摘要：近年来，随可再生能源发电及储能技术不断成熟、成本大幅度降低，特别是电动汽车的大规模普及，社会各方致力于电池的报废后的动力电池可作为出储能电池能量梯级利用技术的研究，因此储能站的大规模应用迎来了新的机遇。
关键词：动力蓄电池；梯级利用；
能源互联网概念的提出，电动汽车引发废旧动力电池梯级利用问题，可再生能源发电技术的提升，蓄电池成本的下降，使得电力系统储能站建设迎来新的机遇。储能站在电力负荷低谷时充电，在负荷高峰时放电，起到削峰填谷作用。储能装置可以平抑间歇性新能源发电功率，使其具有可调度性。
一、回收模式
目前，国外一些企业已经开始探索动力电池回收模式，例如日产汽车和住友集团合作成立了4R Energy公司进行回收以及梯次利用在住宅供电方面。可以看出，这类回收模式主要是以汽车生产企业以及动力电池生产企业为主导的，依靠生产厂家特有的物流优势进行回收。国内近期出台了一系列相关政策大力推进动力电池梯次利用，特别提出要求生产厂家承担起回收的责任。目前，我国成体系的动力电池回收利用厂商不多，且受到了企业资质的限制。国内目前拥有成熟回收体系的厂家中格林美颇具代表性，其与汽车生产企业、动力电池生产企业、梯级利用企业以及报废汽车回收拆解企业等共建回收网点，采用线上、线下相结合的方式构建废旧动力电池回收网络。基于RFID技术，其实现了对物联网内的回收资源的实时监控以及全程溯源，通过对回收汽车安装GPS实现线上监控，提高了回收效率。格林美的回收方式可以概括为“互联网+分类回收”，利用手机APP以及微信网站等网络客户端开展电子商务模式实现O2O回收模式。以上是对动力电池回收企业实例的分析，总结起来，大概可以分为以下3种模式：汽车厂商建立逆向物流回收，企业自营；生产商联合组织形成企业联营模式；第三方企业进行回收，即企业的外包模式。
1.汽车厂商自营制。由汽车厂商负责回收可以利用既有的正向物流体系，并且保证了关于动力电池的一些保密技术不外露。同时，由厂商直接交付梯级利用企业可以给予厂商回收利用难度反馈，敦促厂商合理设计产品，也督促了生产者对动力电池的寿命、质量等的监督，以便进行售后维护。
2.生产者责任制。生产者责任制是欧盟目前防治小电池污染的主要制度。由动力电池生产者联合可以使联盟共同承担风险。然而，生产商从消费者手中回收电池难度较大，同时，回收渠道中4S店和整车企业有偿回收，会提高回收成本。
3.第三方回收制。由具有资质的第三方回收企业回收可以保证不同型号的电池得到回收，同时鼓励消费者参与到物流体系中。专门的回收企业也可以保证操作的专业性与规范性。然而，受到的成本制约较大，需要较为成熟、合理的回收方案以降低回收成本，并设立足够的物流中心保证回收范围的覆盖。此外，回收体系如果要成为闭环，下游产业也不可或缺。因此，对于回收利用后再报废的动力电池，仍可由原有化学拆解的产业承接。化学拆解主要利用正极材料等，对于动力电池可用容量等要求并不高，因此，动力电池充分梯次利用之后，再由化学拆解行业回收可使效益最大化。
二、储能技术简介
1.储能的分类及优缺点。储能分为三类：物理储能，包括抽水蓄能，压缩空气，飞轮储能；化学储能，种类较多，常用的有液流电池、锂离子电池、铅酸电池；电磁储能，包括超级电容储能，超导储能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中抽水蓄能装机容量大，功率密度高，成本低，但选址不易；飞轮储能寿命长、但能量密度低；超导、超级电容储能功率密度高，充放电迅速，但能量密度低、持续时间短；相比之下，化学储能技术成熟，高能量密度，高功率密度，外接控制灵活的电力电子接口变流器，使其适合于系统调峰、大型应急电源、可再生能源并入等大规模、大容量的应用场合。锂离子电池储能是目前储能产品开发中最可行的技术路线，锂离子电池具有能量密度大自放电小，没有记忆效应、工作温度宽、可快速充放电、使用寿命长、没有环境污染等优点，被称为绿色电池[3]。
