一、 為了我們生存的家園

談梯次利用之前，有必要對(duì)我國的電動(dòng)汽車發(fā)展歷程，做個(gè)簡短的回顧。

隨著全球環(huán)境的加速惡化和不可再生資源以可見的速度枯竭，各國政府都在想盡辦法解決我們所面臨的后工業(yè)化時(shí)代的環(huán)境危機(jī)和生存危機(jī)。這其中以新能源汽車的推廣最具代表性，參與主體涵蓋了歐、美、日、中等世界主要經(jīng)濟(jì)體，也是全球最主要的汽車市場，大家基本上是百花齊放，各展所長。

在我國新能源汽車的發(fā)展路線上，由于我們?cè)诨旌蟿?dòng)力、燃料電池等領(lǐng)域缺乏足夠的基礎(chǔ)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化積累，為了在新能源汽車領(lǐng)域不落后于人，考慮我國的電池企業(yè)在全球還有一席之地，政府從一開始就采取了一種較為激進(jìn)的做法，即政府主導(dǎo)部門主要推動(dòng)純電動(dòng)汽車的發(fā)展，并為此制訂了一系列國家層面的產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策，這一做法曾經(jīng)被戲稱為“彎道超車”。

以下為我國中央政府近5年來所推出的一系列涉及新能源汽車的相關(guān)政策，不包含各地方政府單獨(dú)制定的區(qū)域性政策：

2014年之前，各地方政府在電動(dòng)汽車的推廣方面，大多雷聲大雨點(diǎn)小，原因大致有：產(chǎn)品不成熟；消費(fèi)者認(rèn)可度不高；商業(yè)模式不明朗；成本和售價(jià)高昂；充電設(shè)施不完善等。除了各地政府搞的一些示范工程外，電動(dòng)汽車的大規(guī)模商業(yè)普及顯得力不從心。我國政府2012年制定的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020)》中要求，到2015年實(shí)現(xiàn)累計(jì)銷量50萬輛的新能源汽車推廣目標(biāo)，到2020年則要求實(shí)現(xiàn)200萬輛生產(chǎn)能力和500萬輛累計(jì)銷量的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)。

得益于政府近十年不斷加碼的政策扶持，社會(huì)大眾的環(huán)保意識(shí)逐步加強(qiáng)，各地方充電基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)，以及國內(nèi)一批企業(yè)在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品推廣方面的持續(xù)努力，我國的電動(dòng)汽車市場在2014年迎來了“井噴”發(fā)展的一年。那些在電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游精耕細(xì)作的企業(yè)，也終于挺過了黎明前的黑暗，迎來了希望的曙光。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包含乘用車和商用車

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不含商用車

在經(jīng)歷一系列的曲折之后，不管是政府還是企業(yè)都意識(shí)到，純電動(dòng)汽車的推廣還有很多當(dāng)前無法克服的瓶頸，而原本不那么受“待見”的混合動(dòng)力汽車，則成為當(dāng)下能夠有效銜接政府目標(biāo)和社會(huì)需求的產(chǎn)品，所以市場出現(xiàn)了混動(dòng)車型和純電動(dòng)車型齊頭并進(jìn)的局面。

2014年中國市場電動(dòng)乘用車銷量排名

2014年 中國市場各類型電動(dòng)車銷量統(tǒng)計(jì)(工信部數(shù)據(jù))

中國電動(dòng)汽車市場的“一哥”比亞迪，押寶電動(dòng)汽車十年，在政策和市場的雙重驅(qū)動(dòng)下，也逐漸迎來了自己的收獲季。比亞迪在電動(dòng)汽車的核心部件電池、電機(jī)、電控等領(lǐng)域都有完善的布局，產(chǎn)品類型涵蓋插電式混合動(dòng)力乘用車(秦，唐等)，純電動(dòng)乘用車(E6)，純電動(dòng)商用車(K9)，以及其他一些細(xì)分車型。市場推廣方面，不但在中國市場成為領(lǐng)頭羊(市場占有率超30%)，在歐洲，北美和南美市場也屢有斬獲，成功躋身于全球新能源汽車領(lǐng)域的“大玩家俱樂部”。其暢銷車型“秦”的銷量，在2014年全球新能源汽車市場排名第7，預(yù)計(jì)今年的排名還將升高(2015年4月份全球排名第3)，讓我們看到了一絲“彎道超車”的希望。

在2014年發(fā)力的基礎(chǔ)上，預(yù)計(jì)今年中國市場的電動(dòng)汽車銷量會(huì)超過15萬輛，雖然離中央政府規(guī)劃的銷量20萬輛，存量50萬輛的目標(biāo)尚有一些距離，但目標(biāo)已經(jīng)不再遙不可及。相信在“十三五”期間，通過全社會(huì)的共同努力，達(dá)成《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020)》中規(guī)劃的2020年目標(biāo)，并不是不可能。

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二、 脆弱的環(huán)境承載力

電動(dòng)汽車的推廣，環(huán)保是當(dāng)之無愧的主旋律，它承載著我們對(duì)創(chuàng)造美好生活家園的希望。隨著發(fā)電端可再生能源占比不斷提高，能源消費(fèi)終端電動(dòng)汽車占比不斷提高，整個(gè)社會(huì)對(duì)石化能源的依賴就會(huì)逐步下降，我們也會(huì)朝著全球碳排放目標(biāo)更進(jìn)一步。

在降低碳排放的同時(shí)，我們的電動(dòng)汽車是否就像宣傳的那樣，對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生任何嚴(yán)重影響？或者說，我們要怎么樣做，才能在降低大氣污染的同時(shí)，不帶來其他嚴(yán)重的環(huán)境問題？

我們先看看傳統(tǒng)的干電池和鉛酸電池，如果回收和處理不當(dāng)對(duì)環(huán)境所造成的巨大危害。以下關(guān)于電池污染方面的信息，基本都來自百度，非本人原創(chuàng)。

我們?nèi)粘Ｋ玫钠胀ǜ呻姵?，主要有酸性鋅錳電池和堿性鋅錳電池兩類，它們都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等各種金屬物質(zhì)，廢舊電池被遺棄后，電池的外殼會(huì)慢慢腐蝕，其中的重金屬物質(zhì)會(huì)逐漸滲入水體和土壤，造成污染。重金屬污染的最大特點(diǎn)是它在自然界是不能降解，只能通過凈化作用，將污染消除，同時(shí)也由于重金屬容易在生物體內(nèi)積蓄，從而隨時(shí)間的推移達(dá)到一定量之后，產(chǎn)生致畸或致癌變的結(jié)果，最終導(dǎo)致生物體死亡。一粒紐扣干電池可污染60萬升水，等于一個(gè)人一生的飲水量。一節(jié)電池爛在地里，能夠使一平方米的土地失去利用價(jià)值。

