儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)中動(dòng)力電池梯次利用的商業(yè)價(jià)值分析

梁茂青

【摘 要】動(dòng)力電池是一種新型電力存儲(chǔ)載體，具有高效、環(huán)保、節(jié)能、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。動(dòng)力電池在梯次利用過(guò)程中是否具有大規(guī)模推廣價(jià)值，并取得良好的商業(yè)價(jià)值是相關(guān)專家非常關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。本文簡(jiǎn)單介紹了動(dòng)力電池梯次利用的實(shí)踐情況，在此基礎(chǔ)上結(jié)合相關(guān)案例設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的模擬模型，充分考慮系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、電力應(yīng)用實(shí)際、市場(chǎng)環(huán)境變化等要素，進(jìn)而對(duì)動(dòng)力電池梯次利用的實(shí)用效果和商業(yè)價(jià)值進(jìn)行分析。研究結(jié)果顯示，動(dòng)力電池能夠?qū)崿F(xiàn)一定經(jīng)濟(jì)效益，要進(jìn)一步提高其商業(yè)價(jià)值，需要從降低電池成本、提高政府補(bǔ)貼、實(shí)施峰谷差價(jià)等方面著手。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)力電池;梯次利用;電池儲(chǔ)能;商業(yè)價(jià)值

中圖分類號(hào)： F426.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）05-0081-002

0 前言

動(dòng)力電池最早用于各種電動(dòng)汽車，作為新能源汽車的動(dòng)力來(lái)源，動(dòng)力電池在近年來(lái)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(chǎng)環(huán)境的變化，我國(guó)動(dòng)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(dòng)力電池的價(jià)格也出現(xiàn)大幅下降，這為動(dòng)力電池的大范圍應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。需要關(guān)注的是，動(dòng)力電池作為新能源汽車的動(dòng)力來(lái)源使用5-8年以后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重衰退，其電池存儲(chǔ)量會(huì)出現(xiàn)大幅下降，這一變化導(dǎo)致其不再適用于汽車，需要進(jìn)行退役處理。基于我國(guó)已有的新能源汽車銷售數(shù)據(jù)，未來(lái)幾年將會(huì)出現(xiàn)大量退役動(dòng)力電池，同時(shí)這一數(shù)據(jù)還會(huì)不斷上升，針對(duì)這些動(dòng)力電池的處理非常關(guān)鍵，因?yàn)槿绻荒芸茖W(xué)合理處理，不僅造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)自然環(huán)境帶來(lái)污染。

基于此，政府出臺(tái)了相關(guān)政策和措施，決定對(duì)退役動(dòng)力電池實(shí)施梯次利用。梯次利用指的是針對(duì)廢舊的動(dòng)力電池進(jìn)行集中處理，然后將其用于其他行業(yè)或者領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的電力效果。在這個(gè)過(guò)程中，可以根據(jù)具體實(shí)際進(jìn)行一級(jí)利用和多級(jí)利用。2018年2月，工信部發(fā)布相關(guān)文件，對(duì)于動(dòng)力電池的梯次利用進(jìn)行明確，并鼓勵(lì)相關(guān)主體積極開(kāi)展相關(guān)實(shí)用性研究，促使動(dòng)力電池在梯次利用過(guò)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(duì)于動(dòng)力電池的梯次利用進(jìn)行布局，并著手相關(guān)的實(shí)踐研究。

1 商業(yè)價(jià)值動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)思路

動(dòng)力電池梯次利用涉及多個(gè)主體，是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。在具體實(shí)踐過(guò)程中，動(dòng)力電池梯次利用需要對(duì)應(yīng)的電池供應(yīng)、將動(dòng)力電池轉(zhuǎn)化為電力的發(fā)電廠、對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能電站以及將電力輸送到具體用戶的電網(wǎng)設(shè)施等。基于此，在建設(shè)動(dòng)力電池梯次利用網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，要進(jìn)行整體性、系統(tǒng)性設(shè)計(jì)和施工，充分考慮各方面的影響因素，力求實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站電力利用的最大化，實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

本文對(duì)動(dòng)力電池的梯次利用進(jìn)行整體性分析，并對(duì)其商業(yè)效果進(jìn)行評(píng)定。首先根據(jù)動(dòng)力電池梯次利用在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的成本和收入構(gòu)成來(lái)分析其經(jīng)濟(jì)效益，在此基礎(chǔ)上評(píng)定針對(duì)動(dòng)力電池梯次利用進(jìn)行建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)行、用電等環(huán)節(jié)的成本，并分析相關(guān)技術(shù)指標(biāo)對(duì)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(shí)際運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上建立對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電池梯次利用實(shí)用模型，并將其進(jìn)行仿真研究，最終得到在實(shí)用環(huán)節(jié)其商業(yè)效果變化趨勢(shì)，并得到相關(guān)因素產(chǎn)生的影響，得到進(jìn)行動(dòng)力電池梯次利用電站建設(shè)的意見(jiàn)。

2 動(dòng)力電池梯次利用商業(yè)價(jià)值評(píng)價(jià)模型

要將動(dòng)力電池梯次利用應(yīng)用到實(shí)際的電力供應(yīng)過(guò)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?yàn)槠渲卸嗔艘粋€(gè)儲(chǔ)存環(huán)節(jié)。在動(dòng)力電池梯次利用過(guò)程中，其電力儲(chǔ)存由電池儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)有效存儲(chǔ)，為后期使用打下基礎(chǔ)。

