退役動力電池有救了 電動汽車動力電池的梯次利用分析

首先，為了我們住的房子。

在談到梯級利用之前，有必要簡要回顧一下中國電動汽車的發展情況。

隨著全球環境加速惡化，不可再生資源以可見的速度枯竭，世界各國政府都在盡力解決我們在后工業時代面臨的環境危機和生存危機。其中，新能源汽車的推廣最具代表性，參與者涵蓋歐洲、美國、日本和中等世界的主要經濟體，也是全球最重要的汽車市場。基本上每個人都是百花齊放，各展所長。

在中國新能源汽車的發展路線上，由于我們在混合動力和燃料電池領域缺乏足夠的基礎技術研究和產業化積累，為了在新能源汽車領域不落后于其他國家，并考慮到中國的電池企業在世界上仍有一席之地，政府從一開始就采取了更激進的做法，即政府主導的部門主要推動純電動汽車的發展，并在國家層面制定了一系列產業指導政策，一度被稱為“彎道超車”。

以下是中國中央政府在過去五年中推出的一系列與新能源汽車相關的政策，不包括僅由地方政府制定的區域政策：

《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020）》

國務院關于印發《大氣污染防治行動計劃》的通知

京津冀及周邊地區大氣污染防治行動計劃實施細則

關于繼續推廣應用新能源汽車的通知

四部委確定的首批推廣應用新能源汽車的城市或地區名單

國務院辦公廳印發了《2014-2015年節能減排和低碳發展行動計劃》。

關于進一步做好新能源汽車推廣應用工作的通知

關于支持沈陽、長春等城市或地區推廣應用新能源汽車的通知

關于印發機關事業單位購置新能源汽車實施方案的通知

關于免征新能源汽車購置稅的公告

國務院辦公廳關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見

關于電動汽車電價政策有關問題的通知

免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄（第一批）

《京津冀公共交通等公共服務領域新能源汽車推廣工作計劃》通知

免征車輛購置稅的新能源汽車目錄（第二批）

《關于印發加強車用油路建設加快推進機動車污染綜合防治方案的通知》

關于印發《能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）》的通知

關于鼓勵建設新能源汽車充電設施的通知

新建純電動乘用車生產企業投資項目和生產準入管理暫行規定（征求意見稿）

鋰離子電池行業規范和條件

免征車輛購置稅的新能源汽車目錄（第三批）

關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知

關于開展城市新能源汽車推廣應用考核工作的通知

《中國制造2025規劃綱要》

2014年之前，大多數地方政府對電動汽車的推廣談論過多，主要是因為產品不成熟；消費者認可度不高；商業模式尚不明確；成本和價格高；

充電設施不完善等。除了地方政府開展的一些示范項目外，電動汽車的大規模商業普及似乎還不夠。中國政府2012年制定的《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020）》要求，到2015年實現累計銷量50萬輛的新能源汽車推廣目標，到2020年實現200萬輛、累計銷量500萬輛的產業目標。

得益于政府在過去十年中不斷加大的政策支持，公眾的環保意識逐步增強，各地大規模建設充電基礎設施，以及國內一批企業在技術研發和產品推廣方面的持續努力，2014年，中國電動汽車市場迎來了“井噴式”發展的一年。那些在電動汽車產業鏈上下游深耕的企業，終于挺過了黎明前的黑暗，迎來了希望的曙光。

統計數據包括乘用車和商用車。

統計數據不包括商用車。

經過一系列的波折，政府和企業都意識到，目前純電動汽車的推廣仍有許多瓶頸無法克服，而原本不那么“待見”的混合動力汽車已成為當前能夠有效連接政府目標和社會需求的產品，因此，在市場上出現了混合動力汽車和純電動汽車齊頭并進的局面。

2014年中國電動乘用車市場銷量排名

2014年中國市場各類電動汽車銷量統計（工業和信息化部數據）

比亞迪作為中國電動汽車市場的“一哥”，已經在電動汽車上下注了十年。在政策和市場的雙重推動下，它逐漸迎來了自己的收獲季節。比亞迪在電池、電機和電子控制領域有著完整的布局，這些都是電動汽車的核心部件。產品類型涵蓋插電式混合動力乘用車（秦、唐等）、純電動乘用車（E6）、純電商用車（K9）等細分車型。在營銷方面，它不僅成為中國市場的領導者（市場份額超過30%），而且在歐洲、北美和南美屢獲殊榮，成功成為全球新能源汽車領域的“大玩家俱樂部”。2014年，其暢銷車型“秦”的銷量在全球新能源汽車市場排名第七，預計今年的排名還會上升（2015年4月排名全球第三），這讓我們看到了“彎道超車”的一線希望。

