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“探路”電力儲能梯次應(yīng)用
日期:2019-08-13   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_lijunya 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
編者按: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(gè)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(gè)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(jià)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(jià)階段廠區(qū)供電系統(tǒng)向儲能系統(tǒng)充電,峰電價(jià)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(jià)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(gè)區(qū)、縣、小城鎮(zhèn)均配置1個(gè)儲能電站,每個(gè)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(shí)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(shí)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)?;瘧?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(jià)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?cái)?shù)量,必定需要找到出??凇?br />
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(gè)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(gè)梯次儲能系統(tǒng)成本低至1元/Wh, 投資回報(bào)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(shí)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(shí),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(shí),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(jià)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(jià)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(gè)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。
 
原標(biāo)題:“探路”電力儲能梯次應(yīng)用

 
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來源:高工鋰電
 
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