在鉛酸蓄電池的組成中，屬于有毒有害和腐蝕性物質(zhì)占據(jù)了較大的部分。其中，電解液硫酸占到電池總重量的16%左右，含鉛物質(zhì)的重量占70%以上。鉛酸蓄電池在生產(chǎn)和回收過程中產(chǎn)生大量的鉛煙、鉛塵及含鉛廢水等污染物，對(duì)環(huán)境造成較大的污染，同時(shí)對(duì)人們的生產(chǎn)生活也造成較大的危害。如果回收處理不當(dāng)，電池腐蝕后溢出的含鉛重金屬和酸性物質(zhì)不但嚴(yán)重污染土壤和水源，對(duì)空氣環(huán)境、生態(tài)平衡也會(huì)造成破壞，還會(huì)引發(fā)人體代謝、生殖及神經(jīng)等方面的疾病，鉛中毒在我國屬于比較常見的環(huán)境污染現(xiàn)象。

我國一年生產(chǎn)，消費(fèi)多少干電池和鉛酸電池？以2014年的數(shù)據(jù)為例，堿錳和堿鋅這兩大類干電池產(chǎn)量總和即達(dá)到322億只，相當(dāng)于中國人在2013年大約人均消費(fèi)22只干電池。鉛酸蓄電池在2013的總產(chǎn)量達(dá)到了204GWh，約相當(dāng)于人均消耗145Wh。

那么我們回收了多少干電池和鉛酸電池呢？據(jù)中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)的估計(jì)，干電池正規(guī)回收比例不足2%，其他的基本都被混入生活垃圾進(jìn)行處理。鉛酸電池正規(guī)回收比例不足40%，其他都流向了各類黑作坊，或直接被當(dāng)作工業(yè)/生活垃圾處理掉。

一年多達(dá)上百億只各類化學(xué)電池未得到正確的回收和處理，而是被當(dāng)作垃圾進(jìn)行丟棄、焚燒、填埋，成千上萬噸有害的重金屬，如鉛、汞、鎘、鋅、鎳、錳等，以及各類化合物和酸性物質(zhì)，進(jìn)入空氣、土壤、河流以及地下水，變成巨大的難以根除的污染源，包圍著我們生存的每一寸空間，將造成持續(xù)上百年的污染。

再來看看電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)所采用的鋰離子電池，目前，全球電動(dòng)汽車市場(不包含燃料電池汽車)，其動(dòng)力電池類型主要有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳三元等，這些電池在退役后，是否會(huì)成為潛在的“污染源”？

鋰離子電池中不含汞、鎘、鉛等毒害大的重金屬元素，但鋰離子電池的正負(fù)極材料、電解質(zhì)溶液等物質(zhì)對(duì)環(huán)境和人體健康還是有很大影響。因此，如將廢舊鋰離子電池采取普通的垃圾處理方法(包括填埋、焚燒、堆肥等)，其中的鈷、鎳、鋰、錳等金屬以及無機(jī)、有機(jī)化合物必將對(duì)大氣、水、土壤造成嚴(yán)重的污染，具有極大的危害性。廢舊鋰離子電池中的物質(zhì)如果進(jìn)入環(huán)境中可造成重金屬鎳、鈷污染(包括砷)，氟污染，有機(jī)物污染，粉塵和酸堿污染。廢舊鋰離子電池的電解質(zhì)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，如LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等，溶劑及其分解和水解產(chǎn)物，如DME、甲醇、甲酸等，都是有毒有害物質(zhì)，可造成人身傷害，甚至死亡。

以我國電動(dòng)汽車的發(fā)展速度，如果到2020年時(shí)，電動(dòng)車市場存量超過500萬輛，以一輛車平均配備20kWh的電池來估算，約有1億kWh(1000 GWh)的鋰離子電池進(jìn)入汽車市場。如果回收處理不當(dāng)，所造成的環(huán)境危害，恐怕是數(shù)倍于干電池和鉛酸電池。

因此，如何應(yīng)對(duì)電動(dòng)汽車后市場，合理的回收和利用汽車退役下來的動(dòng)力電池，不是等電動(dòng)汽車市場發(fā)展起來之后才去考慮和規(guī)劃的，而是應(yīng)該在當(dāng)前，進(jìn)行技術(shù)、市場、產(chǎn)業(yè)、政策、環(huán)保等各方面的研究和實(shí)踐，完善電動(dòng)汽車市場的相關(guān)配套措施。

我們絕不能走先發(fā)展、后污染、再治理的老路，不要讓電動(dòng)汽車這一被寄予厚望的“環(huán)保”之花，結(jié)出腐爛惡臭的果實(shí)。

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三、 汽車領(lǐng)域動(dòng)力電池規(guī)模

2012年之前，電動(dòng)汽車的市場規(guī)模較小，更多的是在進(jìn)行示范工程推廣，以此帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2012~2014年，是市場規(guī)?？焖僭鲩L的時(shí)期，經(jīng)過前期的政策推動(dòng)和產(chǎn)業(yè)積累，市場呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢，表現(xiàn)為車型多樣化(各大車企都推出了自己的代表產(chǎn)品)，商業(yè)模式多樣化(出租運(yùn)營、分時(shí)租賃、微公交等)，參與主體多樣化(傳統(tǒng)車企、新能源車企、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、其他類型企業(yè)等)。

進(jìn)入汽車市場的動(dòng)力電池，與電動(dòng)汽車發(fā)展態(tài)勢相同，也在最近幾年呈現(xiàn)出加速度發(fā)展的趨勢。市場的強(qiáng)勁需求，帶動(dòng)了國內(nèi)原材料企業(yè)、電芯企業(yè)、電池pack企業(yè)的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張，也吸引了國外的行業(yè)龍頭，如三星SDI，LG化學(xué)在中國建廠，更好的服務(wù)中國市場。

2014年中國鋰電行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)(來源于高工鋰電)

從市場集中度看，2014年中國動(dòng)力電池產(chǎn)值前10企業(yè)占據(jù)總產(chǎn)值比例達(dá)到77%，市場份額集中在少數(shù)企業(yè)中。中國動(dòng)力電池企業(yè)數(shù)量接近100家，而真正進(jìn)入整車供應(yīng)體系的企業(yè)數(shù)量不超過20家，市場兩極分化較為突出。由于2014年以來電動(dòng)汽車市場出現(xiàn)井噴發(fā)展態(tài)勢，國內(nèi)一線動(dòng)力電池企業(yè)產(chǎn)能緊張，市場供應(yīng)出現(xiàn)不足，給國外企業(yè)(三星SDI，LG化學(xué))和國內(nèi)二線企業(yè)進(jìn)入整車供應(yīng)體系提供了更多的機(jī)遇。