根據2014年的努力，預計今年中國市場的電動汽車銷量將超過15萬輛。盡管距離中央政府計劃的20萬輛銷量和50萬輛庫存仍有一定距離，但這一目標已不再遙不可及。相信在“十三五”期間，通過全社會的共同努力，實現《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012~2020年）》中規劃的2020年目標并非不可能。

[第頁]

第二，脆弱的環境承載力

推廣電動汽車，環保是一個當之無愧的主題，它承載著我們創造美好生活家園的希望。隨著可再生能源在發電端的比重越來越大，電動汽車在能源消費端的比重也越來越高，全社會對石化能源的依賴度將逐漸下降，我們將進一步向全球碳排放目標邁進。

在減少碳排放的同時，我們的電動汽車會不會像廣告宣傳的那樣對環境產生嚴重影響……

? 換句話說，在不帶來其他嚴重環境問題的情況下，我們能做些什么來減少空氣污染？

讓我們來看看傳統干電池和鉛酸電池如果回收和處理不當會對環境造成巨大危害。以下關于電池污染的信息基本上來自百度，而不是我自己的原創。

我們日常使用的常見干電池主要有酸性鋅錳電池和堿性鋅錳電池，這兩種電池都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等多種金屬物質。廢棄的電池被丟棄后，電池的外殼會慢慢腐蝕，其中的重金屬物質會逐漸滲入水中和土壤，造成污染。重金屬污染的最大特點是在自然界中無法降解，只能通過凈化來消除。同時，重金屬容易在生物體內積累，隨著時間的推移達到一定量后會導致致畸或致癌，最終導致生物體死亡。一個紐扣干電池可以污染60萬升水，相當于一個人一生的飲用水。地里腐爛的電池會使一平方米的土地變得毫無用處。

在鉛酸蓄電池的組成中，有、有害和腐蝕性物質占很大一部分。其中，電解液硫酸約占電池總重量的16%，含鉛物質的重量占70%以上。鉛酸電池在生產和回收過程中產生大量的鉛煙、鉛塵和含鉛廢水等污染物，對環境造成極大污染，危害人們的生產生活。如果回收不當，電池腐蝕后溢出的含鉛重金屬和酸性物質不僅會嚴重污染土壤和水源，還會破壞空氣環境和生態平衡，還會引起人體代謝、繁殖和神經疾病。鉛中是我國常見的環境污染現象。

中國每年生產和消費多少干電池和鉛酸電池？以2014年的數據為例，堿性錳和堿性鋅干電池的總產量達到322億，相當于2013年中國22個干電池的人均消費量。2013年，鉛酸電池總產量達到204GWh，相當于人均消耗145Wh。

那么，我們回收了多少干電池和鉛酸電池呢？據中國電池行業協會估計，干電池正式回收的比例不到2%，其余基本與生活垃圾混合處理。鉛酸電池的比例不到40%，其余流向各種黑作坊，或直接作為工業/生活垃圾處理。

每年，多達數百億的化學電池沒有得到正確的回收和處理，而是被當作垃圾丟棄、焚燒和掩埋。鉛、汞、鎘、鋅、鎳和錳等數千噸有害重金屬，以及各種化合物和酸性物質，進入空氣、土壤、河流和地下水，成為巨大而難以根除的污染源，包圍著我們生活空間的每一寸土地，將造成持續數百年的污染。

讓我們來看看電動汽車動力系統中使用的鋰離子電池。目前，全球電動汽車市場（不包括燃料電池汽車）的動力電池主要有磷酸亞鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳三元等。這些電池退役后會成為潛在的“污染源”嗎？

鋰離子電池不含汞、鎘、鉛等有重金屬元素，但鋰離子電池的正負極材料和電解液對環境和人類健康仍有很大影響。因此，如果用普通垃圾處理方法（包括填埋、焚燒、堆肥等）處理廢舊鋰離子電池，鈷、鎳、鋰、錳等金屬以及無機和有機化合物會對大氣、水和土壤造成嚴重污染，危害極大。如果廢舊鋰離子電池中的物質進入環境，會造成重金屬鎳和鈷污染（包括砷）、氟……

