储能产业中动力电池梯次利用的商业价值分析
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【摘 要】动力电池是一种新型电力存储载体，具有高效、环保、节能、适应性强等特点。动力电池在梯次利用过程中是否具有大规模推广价值，并取得良好的商业价值是相关专家非常关注的一个问题。本文简单介绍了动力电池梯次利用的实践情况，在此基础上结合相关案例设计对应的模拟模型，充分考虑系统动力学、电力应用实际、市场环境变化等要素，进而对动力电池梯次利用的实用效果和商业价值进行分析。研究结果显示，动力电池能够实现一定经济效益，要进一步提高其商业价值，需要从降低电池成本、提高政府补贴、实施峰谷差价等方面着手。
【关键词】动力电池;梯次利用;电池储能;商业价值
中图分类号： F426.61 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）05-0081-002
0 前言
动力电池最早用于各种电动汽车，作为新能源汽车的动力来源，动力电池在近年来随着新能源汽车的高速发展也得到大量生产使用。随着科研技术的提高以及市场环境的变化，我国动力电池的出货量不断上升，并占到全球份额的三分之一左右。此外，动力电池的价格也出现大幅下降，这为动力电池的大范围应用提供了基础。需要关注的是，动力电池作为新能源汽车的动力来源使用5-8年以后会出现严重衰退，其电池存储量会出现大幅下降，这一变化导致其不再适用于汽车，需要进行退役处理。基于我国已有的新能源汽车销售数据，未来几年将会出现大量退役动力电池，同时这一数据还会不断上升，针对这些动力电池的处理非常关键，因为如果不能科学合理处理，不仅造成严重的资源浪费，还会对自然环境带来污染。
基于此，政府出台了相关政策和措施，决定对退役动力电池实施梯次利用。梯次利用指的是针对废旧的动力电池进行集中处理，然后将其用于其他行业或者领域，实现对应的电力效果。在这个过程中，可以根据具体实际进行一级利用和多级利用。2018年2月，工信部发布相关文件，对于动力电池的梯次利用进行明确，并鼓励相关主体积极开展相关实用性研究，促使动力电池在梯次利用过程中发挥出更大效果。在这一政策的支持下，相关企业对于动力电池的梯次利用进行布局，并着手相关的实践研究。
1 商业价值动态评价设计思路
动力电池梯次利用涉及多个主体，是一项系统性工程。在具体实践过程中，动力电池梯次利用需要对应的电池供应、将动力电池转化为电力的发电厂、对应的储能电站以及将电力输送到具体用户的电网设施等。基于此，在建设动力电池梯次利用网络的时候，要进行整体性、系统性设计和施工，充分考虑各方面的影响因素，力求实现储能电站电力利用的最大化，实现良好的经济效益。
本文对动力电池的梯次利用进行整体性分析，并对其商业效果进行评定。首先根据动力电池梯次利用在实际应用过程中的成本和收入构成来分析其经济效益，在此基础上评定针对动力电池梯次利用进行建设、维护、运行、用电等环节的成本，并分析相关技术指标对于具体成本效益的影响关系。在综合考虑各方面影响因素和实际运行情况的基础上建立对应的动力电池梯次利用实用模型，并将其进行仿真研究，最终得到在实用环节其商业效果变化趋势，并得到相关因素产生的影响，得到进行动力电池梯次利用电站建设的意见。
2 动力电池梯次利用商业价值评价模型
要将动力电池梯次利用应用到实际的电力供应过程中，其关键在于转变传统电力的生产传输供应方式，因为其中多了一个储存环节。在动力电池梯次利用过程中，其电力储存由电池储能系统、能量转变系统、监控系统等组成，这些系统共同作用，从而将电力实现有效存储，为后期使用打下基础。
要准确分析动力电池梯次利用的实用经济价值，就要根据系统运行特点和规律，追求电池储能经济效益的最大化。本次研究基于这一理论，利用相关的评估软件，综合考虑相关影响因素，得到对应的动力电池储能电站运行模型。在此基础上对其运行特点进行分析，找出其中的影响因素，分析得知，动力电池梯次利用电池储能成本具体包括前期的设备、建设以及电池自身，后续成本以维护运营为主。
3 模型仿真及敏感性分析
3.1 参数设置
本次研究以某地以示范项目中的动力电池梯次利用为例，通过分析其具体数据来评估动力电池梯次利用的商业价值。本次分析集中对其动力电池储能进行仿真分析，得到其实际应用过程中创造的经济效益与成本。该项目由当地政府牵头，联合相关部门和国家电网公司，具体建设规划如下：50万千瓦的风力电场、10万千瓦光伏发电以及15千瓦的储能电站。在本项目建设实施过程中，动力电池梯次利用在其中得到高度重视，并作为示范项目进行定位和建设。本次项目中使用的退役电场为当地电动公交使用后的电池，其规格为额定电压为38.4伏，额定容量为300安/时。
3.2 模型仿真及动态评价
在进行模型仿真和动态评价过程中，本次研究对其中相关影响因素进行科学设定，这有助于方案的顺利开展。其中对动力电池梯次利用的监控系统成本进行设定，对于电池在充电和放放电过程中出现的微小衰退采取忽略不计，都按照电池使用过程中第一年的变化进行计算。假设每次停电期望损失电量大于储能系统额定容量，即每次停电，储能电站额定容量全部补偿电网。将相关数据输入对应软件中进行计算，得到其长期收益效果图。结果显示，动力电池梯次利用在长期应用过程中表现为先降后升的趋势;对比发现，动力电池梯次利用电能储备其整体利用经济效益大于新电池累计收益，动力电池梯次利用系统运行15年以后就可以实现盈利，而新电池电力系统则需要21年才能实现盈利。同时，旧电池储能明显高于新电池储能的经济效益，这表明在现有技术条件下，相较于新电池储能，梯次利用动力电池储能更具有经济性，即梯次利用动力电池储能具有明显的商业价值。
3.3 结果分析与讨论
在电池成本方面：动力电池梯次利用系统在运行过程中，如果电池的购买成本下降，系统整体利用效益也会得到相应提高。电池容量密度的提高以及购买成本的下降，为动力电池梯次利用系统在运行过程中的电池使用效率，同时还可以有效降低电池在运行过程中的更换成本，进而促进整体系统商业价值和效益的提高。
在峰谷时段电价方面：用电峰谷时期的电价差是整体系统的一大收入，而这一影响因素的变化对于系统整体运行效益无疑具有重要影响。一般来讲，峰谷时段的电价大都由政府定价，但是不同用电主体和用电环境下其峰谷电价差存在差异，另一方面，全国各地不同的经济环境也会影响到电力使用以及电价制定，因此需要将其纳入考虑范围。
在政府补贴方面：政府补贴的提高，能有效促进电池储能系统商业价值的扩大。由于国家和地方政府对电池储能产业的政策倾斜力度不断加大，有效推动力储能产业的良好有序发展。同时，电池储能作为可再生能源发电中提供辅助服务的有效手段，电池储能产业的发展对于可再生能源发电、并网具有重要意义。
结论：现有技术条件下，在实际应用过程中，动力电池梯次利用与新电池电能产业相比具有明显的商业价值。在具体运行过程中，动力电池储能系统可以随着运营年限的增加，实现收益先降后升的發展趋势。近年来我国对于新能源的建设出台了更多相关政策，另一方面国家针对电力市场的定价机制不断完善，相关电池储能补贴政策得到出台，加上动力电池梯次利用相关技术的不断更新，要实现良好的经济效益，可以从降低电池成本、提高政府补贴、提高峰谷价差等多角度进行综合考虑。
【参考文献】
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