上海煦达新能源张哺：退役动力电池案例实践及潜在应用场景探讨

12月14-15日，2018年中国工商业与户用光伏品质暨创新论坛在浙江杭州如期召开。论坛由中国检验检疫学会光伏专委会、光伏绿色生态合作组织和中国工商业与户用光伏品牌联盟主办，旨在年终岁末与业内各界人士共同探讨工商业与户用光伏高质量及创新发展之路。

光伏储能如何更好的结合？论坛上，上海煦达新能源科技有限公司张哺作题为“退役动力电池案例实践及潜在应用场景探讨”的精彩演讲。

以下为会议实录：

上海煦达在光伏圈里大家可能没怎么听过，但是我们也不是完全跟光伏没有关系，我们以前做的光伏是在国外就做的，上海煦达是在2011年成立的，刚成立之初定位是偏向于储能，那时候是在做国外市场，因为国内当时没有市场，这两年才慢慢有储能市场的迹象，所以之前我们一直是在欧洲做户用的储能和光储系统。

有两种方式，第一种是用户已经装好光伏的地方给他配一个电池储能系统，另外就是新装用户做光储一体系统，因为国外的户用平均电价很贵，电价差也大，所以国外的户用基本上有六到七年的回收期。这是以德国为例，现在电池技术基本上能保证八年的质保寿命，运营的寿命会更长一点，所以国外的户用市场像我们的家电一样是自发消费的市场，更像是用户全额买单家电消费的类型。我们从2016年开始，关注到一个迹象，国内有一个电动汽车大爆发之前国内没有储能的市场，一个是因为电化学成本，电动汽车一旦爆发后，对整个社会的电池产能提上来了，电池降本也有一定的油头，所以这几年以来电池的成本也是一降再降，电动汽车的动力电池的使用在当年还是三到五年，现在是五到八年，这么长时间的使用后，电池在车上已经不适合装了，因为电池和光伏面板是一样的，光伏面板有个发电能力的衰减，电池是电化学反应，比半导体损耗更大一些，光伏面板是半导体迁移光照的压感造成压差，压差驱动电流来产生电的，电化学储能是离子在电解液里移动，所以它的失效速度会比半导体快，它的容量会衰减的比电池快，所以动力电池装在车上后，而且现在电动车又要求充电时间要短、马力要足，所以一般来说大倍率的充放电，一般来说运营车辆是3年，自己的乘用车一般是6-8年，这样电池在车上的应用场合就失效了，不是电池坏了，是电池的应用性能不足了，这样就会有风险，你要爬坡电池没有能力，就会面临着危险。随着电池技术的进步，时间也会有所拉长，电池会退下来，而电池也不是因为坏掉了，所以我们想在国内一些合适的场合，比如有一定的电价差，又有新能源的需求，把它作为储能的电池用起来，因为从储能上尤其在用户侧和配电侧来看，我们对电池的充放电倍率要求不会很高，充放电倍率比如一个电池从空出到满一个小时倍率就是1，两个小时倍率就是0.5，我们在用户侧设计的倍率一般是4-5小时，比如装50度的电池，60千瓦的枪一个小时充满就是快充的模式，我在储能时就把它放在0.2、0.3C，这个电池就会比目前的电化学储能的电池在这种场合使用，比新的电池成本会降低一半。

有不少嘉宾也在说光伏平价时代到来，我做了一个测算，至少在工商业领域，在上海、江苏或者浙江，工商业平均电价加上基本电费应该在8毛左右，光伏按10年的寿命期按照度电成本也应该到3-4毛，一年按照一千瓦发一千度电的水平衡量，十年能发一万度电4000块钱的投入，度电成本就是4毛，储能如果也能做到度电成本差不多4毛，那储能加光伏就是一个受控电源了，因为光伏是不受控的，受控的时候它就是一种资源了，资源错配了，垃圾是放错地方的资源，这个也是一样的道理。光伏储能在这种技术条件下已经实现了平价上网，我跟电力公司的供电能达到平衡了，而且我今天看下来，还是以十年寿命来算的，属于二十年来算综合度电成本就是6毛钱，这个点是国内的储能和光伏结合的点会有一个好的点，我们这两年在国内用户侧投资和运营了不少的储能电站，因为我们是以梯次动力电池为主的，有很多人也想进入这个行业，光伏板大家都知道能用25年、30年每年衰减不超过1%，政策稳定的情况下我很清楚它未来是什么样的，但是储能大家还不知道还是以观望为主，但是慢慢也会实践出来。