污染、有機污染、灰塵和酸堿污染。廢棄鋰離子電池的電解液及其轉化產物，如LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等，溶劑及其分解和水解產物，如DME、甲醇、甲酸等，均為有有害物質，可造成人身傷害甚至死亡。

隨著中國電動汽車的發展速度，如果到2020年電動汽車庫存超過500萬輛，預計一輛汽車平均配備20kWh的電池，大約1億kWh（1000 GWh）的鋰離子電池將進入汽車市場。如果回收利用不當，對環境的危害將是干電池和鉛酸電池的數倍。

因此，如何應對電動汽車售后市場，如何合理回收和利用退役動力電池，在電動汽車市場發展之前，不應進行考慮和規劃，而應在技術、市場、行業、政策等方面進行研究和實踐，目前在環保等方面完善電動汽車市場的相關配套措施。

決不能走先發展、后污染、后治理的老路，不要讓電動車這朵備受期待的“環保”之花結出腐爛發臭的果實。

[第頁]

第三，動力電池在汽車領域的規模

2012年之前，電動汽車的市場規模較小，開展了更多的示范項目來促進行業發展。從2012年到2014年，這是一個市場規模快速增長的時期。經過此前的政策推動和產業積累，市場呈現出快速發展趨勢，表現為車型多元化（各大車企都推出了自己的代表性產品），商業模式多元化（租賃經營、分時租賃、小巴等），參與者多元化（傳統車企、新能源車企、互聯網公司、其他類型企業等）。

動力電池進入汽車市場與電動汽車的發展趨勢相同，近年來也呈現出加速發展的趨勢。首先，為了我們住的房子。

在談到梯級利用之前，有必要簡要回顧一下中國電動汽車的發展情況。

隨著全球環境加速惡化，不可再生資源以可見的速度枯竭，世界各國政府都在盡力解決我們在后工業時代面臨的環境危機和生存危機。其中，新能源汽車的推廣最具代表性，參與者涵蓋歐洲、美國、日本和中等世界的主要經濟體，也是全球最重要的汽車市場。基本上每個人都是百花齊放，各展所長。

在中國新能源汽車的發展路線上，由于我們在混合動力和燃料電池領域缺乏足夠的基礎技術研究和產業化積累，為了在新能源汽車領域不落后于其他國家，并考慮到中國的電池企業在世界上仍有一席之地，政府從一開始就采取了更激進的做法，即政府主導的部門主要推動純電動汽車的發展，并在國家層面制定了一系列產業指導政策，一度被稱為“彎道超車”。

以下是中國中央政府在過去五年中推出的一系列與新能源汽車相關的政策，不包括僅由地方政府制定的區域政策：

《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020）》

國務院關于印發《大氣污染防治行動計劃》的通知

京津冀及周邊地區大氣污染防治行動計劃實施細則

關于繼續推廣應用新能源汽車的通知

四部委確定的首批推廣應用新能源汽車的城市或地區名單

國務院辦公廳印發了《2014-2015年節能減排和低碳發展行動計劃》。

關于進一步做好新能源汽車推廣應用工作的通知……

克勒斯

關于支持沈陽、長春等城市或地區推廣應用新能源汽車的通知

關于印發機關事業單位購置新能源汽車實施方案的通知

關于免征新能源汽車購置稅的公告

國務院辦公廳關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見

關于電動汽車電價政策有關問題的通知

免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄（第一批）

《京津冀公共交通等公共服務領域新能源汽車推廣工作計劃》通知

免征車輛購置稅的新能源汽車目錄（第二批）

《關于印發加強車用油路建設加快推進機動車污染綜合防治方案的通知》

關于印發《能源發展戰略行動計劃（2014-2020年）》的通知

關于鼓勵建設新能源汽車充電設施的通知

新建純電動乘用車生產企業投資項目和生產準入管理暫行規定（征求意見稿）

鋰離子電池行業規范和條件

免征車輛購置稅的新能源汽車目錄（第三批）

關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知

關于開展城市新能源汽車推廣應用考核工作的通知

《中國制造2025規劃綱要》

2014年之前，大多數地方政府對電動汽車的推廣談論過多，主要是因為產品不成熟；消費者認可度不高；商業模式尚不明確；成本和價格高；

充電設施不完善等。除了地方政府開展的一些示范項目外，電動汽車的大規模商業普及似乎還不夠。中國政府2012年制定的《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020）》要求，到2015年實現累計銷量50萬輛的新能源汽車推廣目標，到2020年實現200萬輛、累計銷量500萬輛的產業目標。