要準(zhǔn)確分析動(dòng)力電池梯次利用的實(shí)用經(jīng)濟(jì)價(jià)值，就要根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和規(guī)律，追求電池儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)效益的最大化。本次研究基于這一理論，利用相關(guān)的評(píng)估軟件，綜合考慮相關(guān)影響因素，得到對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電池儲(chǔ)能電站運(yùn)行模型。在此基礎(chǔ)上對(duì)其運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行分析，找出其中的影響因素，分析得知，動(dòng)力電池梯次利用電池儲(chǔ)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(hù)運(yùn)營(yíng)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(xiàng)目中的動(dòng)力電池梯次利用為例，通過(guò)分析其具體數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估動(dòng)力電池梯次利用的商業(yè)價(jià)值。本次分析集中對(duì)其動(dòng)力電池儲(chǔ)能進(jìn)行仿真分析，得到其實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益與成本。該項(xiàng)目由當(dāng)?shù)卣疇款^，聯(lián)合相關(guān)部門和國(guó)家電網(wǎng)公司，具體建設(shè)規(guī)劃如下：50萬(wàn)千瓦的風(fēng)力電場(chǎng)、10萬(wàn)千瓦光伏發(fā)電以及15千瓦的儲(chǔ)能電站。在本項(xiàng)目建設(shè)實(shí)施過(guò)程中，動(dòng)力電池梯次利用在其中得到高度重視，并作為示范項(xiàng)目進(jìn)行定位和建設(shè)。本次項(xiàng)目中使用的退役電場(chǎng)為當(dāng)?shù)仉妱?dòng)公交使用后的電池，其規(guī)格為額定電壓為38.4伏，額定容量為300安/時(shí)。

3.2 模型仿真及動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)

在進(jìn)行模型仿真和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)過(guò)程中，本次研究對(duì)其中相關(guān)影響因素進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，這有助于方案的順利開(kāi)展。其中對(duì)動(dòng)力電池梯次利用的監(jiān)控系統(tǒng)成本進(jìn)行設(shè)定，對(duì)于電池在充電和放放電過(guò)程中出現(xiàn)的微小衰退采取忽略不計(jì)，都按照電池使用過(guò)程中第一年的變化進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)每次停電期望損失電量大于儲(chǔ)能系統(tǒng)額定容量，即每次停電，儲(chǔ)能電站額定容量全部補(bǔ)償電網(wǎng)。將相關(guān)數(shù)據(jù)輸入對(duì)應(yīng)軟件中進(jìn)行計(jì)算，得到其長(zhǎng)期收益效果圖。結(jié)果顯示，動(dòng)力電池梯次利用在長(zhǎng)期應(yīng)用過(guò)程中表現(xiàn)為先降后升的趨勢(shì);對(duì)比發(fā)現(xiàn)，動(dòng)力電池梯次利用電能儲(chǔ)備其整體利用經(jīng)濟(jì)效益大于新電池累計(jì)收益，動(dòng)力電池梯次利用系統(tǒng)運(yùn)行15年以后就可以實(shí)現(xiàn)盈利，而新電池電力系統(tǒng)則需要21年才能實(shí)現(xiàn)盈利。同時(shí)，舊電池儲(chǔ)能明顯高于新電池儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)效益，這表明在現(xiàn)有技術(shù)條件下，相較于新電池儲(chǔ)能，梯次利用動(dòng)力電池儲(chǔ)能更具有經(jīng)濟(jì)性，即梯次利用動(dòng)力電池儲(chǔ)能具有明顯的商業(yè)價(jià)值。

3.3 結(jié)果分析與討論

在電池成本方面：動(dòng)力電池梯次利用系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，如果電池的購(gòu)買成本下降，系統(tǒng)整體利用效益也會(huì)得到相應(yīng)提高。電池容量密度的提高以及購(gòu)買成本的下降，為動(dòng)力電池梯次利用系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的電池使用效率，同時(shí)還可以有效降低電池在運(yùn)行過(guò)程中的更換成本，進(jìn)而促進(jìn)整體系統(tǒng)商業(yè)價(jià)值和效益的提高。

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

在政府補(bǔ)貼方面：政府補(bǔ)貼的提高，能有效促進(jìn)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)商業(yè)價(jià)值的擴(kuò)大。由于國(guó)家和地方政府對(duì)電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的政策傾斜力度不斷加大，有效推動(dòng)力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的良好有序發(fā)展。同時(shí)，電池儲(chǔ)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(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)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(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，動(dòng)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(jià)值。在具體運(yùn)行過(guò)程中，動(dòng)力電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以隨著運(yùn)營(yíng)年限的增加，實(shí)現(xiàn)收益先降后升的發(fā)展趨勢(shì)。近年來(lái)我國(guó)對(duì)于新能源的建設(shè)出臺(tái)了更多相關(guān)政策，另一方面國(guó)家針對(duì)電力市場(chǎng)的定價(jià)機(jī)制不斷完善，相關(guān)電池儲(chǔ)能補(bǔ)貼政策得到出臺(tái)，加上動(dòng)力電池梯次利用相關(guān)技術(shù)的不斷更新，要實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益，可以從降低電池成本、提高政府補(bǔ)貼、提高峰谷價(jià)差等多角度進(jìn)行綜合考慮。

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