梯次电池柴油成本交付3400，现在的光伏如果能做到3-4毛钱，光伏储能已经不是伪命题了，现在是已经可以确实实现的事情了。动力电池梯次利用，说的通俗点是二手电池再利用，所以不能作为新电池进行调频。

储能在国内市场发电侧、书店、配电、用户侧，我们是偏配电侧和用户侧，现在发电侧我们也在做一些工作，发电侧就是选能量密度低的，比如光伏是能量密度低的场合，那就意味着它需要靠时间积累，你要调频，它是要跟时间赛跑的这是不适合的，所以每个技术都有它适合的应用场景。这是国内储能的装机还有电动汽车，国内的储能基本上两年翻一倍，这几年尤其2018、2019年的速度会更快。

梯次电池现在做到1元/瓦时，储能这个行业不像光伏没有国家补贴，我们把它做到4-5年的回收期，电池的寿命不像光伏那么长，电池残余的寿命是7-8年左右，我们在这个运营模型里会把它做到4-5年的回收期，这是一个电池的寿命周期，一个寿命周期结束后电池可能失效了、容量衰减不能用了，但是其他的电池转换设备还可以继续用，所以在模型里会做两个周期的电池核算，大概十六年的投资周期，其他东西不换再换一批电池，第二批电池更换可以占到目前系统成本的40%左右，到那个时候假定电价场合还是合适的话，是两年的回收期，这个就有诱惑力了，目前以十几年投资周期维度来说，全投资的内部收益率在15%。

梯次利用典型的应用场景和方案，削峰平谷、需量管理还有新能源消纳，发电侧有一些国外用户也盯上了，我们也在跟他们进行深度交流。需量管理这两年有个契机，都在关产能查环保，很多厂被关掉了，没关掉的厂就活的很好，但是单来了他要向电力局申请扩容，但是花多少钱都不能让你过，因为你这是限制产能，那就要不计成本，因为订单在排着呢，而且是由于国家政策把他逼成局部垄断这个台子上了，现在有很多的需求，他这个过程没这么快，就优先把储能装上来，产能低比如晚上休息时把电存起来，白天产能高把电用起来，这个时候梯次利用低成本的储能技术对他来说很匹配。他白天在用电高峰期，削峰平谷也做了，需量管理、削峰平谷在上海基本可以把这个投资回收期做到三年多不到四年。

这是电池梯次储能的应用方案的架构，电池梯次储能的特性就决定了不能做类似于集中式光伏电站就是把很多组串串起来串到高电压，再把很多组串并起来再统一逆变，这种方式是不存在的，因为电池在不同的车上跑过来再把数据收集起来，检测好了再把它放在一起，车型还是不太一样的，电池是严格一个组串做一路逆变，然后在交流侧把它做汇流，一般是10-20千瓦的组串，按照4-5小时甚至5-6小时的充放电时间来说，将近是60-150度电一个组串的电池我都能搞定，我可以保证这个组串下的电池都是来源于同一辆车，同一辆车上的电池又在一起，出问题的概率是最小的，两辆不同车的电池串在一起会容易出问题，所以我们的逻辑架构一定是做组串分布式做精细化管理的。