得益于政府在過去十年中不斷加大的政策支持，公眾的環保意識逐步增強，各地大規模建設充電基礎設施，以及國內一批企業在技術研發和產品推廣方面的持續努力，2014年，中國電動汽車市場迎來了“井噴式”發展的一年。那些在電動汽車產業鏈上下游深耕的企業，終于挺過了黎明前的黑暗，迎來了希望的曙光。

統計數據包括乘用車和商用車。

統計數據不包括商用車。

經過一系列的波折，政府和企業都意識到，目前純電動汽車的推廣仍有許多瓶頸無法克服，而原本不那么“待見”的混合動力汽車已成為當前能夠有效連接政府目標和社會需求的產品，因此，在市場上出現了混合動力汽車和純電動汽車齊頭并進的局面。

2014年中國電動乘用車市場銷量排名

2014年中國市場各類電動汽車銷量統計（工業和信息化部數據）

比亞迪作為中國電動汽車市場的“一哥”，已經在電動汽車上下注了十年。在政策和市場的雙重推動下，它逐漸迎來了自己的收獲季節。比亞迪在電池、電機和電子控制領域有著完整的布局，這些都是電動汽車的核心部件。產品類型涵蓋插電式混合動力乘用車（秦、唐等）、純電動乘用車（E6）、純電商用車（K9）等細分車型。在營銷方面，它不僅成為中國市場的領導者（市場份額超過30%），而且在歐洲、北美和南美屢獲殊榮，成功成為全球新能源汽車領域的“大玩家俱樂部”。2014年，其暢銷車型“秦”的銷量在全球新能源汽車市場排名第七，預計今年的排名還會上升（2015年4月排名全球第三），這讓我們看到了“彎道超車”的一線希望。

根據2014年的努力，預計今年中國市場的電動汽車銷量將超過15萬輛。盡管距離中央政府計劃的20萬輛銷量和50萬輛庫存仍有一定距離，但這一目標已不再遙不可及。相信在“十三五”期間，通過全社會的共同努力，實現《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012~2020年）》中規劃的2020年目標并非不可能。

[第頁]

第二，脆弱的環境承載力

推廣電動汽車，環保是一個當之無愧的主題，它承載著我們創造美好生活家園的希望。隨著可再生能源在發電端的比重越來越大，電動汽車在能源消費端的比重也越來越高，全社會對石化能源的依賴度將逐漸下降，我們將進一步向全球碳排放目標邁進。

在減少碳排放的同時，我們的電動汽車會不會像廣告宣傳的那樣對環境產生嚴重影響……

? 換句話說，在不帶來其他嚴重環境問題的情況下，我們能做些什么來減少空氣污染？

讓我們來看看傳統干電池和鉛酸電池如果回收和處理不當會對環境造成巨大危害。以下關于電池污染的信息基本上來自百度，而不是我自己的原創。

我們日常使用的常見干電池主要有酸性鋅錳電池和堿性鋅錳電池，這兩種電池都含有汞、錳、鎘、鉛、鋅等多種金屬物質。廢棄的電池被丟棄后，電池的外殼會慢慢腐蝕，其中的重金屬物質會逐漸滲入水中和土壤，造成污染。重金屬污染的最大特點是在自然界中無法降解，只能通過凈化來消除。同時，重金屬容易在生物體內積累，隨著時間的推移達到一定量后會導致致畸或致癌，最終導致生物體死亡。一個紐扣干電池可以污染60萬升水，相當于一個人一生的飲用水。地里腐爛的電池會使一平方米的土地變得毫無用處。

在鉛酸蓄電池的組成中，有、有害和腐蝕性物質占很大一部分。其中，電解液硫酸約占電池總重量的16%，含鉛物質的重量占70%以上。鉛酸電池在生產和回收過程中產生大量的鉛煙、鉛塵和含鉛廢水等污染物，對環境造成極大污染，危害人們的生產生活。如果回收不當，電池腐蝕后溢出的含鉛重金屬和酸性物質不僅會嚴重污染土壤和水源，還會破壞空氣環境和生態平衡，還會引起人體代謝、繁殖和神經疾病。鉛中是我國常見的環境污染現象。

中國每年生產和消費多少干電池和鉛酸電池？以2014年的數據為例，堿性錳和堿性鋅干電池的總產量達到322億，相當于2013年中國22個干電池的人均消費量。2013年，鉛酸電池總產量達到204GWh，相當于人均消耗145Wh。