在技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展路徑上，各家動(dòng)力電池企業(yè)也有所不同。2014年之前，得益于在安全性方面的良好表現(xiàn)，磷酸鐵鋰電池是主流。隨著全球各國政府和企業(yè)，對(duì)電動(dòng)車動(dòng)力電池能量密度的要求逐步提高，鎳鈷錳三元材料電池將在未來5~10年成為市場供應(yīng)主體。此前，比亞迪主要在大容量的磷酸鐵鋰電池方面發(fā)力，在e6，秦，K9等車型上面進(jìn)行了大量的推廣應(yīng)用。從去年開始，比亞迪另辟蹊徑，研究磷酸鐵錳鋰電芯，應(yīng)用到新一代的e6，秦和唐等車型上面。CATL則在大容量的磷酸鐵鋰電芯和三元材料電芯兩方面發(fā)力，堅(jiān)持自己的技術(shù)創(chuàng)新方向和市場領(lǐng)域，在國內(nèi)商用車和國外乘用車市場收獲頗豐。力神，萬向等企業(yè)緊跟國外主流產(chǎn)品，在小容量的圓柱形三元材料電芯市場取得不錯(cuò)的成績，與江淮、上汽、奇瑞、吉利、眾泰等本土企業(yè)展開緊密合作。其他一些動(dòng)力電池企業(yè)，如中航鋰電、國軒、比克、沃特瑪?shù)龋捕加凶约旱募夹g(shù)或產(chǎn)品相對(duì)“優(yōu)勢”領(lǐng)域。

我們根據(jù)歷年媒體所公布的電動(dòng)汽車銷量數(shù)據(jù)和各批次《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》中相關(guān)的車型數(shù)據(jù)，進(jìn)行整理、比對(duì)和分析，粗略統(tǒng)計(jì)出我國2009~2014年各年度的電動(dòng)汽車動(dòng)力電池總量，相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

以我國前幾年的動(dòng)力電池技術(shù)及系統(tǒng)集成技術(shù)水平，這些進(jìn)入市場的動(dòng)力電池，一般在3~5年左右即將達(dá)到設(shè)計(jì)的壽命終止條件(容量衰減到初始容量的80%)，部分一致性不好或使用工況較惡劣的，甚至達(dá)不到3年的使用壽命。以此推算，我國將在2017年左右，迎來動(dòng)力電池退役的GWh時(shí)代，此后逐年快速遞增，預(yù)計(jì)到2019年，最晚不會(huì)超過2020年，會(huì)有超過10GWh的退役動(dòng)力電池規(guī)模。

面對(duì)如此規(guī)模的動(dòng)力電池后市場，只有盡早進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的研究和積累，才能在巨浪到來時(shí)，乘風(fēng)破浪游刃有余。

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四、 梯次利用全球示范工程和項(xiàng)目

國務(wù)院在《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確規(guī)定：“(五)加強(qiáng)動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理。制定動(dòng)力電池回收利用管理辦法，建立動(dòng)力電池梯級(jí)利用和回收管理體系，明確各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。引導(dǎo)動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對(duì)廢舊電池的回收利用，鼓勵(lì)發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)。嚴(yán)格設(shè)定動(dòng)力電池回收利用企業(yè)的準(zhǔn)入條件，明確動(dòng)力電池收集、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、處理、再生利用及最終處置等各環(huán)節(jié)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理要求。加強(qiáng)監(jiān)管，督促相關(guān)企業(yè)提高技術(shù)水平，嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)環(huán)保規(guī)定，嚴(yán)防重金屬污染?！?/span>

國家層面針對(duì)梯次利用的相關(guān)扶持政策、行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，也在積極制定當(dāng)中。

全球各國都在積極開展動(dòng)力電池梯次利用方面的實(shí)驗(yàn)研究和工程應(yīng)用，其中日本、美國和德國等國家走的比較早，并且已經(jīng)有一些成功應(yīng)用的工程和商業(yè)項(xiàng)目。我國從近幾年才開始開展相關(guān)的理論研究和示范工程，步伐相對(duì)慢一些，成規(guī)模的商業(yè)化運(yùn)作還未真正開始。下表給出了全球一些梯次利用的典型案例：

從我們收集的梯次利用案例來看，在理論研究和示范工程方面較多，在商業(yè)化推廣方面，還處在初期的探索階段。

針對(duì)梯次利用的商業(yè)利益分析和技術(shù)可行性分析，已經(jīng)持續(xù)進(jìn)行了十年以上，相關(guān)的研究文章和分析報(bào)告也為數(shù)不少，已經(jīng)為產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展積累了一定的理論基礎(chǔ)。

在示范工程方面，大多集中于分布式發(fā)電、電網(wǎng)儲(chǔ)能和充電站等，多為中大規(guī)模的電池系統(tǒng)，比較適合課題性的研究和成果的展示，在應(yīng)用方面的探索，還需要更多樣化。

在商業(yè)應(yīng)用方面，家庭儲(chǔ)能、商業(yè)儲(chǔ)能、移動(dòng)電源、應(yīng)急電源等小型靈活的設(shè)備，應(yīng)該可以盡快的打開市場梯次利用的市場，為企業(yè)的發(fā)展贏得先機(jī)。在本系列文章的第(四)部分，還有針對(duì)商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步分析。

總體來看，梯次利用雖然已經(jīng)引起政府部門、科研機(jī)構(gòu)、部分企業(yè)的關(guān)注和研究，但還沒有引起大量的資源投入，屬于“藍(lán)?！笔袌?。隨著退役動(dòng)力電池總量的爆發(fā)，這一領(lǐng)域所潛藏的巨大商業(yè)機(jī)遇，必將引起眾多企業(yè)的積極參與和激烈競爭。新的產(chǎn)品、新的技術(shù)、新的商業(yè)模式，在未來都會(huì)層出不窮。

一、 梯次利用的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)

針對(duì)退役的動(dòng)力電池，有兩種可行的處理方法，一種是直接作為工業(yè)廢品，進(jìn)行報(bào)廢和拆解，提煉其中的原材料，實(shí)現(xiàn)原材料的循環(huán)利用，這方面已經(jīng)有一些國內(nèi)的企業(yè)進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)作；另一種方式，則考慮退役的動(dòng)力電池，雖然已經(jīng)不滿足汽車的使用條件，但仍然擁有一定的余能，其壽命并未完全終止，可以用在其他領(lǐng)域作為電能的載體使用，從而充分發(fā)揮其剩余價(jià)值。

相對(duì)而言，梯次利用更能夠發(fā)揮產(chǎn)品的最大價(jià)值，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的利益最大化，是更為綠色和環(huán)保的做法。但梯次利用所面臨的難題和挑戰(zhàn)也非常的多，如果不能有效解決，就不能實(shí)現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化。