这是我们的一个项目，因为梯次电池这个命题是2014、2015年就开始讨论了，有很多行业内的大咖包括做电池的也一直在说这个事儿是伪命题。梯次电池这个技术下面有很多门牌，分门别类，有的是要把电池拿下来拆包，拆出来电芯再检测，检测完了再分类一档二档三档，同一档再打包再做组串做系统，这样作为的后果就是二手电池的电池包比新电池的还贵，我拆一次测一次再重做，人力成本太耗费了。我们也知道这个办法不适用，因为一定要做低成本可靠的路线，所以要么整包用，要么最多拆到模组，重新配上以后再用，这个也是有一定风险的，因为电池当年也是量比较少，所以我们先做一个示范性的先跑起来，这个已经是商业化了，这个是2017年9月份放上去，现在采了一年半的数据，基本上每年预期有7%的电池容量衰减，但是在这种使用场合下电池衰减基本看不出来，勉强算下来有1%左右，所以动力电池在梯次利用，只要把它稍微优待一点，提供的环境稍微适当一些，它还可以做一些稳定输出，发挥余热进行发光发热。

这是我们预计的动力电池梯次利用这个行业最近几年成本的变化，大概在2020年左右，电池成本会在0.45元，这个说的是电池芯片系统加上BMS。左边这个图是不同的用户侧赋能的投资经济系，新电池在2充2放的情况下现在也有6.5年的回收周期，现在有人说电池能做到几万次，有可能，你做削峰平谷两充两放一年能做7万次也要做一百年，大家都会掂量一下这个事行还是不行。我们做用户侧储能还有跟光伏结合，哪怕运营期达到15-16年，我一定以10年考核期来考量，如果在这个上面合适的话它多出来的都是我的奖金，那我就可以放开对它的考核。

这是今年国内、国际上最大运作的商业化电池梯次储能电站，1.26MW，有7MwH，40尺集装箱，运行在江苏。这是这几年做的项目，有动力电池梯次利用的，碳酸锂电池一般电池运营没有它的性能问题，但是三元电池在用户侧做我们还是很谨慎的，因为三元电池唯一的好处就是能量密度高，但是在做梯次利用时包括电池的表现，它燃点200度就会热分解，磷酸铁锂是800度，所以目前三元电池我们做的话还是很谨慎的。这个是我们给日本交付的一个光储柴的离网，这是我们做的微电网的系统，还有是光储的系统。

我们也是在考虑把梯次电池并离网跟我们的光伏、能源结合起来，它们两个特性一匹配之后，看看能不能拓展一些应用环节，光储系统是我们近年来在储备的项目，还是用梯次做分串式管理，每一个组串做成双组线结构系统，红色的是直流母线，下面挂的梯次电池通过DC/DC挂在直流母线上，充电桩肯定是直流负载，还有光伏，因为现在并网系统没办法，光伏和储能结合有个天然的匹配就是它们俩都是直流电，DC/DC最低效率在98%，AC/DC既可以并网，虽然是集成式，但是我数量多也可以，可以用在微电网场合上。这个直流分按是日本客户的需求，这是客户投资的地面电站，每天会有固定的时段限发就是弃光，想在限发时段把光伏的电通过DC回到电池里，在非限发时段哪怕多了晚上再通过电池弄出来然后补贴，再通过动力电池把它卖出去。措施售电，在国内就是类似于差价概念，差价达到六七毛这是核算的，如果没有这个差价的话，你这个投资要收回来是遥遥无期的。

这是国外户用的光伏系统，以前国内户用包括电价和电价差都没有条件，唯一可用的就是别墅的场合，这是海外的一些户用项目，唯一我们用的也是用梯次电池给国内别墅用户，那个用户正好装了10千瓦的光伏还装了两个充电桩，他不管是自己用还给别人用但是收费，虽然是户用但是有经营的行为，这里就有自发自用比例的行为，他这个比例才百分之十几，也要向电网买很多的电，这个对他有很大的纠结，分档的话很锐意多第三档，再加上峰谷他的电价水平很快就上来的，所以他一定要提高自发自用比例，也在给他尝试用梯次电池，这是个尝试不一定有经济性。