那么，我們回收了多少干電池和鉛酸電池呢？據中國電池行業協會估計，干電池正式回收的比例不到2%，其余基本與生活垃圾混合處理。鉛酸電池的比例不到40%，其余流向各種黑作坊，或直接作為工業/生活垃圾處理。

每年，多達數百億的化學電池沒有得到正確的回收和處理，而是被當作垃圾丟棄、焚燒和掩埋。鉛、汞、鎘、鋅、鎳和錳等數千噸有害重金屬，以及各種化合物和酸性物質，進入空氣、土壤、河流和地下水，成為巨大而難以根除的污染源，包圍著我們生活空間的每一寸土地，將造成持續數百年的污染。

讓我們來看看電動汽車動力系統中使用的鋰離子電池。目前，全球電動汽車市場（不包括燃料電池汽車）的動力電池主要有磷酸亞鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳三元等。這些電池退役后會成為潛在的“污染源”嗎？

鋰離子電池不含汞、鎘、鉛等有重金屬元素，但鋰離子電池的正負極材料和電解液對環境和人類健康仍有很大影響。因此，如果用普通垃圾處理方法（包括填埋、焚燒、堆肥等）處理廢舊鋰離子電池，鈷、鎳、鋰、錳等金屬以及無機和有機化合物會對大氣、水和土壤造成嚴重污染，危害極大。如果廢舊鋰離子電池中的物質進入環境，會造成重金屬鎳和鈷污染（包括砷）、氟……

污染、有機污染、灰塵和酸堿污染。廢棄鋰離子電池的電解液及其轉化產物，如LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等，溶劑及其分解和水解產物，如DME、甲醇、甲酸等，均為有有害物質，可造成人身傷害甚至死亡。

隨著中國電動汽車的發展速度，如果到2020年電動汽車庫存超過500萬輛，預計一輛汽車平均配備20kWh的電池，大約1億kWh（1000 GWh）的鋰離子電池將進入汽車市場。如果回收利用不當，對環境的危害將是干電池和鉛酸電池的數倍。

因此，如何應對電動汽車售后市場，如何合理回收和利用退役動力電池，在電動汽車市場發展之前，不應進行考慮和規劃，而應在技術、市場、行業、政策等方面進行研究和實踐，目前在環保等方面完善電動汽車市場的相關配套措施。

決不能走先發展、后污染、后治理的老路，不要讓電動車這朵備受期待的“環保”之花結出腐爛發臭的果實。

[第頁]

第三，動力電池在汽車領域的規模

2012年之前，電動汽車的市場規模較小，開展了更多的示范項目來促進行業發展。從2012年到2014年，這是一個市場規模快速增長的時期。經過此前的政策推動和產業積累，市場呈現出快速發展趨勢，表現為車型多元化（各大車企都推出了自己的代表性產品），商業模式多元化（租賃經營、分時租賃、小巴等），參與者多元化（傳統車企、新能源車企、互聯網公司、其他類型企業等）。

動力電池進入汽車市場與電動汽車的發展趨勢相同，近年來也呈現出加速發展的趨勢。強勁的市場需求推動了國內原材料企業、電池企業和電池組企業的快速發展和產業擴張，也吸引了三星SDI、LG化學等國外行業領軍企業在中國建廠，更好地服務中國市場。

2

3

2014年中國鋰電池行業相關數據（來自高科技鋰電池）

從市場集中度來看，2014年，中國前十大動力電池企業占總產值的77%，市場份額集中在少數企業。我國動力電池企業數量接近100家，但實際進入汽車供應體系的企業不超過20家，市場兩極分化更加突出。由于2014年以來電動汽車市場的井噴式發展趨勢，國內一線動力電池企業產能緊張，市場供應不足，這為外國企業（三星SDI、LG化學）和國內二線企業進入汽車供應體系提供了更多機會。

在技術和產品開發路徑上，各家動力電池公司也各不相同。2014年之前，磷酸鐵鋰電池憑借其良好的安全性能成為主流。隨著世界各國政府和企業對電動汽車動力電池能量密度的要求越來越高，鎳鈷錳三元電池將成為未來5-10年的主要市場供應商。此前，比亞迪主要專注于大容量磷酸鐵鋰電池，廣泛應用于e6、秦、K9等車型。自去年以來，比亞迪采取了不同的方法來研究磷酸鐵鋰電池，并將其應用于新一代e6、秦和唐汽車。CATL在大容量磷酸鐵鋰電池和三元材料電池兩個方面下足了功夫，堅持自己的技術創新方向和市場領域，在國內商用車和國外乘用車市場收獲頗豐。力神、萬向等公司緊跟國外主流……