1. 電池拆解

動(dòng)力電池退役時(shí)，是整個(gè)pack從車上拆解下來的。不同的車型有不同的電池pack設(shè)計(jì)，其內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模組連接方式，工藝技術(shù)各不相同，意味著不可能用一套拆解流水線適合所有的電池pack和內(nèi)部模組。那么，在電池拆解方面，就需要進(jìn)行柔性化的配置，將拆解流水線進(jìn)行分段細(xì)化，針對(duì)不同的電池pack，在制定拆解操作流程時(shí)，要盡可能復(fù)用現(xiàn)有流水線的工段和工序，以提高作業(yè)效率，降低重復(fù)投資。

在拆解作業(yè)時(shí)，不可能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，必然存在大量的人工作業(yè)，而pack本身是高能量載體，如果操作不當(dāng)，可能會(huì)發(fā)生短路、漏液等各種安全問題，進(jìn)而可能造成起火或爆炸，導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，采取什么樣的措施和方法，確保電池拆解過程中的安全作業(yè)，是梯次利用的一個(gè)重點(diǎn)。

2. 剩余壽命預(yù)測

這里分兩種情況考慮，一種是動(dòng)力電池在服役期間，其相關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)有完整記錄，那么當(dāng)梯次利用的廠家拿到這些數(shù)據(jù)之后，結(jié)合電池的出廠數(shù)據(jù)，可以建立電池模組的簡單壽命模型，能夠大致估算出，在特定運(yùn)行條件下電池模組的剩余壽命(根據(jù)所設(shè)定的終止條件)。

另一種情況就惡劣的多了，動(dòng)力電池的使用情況并無數(shù)據(jù)記錄，僅有出廠時(shí)的原始數(shù)據(jù)(如標(biāo)稱容量、電壓、額定循環(huán)壽命等)，使用過程未知，當(dāng)前狀態(tài)未知。當(dāng)梯次利用的廠家拿到電池后，如何判斷其健康狀態(tài)和剩余壽命呢？這就需要對(duì)每個(gè)模組進(jìn)行測試，先明確其當(dāng)前的健康狀態(tài)，然后要根據(jù)測試數(shù)據(jù)和出廠時(shí)的原始數(shù)據(jù)，建立一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)不同的材料體系，大致估算其潛藏的剩余價(jià)值。

第二種情況，梯次利用的成本會(huì)提高很多，測試設(shè)備、測試費(fèi)用、測試時(shí)間、分析建模等，都會(huì)增加不少的成本，導(dǎo)致梯次利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值降低?；谟邢薜臄?shù)據(jù)，對(duì)剩余壽命的預(yù)測也是不準(zhǔn)確的，這無疑又會(huì)增加梯次利用產(chǎn)品的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，使得產(chǎn)品的生命周期成本較高。所以，如何做到快速無損的檢測，是該種情況下梯次利用的關(guān)鍵所在。

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3. 系統(tǒng)集成技術(shù)

梯次利用，最合理的應(yīng)該是拆解到模組級(jí)，而不是電芯級(jí)，因?yàn)殡娦局g的連接通常都是激光焊接或其他剛性連接工藝，要做到無損拆解，難度極大，考慮成本和收益，得不償失。

不同批次的電池模組，甚至來自不同廠家的電池模組，如何在同一系統(tǒng)中混用？這里面有幾個(gè)系統(tǒng)集成技術(shù)必須著重考慮并解決：

1) 分組技術(shù)

需要對(duì)不同的電池模組建立數(shù)據(jù)庫，根據(jù)材料體系、容量、內(nèi)阻、剩余循環(huán)壽命等參數(shù)重新分組。分組參數(shù)設(shè)定要合理，過大不好，模組離散性大，成組為系統(tǒng)后，對(duì)系統(tǒng)性能和壽命影響很大；過小也不行，分組過于嚴(yán)格，會(huì)導(dǎo)致可匹配的模組少，系統(tǒng)集成困難，產(chǎn)品成本很高。

2) 成組技術(shù)

什么類型的電池模組可以成組為系統(tǒng)，這需要結(jié)合產(chǎn)品定位和目標(biāo)市場(高端？中端？低端？)，現(xiàn)有電池模組等級(jí)和類型，以及產(chǎn)品開發(fā)具體目標(biāo)(性能，壽命等)，建立一個(gè)系統(tǒng)級(jí)模型，推算出相關(guān)的匹配系數(shù)，確定產(chǎn)品的總體方案。

3) 系統(tǒng)柔性設(shè)計(jì)

這里有兩個(gè)方面需要考慮：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，需要充分考慮不同模組可能具有不同的尺寸，重量和串并聯(lián)數(shù)，那么系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該是在X，Y，Z軸方向都有很大的彈性，以兼容不同的模組，固定方式既要考慮緊固性和可靠性，又要考慮彈性和便于快速裝卸；模組的線束連接方面，多柔性化考慮，做到可快插和快換。

4. 電池管理系統(tǒng)的魯棒性

(鋰)電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一直是個(gè)世界級(jí)的難題，直到目前為止，也沒有哪個(gè)公司在這個(gè)領(lǐng)域做到相當(dāng)?shù)某墒?，最多?shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化而已。針對(duì)電池組的優(yōu)化管理，尚無非常有效的解決方案，因?yàn)殡娦静⒉皇且粋€(gè)特性比較明確的物理系統(tǒng)，而是一個(gè)在不斷變化的化學(xué)系統(tǒng)，其各項(xiàng)參數(shù)都與運(yùn)行工況、外部環(huán)境、內(nèi)部劣化速度相關(guān)，隨時(shí)間在不斷的變化。國外在算法和理論研究方面走的比較早，在工程方面也有深厚積累，所以產(chǎn)業(yè)相對(duì)成熟。國內(nèi)在BMS軟硬件研發(fā)方面，起步較晚(最近幾年的事情)，理論研究不足，工程應(yīng)用是小步快跑，整體資源投入不足，各家企業(yè)都還沒有非常穩(wěn)定可靠的解決方案。

在梯次利用領(lǐng)域，BMS所要面對(duì)的情況，比汽車領(lǐng)域更為復(fù)雜。面對(duì)各種化學(xué)體系、各種規(guī)格和批次、各個(gè)生產(chǎn)廠家、各種健康狀態(tài)的電池模組，如何進(jìn)行有效的管理，確保他們?cè)诮窈蟮臍q月中健康工作，安度晚年？

在硬件方面，應(yīng)確保BMS的硬件歸一化設(shè)計(jì)，兼容各種不同的模組，而不必針對(duì)不同的模組和產(chǎn)品，開發(fā)多種規(guī)格的硬件產(chǎn)品。這樣可以簡化BMS的硬件開發(fā)、升級(jí)和維護(hù)，降低產(chǎn)品的成本。在軟件方面，需要做到底層軟件模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和固定化，應(yīng)用層軟件做到模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化，能夠自適應(yīng)各種類型的模組，并能夠自我學(xué)習(xí)，在運(yùn)行過程中為模組和電芯建立模型，做到智能化的監(jiān)控、預(yù)測、診斷、報(bào)警和各類在線服務(wù)。軟件的升級(jí)可在線進(jìn)行，并可遠(yuǎn)程升級(jí)。

