壽命計算，每年替換330MWh,整包梯次電池系統(tǒng)預估采購成本0.8元/wh；相同配置的鉛酸預估成本0.8元/wh，鉛酸電池循環(huán)壽命400次。由此可見，整包梯次利用與基站的優(yōu)勢非常明顯。

而且目前5G的大發(fā)展，5G基站的功耗是4G功耗的3倍左右，初始投入OPEX高，功耗高意味著基站電費費用高，目前行業(yè)共識是通過盤活基站備電電池的循環(huán)功效，挖掘電池的價值，通過基站電池參與到電力輔助服務調(diào)節(jié)以及消峰電谷的能量平移來減少電費的花銷，減少基站的運營費用，這部分的價值挖掘也非?？捎^。

05、退役整包梯次利用方案思考的展望

隨著OBC、PDU等雙向并網(wǎng)技術的成熟，V2V、V2G功能的實現(xiàn)，那么電動汽車上的電池管理（BMS）、冷卻系統(tǒng)、OBC、PDU等部件均可以和電池包所構成的原解決方案系統(tǒng)整體利用，最大化的減少因整包梯次利用所形成的配套二次產(chǎn)業(yè)成本，同時也減少對環(huán)境的污染、減少二次產(chǎn)業(yè)碳排放，我們是非?？春秒妱悠嚿系脑瓌恿鉀Q方案的整體利用的，同時我們正在做的事情就是在設計初期把梯次利用的功能兼容到電動汽車的相關電氣部件里面，在電動汽車退役時，可以不增加或重新開發(fā)相關部件，就直接儲能應用。據(jù)我們了解，部分BMS廠家在和整車廠合作時，也有把BMS的梯次利用功能植入進去，當整包退役后梯次利用時，再通過有償服務的商業(yè)模式來探索。

同時這種解決方案所形成的固有技術優(yōu)勢是非常明顯的。退役電池有個很大的痛點是一致性問題，相比于初始時會變差。傳統(tǒng)的儲能方案是多個模組串聯(lián)形成簇，然后多個簇再并聯(lián)；那么電池一致性變差就會在簇間形成環(huán)流，導致電池的壽命衰減加劇，可靠性、安全性也變差。電動汽車上原有的動力電池系統(tǒng)通過OBC、PDU等電力電子部件后再并聯(lián)，就可以通過這些電力電子部件解決環(huán)流的問題，所以無須投入額外的物料成本，更具競爭優(yōu)勢。

06、結語

針對以上的分析，退役磷酸鐵鋰動力電池，在儲能和備電場景中，具備較高的梯次利用價值。同時也是一種解決因電動汽車以及儲能市場的大規(guī)模發(fā)展所引起的電池原材料供需不足的一種電池供應的方案。引入動力電池全生命周期管理 的理念，在電動汽車開發(fā)初期，考慮動力電池以及其相關電氣部件的梯次利用設計，將電動汽車上動力電池及相關的電氣部件整體利用，是減少社會資源浪費，最大化挖掘產(chǎn)品價值的有意義方案。整包梯次利用的廠家可以按照同儲能類相同的商業(yè)模式，如售賣質(zhì)保、租賃、共享運營收益等形式提供直流側(cè)的解決方案。最后，期望國家出臺梯次儲能的相關標準、法規(guī)，資質(zhì)認證等，規(guī)范動力電池梯次行業(yè)的健康發(fā)展。

原標題： 退役動力電池整包梯次利用商業(yè)模式探索與實踐