產品，并在小容量圓柱形三元材料電池市場取得了良好的成績，并與江淮、上汽、奇瑞、吉利和眾泰等當地企業密切合作。其他動力電池公司，如中航鋰電、國軒、比克、沃特瑪等，在技術或產品上也有自己相對的“優勢”。

我們整理、比較和分析了媒體歷年公布的電動汽車銷售數據和《免征車輛購置稅新能源汽車目錄》中的相關車型數據，大致統計了2009-2014年中國電動汽車動力電池總量。相關數據如下：

4

5

根據我國前幾年動力電池技術和系統集成的技術水平，這些進入市場的動力電池一般會在3~5年左右達到設計的壽命終止條件（容量衰減到初始容量的80%），其中一些電池一致性差或使用條件差，甚至達不到3年的使用壽命。據此計算，中國將在2017年左右迎來動力電池退役的GWh時代，之后將逐年快速增長。預計到2019年，最晚不會超過2020年，退役動力電池將超過10吉瓦。

面對如此規模的動力電池后市場，只有盡快進行產業化研究和積累，才能在巨浪來臨時乘風破浪。

[第頁]

四、分步使用全球示范項目和項目

國務院在《節能與新能源汽車產業發展規劃》中明確規定：“（五）加強動力電池梯級利用和循環利用管理。制定動力電池回收管理辦法，建立動力電池梯級利用回收管理制度，明確各方責任、權利和義務。引導動力電池生產企業加強廢舊電池回收利用，鼓勵發展專業化電池回收企業。嚴格設定動力電池回收企業準入條件，明確動力電池收集、儲存、運輸、處理、回收和最終處置的技術標準和管理要求。加強監管，督促相關企業提高技術水平，嚴格執行各項環保規定，防止重金屬污染。"

國家層面也在積極制定階梯利用的相關配套政策、行業規范和標準。

世界各國都在積極開展動力電池梯級利用的實驗研究和工程應用，其中日本、美國和德國較早離開，已經有一些成功的工程和商業項目。近年來，我國才開始開展相關的理論研究和示范項目，而且步伐相對較慢，大規模的商業化運營還沒有真正開始。下表給出了世界各地梯子使用的一些典型案例：

國

應用程序區域

案例描述

參與主體

自然界

日本

家用和商用儲能

日產汽車有限公司和住友集團聯合成立4R能源有限公司有限公司，對電動汽車的廢電池進行再利用。日產聆風汽車在日本和美國銷售或租賃的二手電池用于住宅和商業儲能設備。

4R能源公司

商業運作

美利堅合眾國

移動充電寶/移動電源組

美國初創公司FreeWire推出了一款電動汽車充電寶產品，可為所有電動汽車充電。該產品名為Mobi充電器，配有滾輪，便于移動，主要用于辦公樓和其他工作區域。

FreeWire公司

美國/日本

家用儲能

美國EnerDel公司和日本伊藤忠商事株式會社在一些新建公寓中推廣了電池的逐步使用。

美國EnerDel公司、日本伊藤忠商事株式會社

……

中國

商業儲能

100KWh級聯電池儲能系統項目論證歷時2年，由中國電力科學研究院、國網北京電力公司和北京交通大學共同完成，并于2014年6月19日通過驗收。

中國電力科學研究院、國網北京電力公司、北京交通大學。

示范項目

德國

電網儲能

2010年，TUV《南德意志報》被授予德國聯邦研究所。

受Building的委托，參與了電動汽車電池階梯利用的研究項目，并在德國柏林建立了儲能應用示范項目。該項目由德國能源和氣候研究所資助。

TUV南德

德國

電網儲能

博世集團利用寶馬ActiveE和i3純電動汽車退役的電池構建了一個2MW/2MWh的大型光伏電站儲能系統。儲能系統由Wattenfu公司運營和維護。該項目將在德國柏林建設，預計2015年底投入使用。