5. 成本控制

毫無疑問，成本是梯次利用的最大優(yōu)勢，也是梯次利用經(jīng)濟(jì)效益的來源。那么如何做到良好的成本控制，將系統(tǒng)成本做到新電池產(chǎn)品的三分之一，甚至五分之一，將直接決定梯次利用是否能夠發(fā)展成為一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)。

在原材料環(huán)節(jié)，如何以較低的成本拿到電池pack，如何降低pack和模組拆解的難度，如何針對(duì)不同pack復(fù)用流水線和工藝，如何簡化測試，如何建立電池模型等，都會(huì)影響后續(xù)的產(chǎn)品成本。

在產(chǎn)品開發(fā)環(huán)節(jié)，如上面所講，系統(tǒng)集成是關(guān)鍵，電池模組混用、系統(tǒng)柔性化設(shè)計(jì)、BMS魯棒性設(shè)計(jì)等，都能有效降低產(chǎn)品物料成本。

在產(chǎn)品的運(yùn)維環(huán)節(jié)，如何確定合理的質(zhì)保年限，做到智能化的管理，遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)等，都會(huì)影響產(chǎn)品的生命周期成本。

6. 產(chǎn)業(yè)鏈整合

動(dòng)力電池的梯次利用產(chǎn)業(yè)鏈，涉及到用戶(車主或商業(yè)運(yùn)營單位)、車企、動(dòng)力電池企業(yè)、梯次利用企業(yè)，如何創(chuàng)造一個(gè)共生共贏的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)圈，是必須要考慮的。

如果僅僅是后端的梯次利用企業(yè)獲利，那么用戶、車企、以及動(dòng)力電池企業(yè)，就沒有足夠的動(dòng)力去參與和推動(dòng)動(dòng)力電池的梯次利用，產(chǎn)業(yè)規(guī)模就難以起來。

這既需要政府層面建立相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，也需要產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的企業(yè)，一起緊密合作，嘗試成立電動(dòng)汽車后市場的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，大家一起來參與，才能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

7. 商業(yè)模式創(chuàng)新

對(duì)于動(dòng)力電池的梯次利用衍生產(chǎn)品，客戶在知情的情況下，會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能、壽命、可靠性、安全性等心存疑慮，產(chǎn)品的推廣會(huì)存在一定的阻礙。在產(chǎn)品的推廣和應(yīng)用方面，要充分考慮客戶的現(xiàn)狀和訴求，多種商業(yè)運(yùn)作方式相結(jié)合，在充分幫助客戶獲利的基礎(chǔ)上，獲得自己的利益?？沙浞纸梃b其他行業(yè)的一些成功經(jīng)驗(yàn)，如分期付款、分時(shí)租賃、盈利后結(jié)算、托管運(yùn)營、甚至免費(fèi)供貨(靠后續(xù)增值服務(wù))等，探索梯次利用方面的有效商業(yè)模式。

二、 可靠性與安全性難題

1. 電芯的容量和內(nèi)阻離散性

即使經(jīng)過嚴(yán)格篩選的退役電池模組，在重新配對(duì)成組為系統(tǒng)之后，由于大多數(shù)電芯都已進(jìn)入生命周期的中后期，其老化(劣化)速度不一，并且情況較剛出廠的電池要惡劣的多，突出表現(xiàn)為容量和內(nèi)阻的差異越來越大，導(dǎo)致系統(tǒng)在可用容量和充放電功率方面越來越弱，可靠性問題嚴(yán)重。

這種老化速度的離散性變化趨勢，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使得產(chǎn)品的性能和壽命遠(yuǎn)低于預(yù)期，增加產(chǎn)品的售后風(fēng)險(xiǎn)。那么在技術(shù)研究上面，除了上述已經(jīng)談到了的分組和成組技術(shù)，還需要結(jié)合BMS的智能化管理和電力電子的功率變換技術(shù)，通過BMS在運(yùn)行過程中去“感知”這種變化趨勢，并找出系統(tǒng)的短板，再通過電力電子技術(shù)去平衡或彌補(bǔ)“缺陷”，一定程度而言，可以延緩這種加速老化的趨勢，延長使用壽命。

2. 潛在的安全隱患

針對(duì)拆借后的電池模組，僅通過目視檢查，是無法發(fā)現(xiàn)一些安全缺陷的，如輕微脹氣、漏液、內(nèi)短路、外殼破損、絕緣失效、極柱腐蝕等。如果這些安全缺陷不被檢查出來，相關(guān)模組用到新產(chǎn)品中，那么會(huì)導(dǎo)致新產(chǎn)品存在較為嚴(yán)重的安全隱患。采取簡單、快速而有效的檢查措施為拆解后的電池模組進(jìn)行安全“體檢”，這是非常重要的測試工序。

在新產(chǎn)品運(yùn)行過程中，BMS仍然承擔(dān)著電池“家庭醫(yī)生”的角色，必須時(shí)刻對(duì)安全狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，排查隱患，及時(shí)采取措施。在梯次利用市場，BMS的安全檢測功能顯得尤為重要，如同人到中年，身體自然不如年輕人那么健康，及時(shí)體檢，能夠發(fā)現(xiàn)大多數(shù)疾病的前兆。

三、 梯次利用的市場和商業(yè)前景

電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的梯次利用，必須找到適合的市場，并能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，這樣才能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)真正的變廢為寶，最大限度的挖掘剩余價(jià)值。

這個(gè)市場，不能是遠(yuǎn)期的市場，而應(yīng)該是當(dāng)前存在的市場，且退役的動(dòng)力電池在該市場中具備一定的產(chǎn)品競爭優(yōu)勢，使得該市場中的相關(guān)企業(yè)有足夠的利益驅(qū)動(dòng)，采用梯次利用的動(dòng)力電池組作為部件。

經(jīng)過初步的分析，我們找到了動(dòng)力電池梯次利用的3個(gè)潛在市場，這些市場既有足夠大的規(guī)模，也與電池產(chǎn)業(yè)息息相關(guān)(其主要部件就是電池組)，動(dòng)力電池的梯次利用技術(shù)可以與這些市場實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

