儲能產(chǎn)業(yè)中動力電池梯次利用的商業(yè)價值分析

梁茂青

【摘 要】動力電池是一種新型電力存儲載體，具有高效、環(huán)保、節(jié)能、適應性強等特點。動力電池在梯次利用過程中是否具有大規(guī)模推廣價值，并取得良好的商業(yè)價值是相關(guān)專家非常關(guān)注的一個問題。本文簡單介紹了動力電池梯次利用的實踐情況，在此基礎上結(jié)合相關(guān)案例設計對應的模擬模型，充分考慮系統(tǒng)動力學、電力應用實際、市場環(huán)境變化等要素，進而對動力電池梯次利用的實用效果和商業(yè)價值進行分析。研究結(jié)果顯示，動力電池能夠?qū)崿F(xiàn)一定經(jīng)濟效益，要進一步提高其商業(yè)價值，需要從降低電池成本、提高政府補貼、實施峰谷差價等方面著手。

【關(guān)鍵詞】動力電池;梯次利用;電池儲能;商業(yè)價值

中圖分類號： F426.61 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）05-0081-002

0 前言

動力電池最早用于各種電動汽車，作為新能源汽車的動力來源，動力電池在近年來隨著新能源汽車的高速發(fā)展也得到大量生產(chǎn)使用。隨著科研技術(shù)的提高以及市場環(huán)境的變化，我國動力電池的出貨量不斷上升，并占到全球份額的三分之一左右。此外，動力電池的價格也出現(xiàn)大幅下降，這為動力電池的大范圍應用提供了基礎。需要關(guān)注的是，動力電池作為新能源汽車的動力來源使用5-8年以后會出現(xiàn)嚴重衰退，其電池存儲量會出現(xiàn)大幅下降，這一變化導致其不再適用于汽車，需要進行退役處理?；谖覈延械男履茉雌囦N售數(shù)據(jù)，未來幾年將會出現(xiàn)大量退役動力電池，同時這一數(shù)據(jù)還會不斷上升，針對這些動力電池的處理非常關(guān)鍵，因為如果不能科學合理處理，不僅造成嚴重的資源浪費，還會對自然環(huán)境帶來污染。

基于此，政府出臺了相關(guān)政策和措施，決定對退役動力電池實施梯次利用。梯次利用指的是針對廢舊的動力電池進行集中處理，然后將其用于其他行業(yè)或者領域，實現(xiàn)對應的電力效果。在這個過程中，可以根據(jù)具體實際進行一級利用和多級利用。2018年2月，工信部發(fā)布相關(guān)文件，對于動力電池的梯次利用進行明確，并鼓勵相關(guān)主體積極開展相關(guān)實用性研究，促使動力電池在梯次利用過程中發(fā)揮出更大效果。在這一政策的支持下，相關(guān)企業(yè)對于動力電池的梯次利用進行布局，并著手相關(guān)的實踐研究。

1 商業(yè)價值動態(tài)評價設計思路

動力電池梯次利用涉及多個主體，是一項系統(tǒng)性工程。在具體實踐過程中，動力電池梯次利用需要對應的電池供應、將動力電池轉(zhuǎn)化為電力的發(fā)電廠、對應的儲能電站以及將電力輸送到具體用戶的電網(wǎng)設施等?；诖?，在建設動力電池梯次利用網(wǎng)絡的時候，要進行整體性、系統(tǒng)性設計和施工，充分考慮各方面的影響因素，力求實現(xiàn)儲能電站電力利用的最大化，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益。

本文對動力電池的梯次利用進行整體性分析，并對其商業(yè)效果進行評定。首先根據(jù)動力電池梯次利用在實際應用過程中的成本和收入構(gòu)成來分析其經(jīng)濟效益，在此基礎上評定針對動力電池梯次利用進行建設、維護、運行、用電等環(huán)節(jié)的成本，并分析相關(guān)技術(shù)指標對于具體成本效益的影響關(guān)系。在綜合考慮各方面影響因素和實際運行情況的基礎上建立對應的動力電池梯次利用實用模型，并將其進行仿真研究，最終得到在實用環(huán)節(jié)其商業(yè)效果變化趨勢，并得到相關(guān)因素產(chǎn)生的影響，得到進行動力電池梯次利用電站建設的意見。

2 動力電池梯次利用商業(yè)價值評價模型

要將動力電池梯次利用應用到實際的電力供應過程中，其關(guān)鍵在于轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)電力的生產(chǎn)傳輸供應方式，因為其中多了一個儲存環(huán)節(jié)。在動力電池梯次利用過程中，其電力儲存由電池儲能系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)變系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成，這些系統(tǒng)共同作用，從而將電力實現(xiàn)有效存儲，為后期使用打下基礎。