博世集團

寶馬

華騰富公司

中國

低速電動汽車/電網儲能

退役的動力電池被用于電動庭院車、電動叉車和變電站的直流系統進行改造和示范。測試結果表明，與傳統鉛酸蓄電池相比，再生蓄電池在性能和經濟性方面具有一定的優勢。

國網北京電力公司、北京工業大學、有限公司。

中國

電網儲能

2014年8月，河南省完成退役動力電池儲能示范工程，位于鄭州市尖山真輸電線路試驗基地。這是國內第一個真正基于退役動力電池的混合微電網系統。

國網河南省電力公司、南瑞集團等。

美利堅合眾國

綜合的

2002年，美國能源部首次委托桑迪亞國家實驗室對廢舊電池的二次利用進行研究。該項目主要關注電池梯級利用的領域、過程和步驟、經濟性和示范規模。

桑迪亞國家實驗室

項目研究

美利堅合眾國

分布式發電

微電網

2010年，美國國家可再生能源實驗室開始研究鋰離子電池用于插電式混合動力汽車和純電動汽車的二次利用，并提出淘汰的電池可用于風力發電、光伏電池、偏遠地區的獨立電源等。

美國國家可再生能源實驗室

美國/瑞典

智能電網

美國通用汽車公司和瑞典ABB集團聯合開展了車載鋰電池（Volt，一種2010年底量產的插電式混合動力汽車）的再利用調查研究，包括智能電網，例如存儲太陽能電池系統和風力發電系統產生的電能。

美國通用汽車、瑞典ABB

美利堅合眾國

經濟效益

2010年，加州大學戴維斯分校混合動力電動汽車研究中心對動力鋰電池的二次利用和價值分析進行了研究。

西北太平洋國家實驗室的Viswanathan和Kintner-Meyer研究了在電網系統中二次利用動力電池的經濟效益。

加利福尼亞大學西北太平洋國家實驗室

美利堅合眾國

技術/商業可行性

杜克能源公司和總部位于東京的伊藤忠商事公司簽署了一項協議，共同評估和測試二手電動汽車電池。這些舊電池用于補充家庭能源供應和儲存可再生能源。確定這些二次電池的技術可行性和商業可行性。

杜克能源公司

伊藤忠商事株式會社

從我們收集的梯次利用案例來看，有很多理論研究和示范項目，商業化推廣仍處于初步探索中……

n階段。

梯級利用的商業效益分析和技術可行性分析已經進行了十多年，有許多相關的研究文章和分析報告，為工業化的發展積累了一定的理論基礎。

在示范項目中，多以分布式發電、電網儲能和充電站為主，多為中大型電池系統，更適合專題研究和成果展示，在應用中的探索需要更加多樣化。

在商業應用方面，家用儲能、商用儲能、移動電源、應急電源等小型柔性設備應能盡快打開梯次利用市場，為企業發展贏得先機。在本系列文章的第四部分中，對商業應用進行了進一步的分析。

一般來說，梯次利用吸引了政府部門、科研機構和一些企業的關注和研究，但并沒有引起大量的資源投入，屬于“藍海”市場。隨著退役動力電池總量的爆炸式增長，隱藏在該領域的巨大商機必將引起眾多企業的積極參與和激烈競爭。未來，新產品、新技術、新商業模式將層出不窮。

首先，梯子使用的困難和挑戰

退役動力電池有兩種可行的處理方法。一種是將其直接作為工業廢物進行報廢拆解，提煉原材料，實現原材料的回收利用。一些國內企業已經將這方面商業化了。另一方面，人們認為退役的動力電池雖然不符合汽車的使用條件，但仍有一定的剩余能量，其壽命尚未完全結束，可以作為其他領域電能的載體，從而充分發揮其剩余價值。

相對而言，梯級利用可以充分發揮產品的最大價值，最大限度地發揮循環經濟的效益，這是一種更加綠色環保的方法。然而，樓梯的利用也存在許多困難和挑戰，如果不能有效解決，就無法實現真正的工業化。

1.拆卸蓄電池

動力電池退役后，整個電池組都從車上拆下來了。不同型號的電池組設計不同，其內部和外部結構設計、模塊連接方式和工藝技術也不同，這意味著不可能將一套拆卸裝配線應用于所有電池組和內部模塊。然后，在電池拆卸中，需要靈活配置，并對拆卸裝配線進行分段和細化。對于不同的電池組，在制定拆卸操作流程時，應盡可能重復使用現有裝配線的截面和工序，以提高操作效率，減少重復投資。

在拆卸時，不可能完全實現自動化，必須有大量的手工工作。背包本身就是一種高能載體。如果操作不當，可能會出現短路、液體泄漏等各種安全問題，從而導致火災或爆炸，造成人員傷亡和財產損失。因此，在電池拆卸過程中采取什么樣的措施和方法來確保安全運行是梯級利用的關鍵。強勁的市場需求推動了國內原材料企業、電池企業和電池組企業的快速發展和產業擴張，也吸引了三星SDI、LG化學等國外行業領軍企業在中國建廠，更好地服務中國市場。