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1. 電動(dòng)自行車市場

經(jīng)過20年的高速發(fā)展，中國電動(dòng)自行車的市場保有量已經(jīng)超過2億，是私家車200%，摩托車的160%，已成為我國民眾使用最多的交通工具?，F(xiàn)在以及未來很長時(shí)間，電動(dòng)自行車仍然是解決城市農(nóng)民工、三四線城市居民、以及我國廣大農(nóng)村地區(qū)人口交通問題的主要載體。這么一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)，其上下游產(chǎn)業(yè)鏈的年總產(chǎn)值超過2000億，是當(dāng)之無愧的民生產(chǎn)業(yè)。它所帶動(dòng)的就業(yè)、工業(yè)產(chǎn)值、GDP貢獻(xiàn)、稅收貢獻(xiàn)等，都是我們無法忽略的。當(dāng)然，較低的行業(yè)門檻，快速增長的市場，也導(dǎo)致行業(yè)魚龍混雜，水平參差不齊，市場惡性競爭加劇，再加上售后服務(wù)及回收處理不到位，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

2014年，中國大約生產(chǎn)了2900萬輛電動(dòng)自行車，較2013年下降了20%，是電動(dòng)自行車市場第一次較大幅度的負(fù)增長。這一現(xiàn)象的背后，其實(shí)是中國電動(dòng)自行車市場走到了行業(yè)巨變的路口。行業(yè)內(nèi)的企業(yè)經(jīng)過多年的價(jià)格競爭、渠道競爭、終端廝殺之后，雖然實(shí)現(xiàn)了部分企業(yè)的優(yōu)勝劣汰，但整體上行業(yè)集中度不夠(前十名的市場占有率有總和不及50%)、產(chǎn)品競爭力不突出、同質(zhì)化嚴(yán)重、核心優(yōu)勢缺位、品牌價(jià)值不高、產(chǎn)品附加值低、增值服務(wù)缺失。

隨著人均收入逐步提高，電動(dòng)自行車市場日趨飽和，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的日益普及等，消費(fèi)者在購買電動(dòng)自行車的時(shí)候，會(huì)更多的注重品牌、口碑、品質(zhì)、外觀、性能、智能化等因素，這與我國智能手機(jī)市場的發(fā)展如出一轍。預(yù)計(jì)接下來市場會(huì)有一輪比較慘烈的洗牌，那些注重用戶體驗(yàn)，開發(fā)高性價(jià)比產(chǎn)品，產(chǎn)品品質(zhì)突出，善于利用互聯(lián)網(wǎng)樹立口碑并擴(kuò)大影響的企業(yè)，將逐漸勝出，成為市場的領(lǐng)跑者甚至寡頭。產(chǎn)品的發(fā)展方向，將是智能化(聯(lián)網(wǎng))、高性能(長續(xù)航里程/高瞬時(shí)功率)、高品質(zhì)、長壽命、以及良好的用戶體驗(yàn)。

電池?zé)o疑是電動(dòng)自行車的核心部件，當(dāng)前市場，90%的車型采用鉛酸電池，約有10%的車型采用鋰電池。鉛酸電池的突出優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，能將整車價(jià)格拉低到2000元左右，滿足早期用戶的需求(對(duì)價(jià)格敏感)。但鉛酸電池作為動(dòng)力來源，也有其固有的缺陷，如重量大、體積大、循環(huán)壽命短、容量衰減快、行駛里程短、充電慢等。鋰電池與鉛酸電池相比，在壽命、能量密度(行駛里程)、體積、重量、快速充放電等方面，具有明顯的優(yōu)勢。近年來，隨著成本的下降，鋰電池在電動(dòng)自行車領(lǐng)域的應(yīng)用正呈現(xiàn)良好的增長勢頭。

正是看到了這種市場變革和顛覆的趨勢，李一男帶著牛電科技切入電動(dòng)自行車市場，試圖復(fù)制小米在手機(jī)市場的成功模式，以互聯(lián)網(wǎng)思維來造電動(dòng)自行車，快速占領(lǐng)這個(gè)市場。毫無疑問，李一男抓住了一個(gè)快走到“風(fēng)口”的行業(yè)，也深刻的理解用戶的“痛點(diǎn)”，同時(shí)以“錯(cuò)維”優(yōu)勢來參與競爭，萬事俱備只欠東風(fēng)，就差一個(gè)讓市場“尖叫”的產(chǎn)品。

牛電科技第一代產(chǎn)品小牛N1，采用的是松下18650鋰離子電池(與特斯拉電動(dòng)車的電池同型號(hào))，手提式可拆卸pack設(shè)計(jì)，整體重量僅為12kg，同樣能量的鉛酸電池一般要50kg的重量。170節(jié)2600mAh電池組合起來提供了1560Wh的電量，續(xù)航里程因而達(dá)到了驚人的100km。但是價(jià)格嘛，也是相當(dāng)驚人的，4999元(100公里版)。

小牛N1相對(duì)于市場上已有的產(chǎn)品，顯然高了不止一個(gè)檔次，雖然不是顛覆性的，但確實(shí)有傲視群雄的資本?？墒请妱?dòng)自行車面向的用戶群，對(duì)價(jià)格仍然是比較敏感的，3999和4999元的價(jià)格比市場上的普通產(chǎn)品高出50%~100%，無疑也會(huì)大大限制產(chǎn)品的推廣和普及。消費(fèi)者是否愿意為了為小牛N1多掏1倍的錢，仍然是未知數(shù)。

那么換個(gè)角度考慮，如果采用梯次利用的動(dòng)力電池呢？

以上數(shù)據(jù)，僅僅是行業(yè)均值的粗略對(duì)比，并不是具體廠家的精確數(shù)據(jù)。從上表可以看出，采用梯次利用的動(dòng)力電池，可以在價(jià)格、行駛里程(能量密度)、和壽命之間達(dá)到一個(gè)較好的平衡，從而更快速的推動(dòng)鋰電池在電動(dòng)自行車市場的應(yīng)用。

以2014年的數(shù)據(jù)為基數(shù)，假如有10%的電動(dòng)自行車采用梯次利用的動(dòng)力電池組，以每輛車配1kWh的電池組計(jì)算，那么年總需求可以達(dá)到290萬kWh(2.9GWh)，與2014年我國電動(dòng)汽車動(dòng)力電池總量3.7GWh相去不遠(yuǎn)，相關(guān)梯次利用的市場規(guī)?？蛇_(dá)數(shù)十億元。

2. 微型電動(dòng)車市場

這是一個(gè)野蠻生長的市場，也是目前監(jiān)管空白的市場。電動(dòng)汽車價(jià)格高高在上，并不是普通民眾能夠輕松承擔(dān)得起的，電動(dòng)自行車又不能擋風(fēng)遮雨，駕駛和乘坐舒適性無從談起，那么市場就需要一個(gè)這樣的產(chǎn)品，來銜接“低端”的電動(dòng)自行車和“高端”的電動(dòng)汽車，這就是微型電動(dòng)車快速發(fā)展的基礎(chǔ)。