要準確分析動力電池梯次利用的實用經(jīng)濟價值，就要根據(jù)系統(tǒng)運行特點和規(guī)律，追求電池儲能經(jīng)濟效益的最大化。本次研究基于這一理論，利用相關(guān)的評估軟件，綜合考慮相關(guān)影響因素，得到對應的動力電池儲能電站運行模型。在此基礎上對其運行特點進行分析，找出其中的影響因素，分析得知，動力電池梯次利用電池儲能成本具體包括前期的設備、建設以及電池自身，后續(xù)成本以維護運營為主。

3 模型仿真及敏感性分析

3.1 參數(shù)設置

本次研究以某地以示范項目中的動力電池梯次利用為例，通過分析其具體數(shù)據(jù)來評估動力電池梯次利用的商業(yè)價值。本次分析集中對其動力電池儲能進行仿真分析，得到其實際應用過程中創(chuàng)造的經(jīng)濟效益與成本。該項目由當?shù)卣疇款^，聯(lián)合相關(guān)部門和國家電網(wǎng)公司，具體建設規(guī)劃如下：50萬千瓦的風力電場、10萬千瓦光伏發(fā)電以及15千瓦的儲能電站。在本項目建設實施過程中，動力電池梯次利用在其中得到高度重視，并作為示范項目進行定位和建設。本次項目中使用的退役電場為當?shù)仉妱庸皇褂煤蟮碾姵?，其?guī)格為額定電壓為38.4伏，額定容量為300安/時。

3.2 模型仿真及動態(tài)評價

在進行模型仿真和動態(tài)評價過程中，本次研究對其中相關(guān)影響因素進行科學設定，這有助于方案的順利開展。其中對動力電池梯次利用的監(jiān)控系統(tǒng)成本進行設定，對于電池在充電和放放電過程中出現(xiàn)的微小衰退采取忽略不計，都按照電池使用過程中第一年的變化進行計算。假設每次停電期望損失電量大于儲能系統(tǒng)額定容量，即每次停電，儲能電站額定容量全部補償電網(wǎng)。將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入對應軟件中進行計算，得到其長期收益效果圖。結(jié)果顯示，動力電池梯次利用在長期應用過程中表現(xiàn)為先降后升的趨勢;對比發(fā)現(xiàn)，動力電池梯次利用電能儲備其整體利用經(jīng)濟效益大于新電池累計收益，動力電池梯次利用系統(tǒng)運行15年以后就可以實現(xiàn)盈利，而新電池電力系統(tǒng)則需要21年才能實現(xiàn)盈利。同時，舊電池儲能明顯高于新電池儲能的經(jīng)濟效益，這表明在現(xiàn)有技術(shù)條件下，相較于新電池儲能，梯次利用動力電池儲能更具有經(jīng)濟性，即梯次利用動力電池儲能具有明顯的商業(yè)價值。

3.3 結(jié)果分析與討論

在電池成本方面：動力電池梯次利用系統(tǒng)在運行過程中，如果電池的購買成本下降，系統(tǒng)整體利用效益也會得到相應提高。電池容量密度的提高以及購買成本的下降，為動力電池梯次利用系統(tǒng)在運行過程中的電池使用效率，同時還可以有效降低電池在運行過程中的更換成本，進而促進整體系統(tǒng)商業(yè)價值和效益的提高。

在峰谷時段電價方面：用電峰谷時期的電價差是整體系統(tǒng)的一大收入，而這一影響因素的變化對于系統(tǒng)整體運行效益無疑具有重要影響。一般來講，峰谷時段的電價大都由政府定價，但是不同用電主體和用電環(huán)境下其峰谷電價差存在差異，另一方面，全國各地不同的經(jīng)濟環(huán)境也會影響到電力使用以及電價制定，因此需要將其納入考慮范圍。

在政府補貼方面：政府補貼的提高，能有效促進電池儲能系統(tǒng)商業(yè)價值的擴大。由于國家和地方政府對電池儲能產(chǎn)業(yè)的政策傾斜力度不斷加大，有效推動力儲能產(chǎn)業(yè)的良好有序發(fā)展。同時，電池儲能作為可再生能源發(fā)電中提供輔助服務的有效手段，電池儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對于可再生能源發(fā)電、并網(wǎng)具有重要意義。

結(jié)論：現(xiàn)有技術(shù)條件下，在實際應用過程中，動力電池梯次利用與新電池電能產(chǎn)業(yè)相比具有明顯的商業(yè)價值。在具體運行過程中，動力電池儲能系統(tǒng)可以隨著運營年限的增加，實現(xiàn)收益先降后升的發(fā)展趨勢。近年來我國對于新能源的建設出臺了更多相關(guān)政策，另一方面國家針對電力市場的定價機制不斷完善，相關(guān)電池儲能補貼政策得到出臺，加上動力電池梯次利用相關(guān)技術(shù)的不斷更新，要實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益，可以從降低電池成本、提高政府補貼、提高峰谷價差等多角度進行綜合考慮。

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