2.大规模储能的意义。蓄电池储能站在电网低谷时充电，在高峰时放电，在一定程度上改变负荷曲线，起到削峰填谷的作用。采用电力电子变流器接口的储能系统可灵活控制系统有功无功功率，且动态响应大大快于火电机组调峰。随着储能设备造价的逐步降低以及能量密度的提高，储能站将在电力系统中大规模普及，以期提高配电设备和线路的利用率，减少火电调峰机组的数量，减少备用容量，提高发电效率，节约一次网架投资。将储能装置应用于可再生能源发电，可实现出力平滑、
三、相关应用
动力电池作为典型的储能装置，对动力电池回收后的应用在中小规模应急储能方面有着良好的应用前景，也在大规模电网储能领域大有可为。对于小规模储能应用，从电动大巴以及高性能电动汽车上退役的动力电池可以利用在景区的观光车以及居民的电动自行车上。同时，一些典型的小型储能应用场景，比如紧急电源也可用退役动力电池替代。退役电池也可在一些传统蓄电池领域应用，比如分布式发电中与新能源风光电源配合实现小规模储能。考虑到西部部分欠发达地区存在用电难、风光资源丰富、对分布式能源有较高需求的情况，退役动力电池相比普通的新蓄电池具有明显的价格与性能优势，在循环寿命、能量密度、高温性能等方面优于铅酸电池，可以适当减轻分布式能源初期建设成本过高的问题。中国铁塔股份有限公司将梯次利用后的动力电池应用在了自身的基站产品之上，利用峰谷电价差，结合动力电池储能装置性能好、成本低等优势，降低了自身基站运营成本。依据国家能源发展“十三五”规划，我国正在推进企业园区多能互补环保工程。一些新型的企业园区采用风、光和地热等多种能源混合利用，而退役动力电池本身带有废物利用的环保性质，应用于这类企业园区的中小规模储能可以增强园区能源多样化并且切合环保主题。以上为动力电池梯级利用在中小型储能方面的一些典型应用，此外，考虑到我国储能电站产业正在快速发展，而储能电站所用电池与动力电池基本一致，大部分均为锂电池，因此，回收后的动力电池也可制成较大规模的储能装置，消纳弃风弃光以及提供电力系统辅助服务，对实现大规模可再生能源的接入具有重要意义。来自高工产研锂电研究所的调研显示，2017年锂电储能市场产量约3.5 GW•h，同比增长13%；产值55亿元，同比增长7%.同时，现有锂电储能市场受成本影响发展已近瓶颈，而退役动力电池在此储能利用可推进其持续发展。随着目前电力市场改革的推进，电力辅助服务市场也日渐得到重视，较为典型的辅助服务有调配、备用、无功调节和黑启动等。相比传统的火电机组，储能装置容量较小，难以长期供电力系统使用，但储能装置的出力爬升快，可以较快启动，因此，是提供短期电力辅助服务的优秀选择。此外，依据电力市场分时的电价变化，等待电力市场进入实时市场阶段并深化改革之后，家庭级用户可以依靠储能装置盈利。
作为一个新兴的产业势必需要相应的配套产业链，而我国尚未形成成熟、闭环的动力汽车体系，大量即将退役的动力电池难以得到高效处理，浪费严重。因此，从动力电池回收以及梯次利用的层面对回收体系以及利用模式进行了研究，提出了相关企业可以采用的三类回收模式以及退役电池可以应用的中小型储能模式和大规模电网储能产品，对梯次利用企业进行了展望并提出了相关要求。
参考文献：
［1］高欣光.废旧车用动力锂离子电池的回收利用现状.2017.
［2］韩爱菊，动力电池梯次利用研究进展.2017
.陈洪图(1983—)，男，天津，硕士，主要研究方向为模式识别与智能系统。
论文作者:陈洪图1,张庆2,张洪永3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/19
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