微型電動(dòng)車與電動(dòng)汽車具有相似的車身構(gòu)造和技術(shù)特征，因此在產(chǎn)業(yè)鏈的大多數(shù)環(huán)節(jié)都是可以共用的。微型電動(dòng)車價(jià)格較低，與廣大基層民眾收入水平、消費(fèi)升級(jí)趨勢、全國道路基礎(chǔ)設(shè)施完善相契合，因此微型電動(dòng)車在我國三四線城市及農(nóng)村地區(qū)大受歡迎。2014年，僅山東地區(qū)，微型電動(dòng)車的產(chǎn)量即超過18萬輛，全國市場接近30萬輛。但微型電動(dòng)車市場魚龍混雜、相關(guān)企業(yè)缺乏資質(zhì)、產(chǎn)品質(zhì)量低劣、使用重污染的鉛酸電池等問題，仍然限制了微型電動(dòng)車的發(fā)展。目前市場上的微型電動(dòng)車，大多售價(jià)在5萬左右，車速在40~60公里/小時(shí)，續(xù)航里程低于100公里，甚至低于80公里，電池容量衰減很快，安全隱患突出。

在2015年之前，國家發(fā)改委、工信部等主管部門雖沒有明令禁止發(fā)展微型電動(dòng)汽車，但是微型電動(dòng)車不能進(jìn)入《車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》，不能上汽車牌照，所以在官方層面仍然屬于受限制行業(yè)?？上驳氖牵瑥娜ツ暌詠?，地方政府和中央政府已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到微型電動(dòng)車的強(qiáng)大市場需求以及行業(yè)發(fā)展的不健康狀態(tài)，正逐步通過國家層面的法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及地方的產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策，將微型電動(dòng)車納入監(jiān)管體系，給予其“合法”的身份，促進(jìn)行業(yè)規(guī)范有序的發(fā)展。

微型電動(dòng)車的發(fā)展，在未來2年將呈現(xiàn)兩條可能的路徑：

1. 車輛達(dá)到雙100要求(時(shí)速100公里，續(xù)航里程100公里)，按照《新建純電動(dòng)乘用車生產(chǎn)企業(yè)投資項(xiàng)目和生產(chǎn)準(zhǔn)入管理的暫行規(guī)定(征求意見稿)》，納入純電動(dòng)乘用車體系

2. 達(dá)不到雙100公里要求的，按照新修訂的國標(biāo)GB/T 15089《機(jī)動(dòng)車輛及掛車草案》，將作為L6和L7類型的純電動(dòng)“四輪摩托車”來監(jiān)管

如果微型電動(dòng)車達(dá)到了雙100公里要求，且其生產(chǎn)企業(yè)具備《規(guī)定》所要求的生產(chǎn)資質(zhì)，該車型將獲得電動(dòng)乘用車國家補(bǔ)貼和地方補(bǔ)貼。對(duì)于企業(yè)而言，不但意味著“合法”的身份，也意味著銷量和利潤的大幅度提升，將推動(dòng)企業(yè)獲得更大的發(fā)展空間。

2016年，新的純電動(dòng)及插電式混合動(dòng)力乘用車的國家補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)如下：

從上表可以看出，如果續(xù)航里程達(dá)到100公里，不考慮地方補(bǔ)貼(地方補(bǔ)貼額度不一)，那么一輛純電動(dòng)乘用車可以拿到2.5萬元的補(bǔ)貼金額。如果續(xù)航里程達(dá)到150公里，補(bǔ)貼金額則高達(dá)4.5萬元。

采用鉛酸電池的微型電動(dòng)車企業(yè)，很難達(dá)到此要求(性能和輕量化難以兼顧)，也意味著很難拿到國家和地方補(bǔ)貼。而如果要采用鋰電池包，如果要達(dá)到100公里續(xù)航里程，通常需要10kWh的容量，目前的市場價(jià)格超過3萬元，加上電機(jī)的升級(jí)，以及其他一些成本，很可能沒有多少利潤。

如果采用梯次利用的動(dòng)力電池呢？成本不到新鋰電池系統(tǒng)的一半，而續(xù)航里程，放電功率等都可以滿足雙100公里的要求，甚至可以達(dá)到150公里續(xù)航里程的要求。在保持低價(jià)的基礎(chǔ)上(扣除補(bǔ)貼后，價(jià)格低于5萬)，產(chǎn)品性能得到較大提升(達(dá)到純電動(dòng)乘用車標(biāo)準(zhǔn))，產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢明顯(性價(jià)比高)。

基于以上分析，采用梯次利用的動(dòng)力電池，可以幫助微型電動(dòng)車企業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)，達(dá)到純電動(dòng)乘用車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，獲得國家及地方財(cái)政補(bǔ)貼，拓展企業(yè)的發(fā)展空間。

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3. 電能存儲(chǔ)(儲(chǔ)能)市場

毫無疑問，這是一個(gè)超級(jí)大的市場，也是未來能源互聯(lián)網(wǎng)的支柱和基石，沒有有效的儲(chǔ)能手段，能源互聯(lián)網(wǎng)就是空談。經(jīng)過多年的政策推動(dòng)、市場驅(qū)動(dòng)、技術(shù)發(fā)展、以及成本下降，儲(chǔ)能市場即將渡過黎明前的黑暗，迎來希望的曙光。

Tesla發(fā)布Powerwall和Powerpack之后，一個(gè)月獲得的訂單超過8億美金，充分說明了市場的強(qiáng)勁需求，以及公眾對(duì)低成本長壽命儲(chǔ)能產(chǎn)品的期待，緊隨其后，戴姆勒·奔馳公司也在德國發(fā)布了類似的產(chǎn)品，并宣布將在夏季或秋季的時(shí)候向市場供貨。整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)即將在未來幾年走向“風(fēng)口”，獲得快速的發(fā)展。

據(jù)CNESA項(xiàng)目庫不完全統(tǒng)計(jì)，截至2014年底，全球應(yīng)用在電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目(不含抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能及儲(chǔ)熱)累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為845.3MW，2014年新增裝機(jī)111.6MW，年增長率為15%。其中，中國儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)84.4MW，占全球儲(chǔ)能裝機(jī)的10%。

從地域分布上看，無論在項(xiàng)目數(shù)量還是裝機(jī)規(guī)模上，美國均占據(jù)最大比重。截至2014年底，美國已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目95個(gè)，裝機(jī)規(guī)模超過357MW。日本在裝機(jī)規(guī)模上位居第二，接近310MW，中國在項(xiàng)目數(shù)量上緊隨美國之后，有63個(gè)項(xiàng)目。2014年，美國的新增裝機(jī)規(guī)模最大，為34.4MW，中國和歐洲分列二、三位，裝機(jī)規(guī)模分別為31MW和27.7MW。

從技術(shù)分布上看，鈉硫電池的裝機(jī)比重最大，為40%，其次是鋰離子電池和鉛蓄電池，分別占33%和11%。2014年，儲(chǔ)能技術(shù)新增裝機(jī)中，鋰離子電池的占比最大，為71%，其次是飛輪，占20%。

