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(yīng)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(chǔ)上結(jié)合相關(guān)案例設(shè)計對應(yīng)的模擬模型，充分考慮系統(tǒng)動力學、電力應(yīng)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(yīng)用提供了基礎(chǔ)。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(lǐng)域，實現(xiàn)對應(yīng)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(shè)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(yīng)的電池供應(yīng)、將動力電池轉(zhuǎn)化為電力的發(fā)電廠、對應(yīng)的儲能電站以及將電力輸送到具體用戶的電網(wǎng)設(shè)施等?；诖?，在建設(shè)動力電池梯次利用網(wǎng)絡(luò)的時候，要進行整體性、系統(tǒng)性設(shè)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(yīng)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(chǔ)上評定針對動力電池梯次利用進行建設(shè)、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(chǔ)上建立對應(yīng)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(shè)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(yīng)用到實際的電力供應(yīng)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(yīng)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(chǔ)。

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(yīng)的動力電池儲能電站運行模型。在此基礎(chǔ)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(shè)備、建設(shè)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(shè)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(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)。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(shè)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(shè)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(shè)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(wù)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(yīng)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(shè)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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