從應(yīng)用分布上看，儲(chǔ)能項(xiàng)目主要集中在可再生能源并網(wǎng)、輔助服務(wù)、電力輸配和分布式微網(wǎng)等領(lǐng)域。其中，可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域的占比最大，為45%，裝機(jī)規(guī)模為379MW。2014年，應(yīng)用領(lǐng)域新增裝機(jī)中，用戶側(cè)領(lǐng)域占比最大，為43%，其次是輔助服務(wù)和電力輸配領(lǐng)域，分別為28%和19%。

未來儲(chǔ)能產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，應(yīng)該緊跟市場熱點(diǎn)需求，從解決用戶的實(shí)際問題出發(fā)，著重從以下幾個(gè)方面考慮：

1. 配合分布式發(fā)電(風(fēng)能/太陽能等)，推廣分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，解決分布式發(fā)電隨機(jī)性波動(dòng)所面臨的一些列并網(wǎng)難題和調(diào)度難題

2. 主干網(wǎng)及微網(wǎng)系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性問題，調(diào)頻調(diào)壓問題，緩解輸配電擴(kuò)容壓力等

3. 用戶側(cè)能源管理，移峰填谷，改變用戶的用電曲線，降低用戶的電費(fèi)成本，這一點(diǎn)對(duì)大型高能耗的工業(yè)用戶(電解鋁/電解銅/礦產(chǎn)/有色金屬深加工等)尤為重要

4. 配合家庭光伏發(fā)電，推廣家用儲(chǔ)能系統(tǒng)，提高自發(fā)自用率，在歐美澳等地區(qū)，有非常廣闊的市場需求

5. 移動(dòng)電源，后備電源，應(yīng)急電源等

事實(shí)上，采用新鋰電池組做儲(chǔ)能系統(tǒng)，通常單位成本會(huì)高達(dá)2000~3000元/kWh，投資回報(bào)率偏低，這也是制約儲(chǔ)能產(chǎn)品大規(guī)模應(yīng)用的最大障礙。如果采用他梯次利用的動(dòng)力電池，其規(guī)?；杀具h(yuǎn)低于新電池，以美國初創(chuàng)公司FreeWire為例，該公司利用日產(chǎn)leaf的退役動(dòng)力電池做移動(dòng)充電車，其相關(guān)產(chǎn)品的每度電成本只有 100 美元，折合人民幣600元/kWh。該公司CEO阿卡迪?索西諾夫(Arcady Sosinov)表示，電池產(chǎn)業(yè)界要到 2030 年才能達(dá)到的成本目標(biāo)，他們用二手電池壓低成本，現(xiàn)在就已經(jīng)做到。

Tesla在美國發(fā)布Powerwall和Powerpack之后，引起市場的狂熱追捧，價(jià)格是一個(gè)很重要的因素?？墒?，經(jīng)過眾多專家的對(duì)比分析，我們知道，Tesla是以低于成本的價(jià)格來銷售儲(chǔ)能產(chǎn)品的。我們分析一下Elon Musk的動(dòng)機(jī)，有深刻的理由相信，未來Tesla也會(huì)將Model S等電動(dòng)車的退役動(dòng)力電池，應(yīng)用于家庭儲(chǔ)能和商業(yè)儲(chǔ)能。到那時(shí)候，儲(chǔ)能產(chǎn)品的利潤和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，才會(huì)實(shí)現(xiàn)最大化。

根據(jù)中國政府的規(guī)劃，到2020年時(shí)，全國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到200GW，光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到100GW?？稍偕茉窗l(fā)電配備儲(chǔ)能系統(tǒng)，已經(jīng)成為一種剛性需求，一般的配比為5%~20%。以此推算，到2020年時(shí)，我國僅可再生能源發(fā)電市場，就需要15GW以上的儲(chǔ)能系統(tǒng)，以2~4倍的容量/功率比計(jì)算，需要30GWh以上的儲(chǔ)能電池規(guī)模。

短期來看，梯次利用的動(dòng)力電池，在家庭儲(chǔ)能、分布式發(fā)電、微網(wǎng)、移動(dòng)電源、后備電源、應(yīng)急電源等中小型的儲(chǔ)能設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域，會(huì)有良好的發(fā)展?jié)摿?。長期來看，如果一些技術(shù)難點(diǎn)得以解決，在大型和超大型的商業(yè)儲(chǔ)能和電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能市場，梯次利用也會(huì)有廣闊的前景。

實(shí)際上，儲(chǔ)能產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益測試和商業(yè)模式探索，是非常復(fù)雜的事情，并不是通過以上簡單的分析就能搞清楚的。但有一點(diǎn)比較明確，采用梯次利用的動(dòng)力電池，其成本遠(yuǎn)低于新的鋰電池組，可以大大降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本，消除儲(chǔ)能產(chǎn)品大規(guī)模應(yīng)用的最大障礙，帶來更為明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

八、 總結(jié)

對(duì)于電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的梯次利用，國外走的相對(duì)快一些，美國、德國和日本已經(jīng)有不少示范應(yīng)用的項(xiàng)目，他們?cè)诜e極探索技術(shù)、成本、商業(yè)模式等方面的問題和難點(diǎn)，為后續(xù)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化做儲(chǔ)備。

我國還更多的停留在“研究”階段，學(xué)校、科研院所等有組織過理論研究和實(shí)驗(yàn)研究，但配套資金不足，力量分散，進(jìn)展緩慢，而且鮮有企業(yè)在這方面投入資源進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的探索和積累。以我國電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展速度和規(guī)模，未來兩三年，即會(huì)迎來動(dòng)力電池退役的高峰，多達(dá)GWh規(guī)模的動(dòng)力電池，將退出汽車市場，并且退役電池總量每年都會(huì)呈加速度增長。如何最大限度的利用這些電池的剩余價(jià)值，不單單是環(huán)保問題，也是在考驗(yàn)我國電動(dòng)汽車后市場的經(jīng)濟(jì)效益和循環(huán)效益。

在電動(dòng)汽車等新型產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，我們必須改變過去粗放式的發(fā)展模式，不能單純的追求規(guī)?；б妫菓?yīng)該建立一個(gè)更加高效、更加精細(xì)的經(jīng)濟(jì)模型，真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

誠然，我們還面臨諸多的技術(shù)難題，以及在商業(yè)模式創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈布局方面的挑戰(zhàn)，但可獲得的預(yù)期收益，也是相當(dāng)可觀的。當(dāng)別人都在困難面前躊躇、猶豫、甚至退縮時(shí)，那些敢于迎難而上、銳意進(jìn)取的企業(yè)和團(tuán)隊(duì)，才能在這個(gè)目前還不太受人關(guān)注，卻潛藏巨大經(jīng)濟(jì)效益的領(lǐng)域，收獲累累的果實(shí)。

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