2

3

2014年中國鋰電池行業相關數據（來自高科技鋰電池）

從市場集中度來看，2014年，中國前十大動力電池企業占總產值的77%，市場份額集中在少數企業。中國的動力電池企業數量接近100家，但電動汽車的數量……

實際進入汽車供應系統的企業不超過20家，市場兩極分化更加突出。由于2014年以來電動汽車市場的井噴式發展趨勢，國內一線動力電池企業產能緊張，市場供應不足，這為外國企業（三星SDI、LG化學）和國內二線企業進入汽車供應體系提供了更多機會。

在技術和產品開發路徑上，各家動力電池公司也各不相同。2014年之前，磷酸鐵鋰電池憑借其良好的安全性能成為主流。隨著世界各國政府和企業對電動汽車動力電池能量密度的要求越來越高，鎳鈷錳三元電池將成為未來5-10年的主要市場供應商。此前，比亞迪主要專注于大容量磷酸鐵鋰電池，廣泛應用于e6、秦、K9等車型。自去年以來，比亞迪采取了不同的方法來研究磷酸鐵鋰電池，并將其應用于新一代e6、秦和唐汽車。CATL在大容量磷酸鐵鋰電池和三元材料電池兩個方面下足了功夫，堅持自己的技術創新方向和市場領域，在國內商用車和國外乘用車市場收獲頗豐。力神、萬向等公司緊跟國外主流產品，在小容量圓柱形三元材料電池市場取得良好成績，并與江淮、上汽、奇瑞、吉利、眾泰等本土企業密切合作。其他動力電池公司，如中航鋰電、國軒、比克、沃特瑪等，在技術或產品上也有自己相對的“優勢”。

我們整理、比較和分析了媒體歷年公布的電動汽車銷售數據和《免征車輛購置稅新能源汽車目錄》中的相關車型數據，大致統計了2009-2014年中國電動汽車動力電池總量。相關數據如下：

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根據我國前幾年動力電池技術和系統集成的技術水平，這些進入市場的動力電池一般會在3~5年左右達到設計的壽命終止條件（容量衰減到初始容量的80%），其中一些電池一致性差或使用條件差，甚至達不到3年的使用壽命。據此計算，中國將在2017年左右迎來動力電池退役的GWh時代，之后將逐年快速增長。預計到2019年，最晚不會超過2020年，退役動力電池將超過10吉瓦。

面對如此規模的動力電池后市場，只有盡快進行產業化研究和積累，才能在巨浪來臨時乘風破浪。

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四、分步使用全球示范項目和項目

國務院在《節能與新能源汽車產業發展規劃》中明確規定：“（五）加強動力電池梯級利用和循環利用管理。制定動力電池回收管理辦法，建立動力電池梯級利用回收管理制度，明確各方責任、權利和義務。引導動力電池生產企業加強廢舊電池回收利用，鼓勵發展專業化電池回收企業。嚴格設定動力電池回收企業準入條件，明確動力電池收集、儲存、運輸、處理、回收和最終處置的技術標準和管理要求。加強監管，督促相關企業提高技術水平，嚴格執行各項環保規定，防止重金屬污染。"

國家層面也在積極制定階梯利用的相關配套政策、行業規范和標準。

世界各國都在積極開展動力電池梯級利用的實驗研究和工程應用，其中日本、美國和德國較早離開，并取得了一些成功……

工程和商業項目。近年來，我國才開始開展相關的理論研究和示范項目，而且步伐相對較慢，大規模的商業化運營還沒有真正開始。下表給出了世界各地梯子使用的一些典型案例：

國

應用程序區域

案例描述

參與主體

自然界

日本

家用和商用儲能

日產汽車有限公司和住友集團聯合成立4R能源有限公司有限公司，對電動汽車的廢電池進行再利用。日產聆風汽車在日本和美國銷售或租賃的二手電池用于住宅和商業儲能設備。

4R能源公司

商業運作

美利堅合眾國

移動充電寶/移動電源組

美國初創公司FreeWire推出了一款電動汽車充電寶產品，可為所有電動汽車充電。該產品名為Mobi充電器，配有滾輪，便于移動，主要用于辦公樓和其他工作區域。

FreeWire公司

美國/日本

家用儲能

美國EnerDel公司和日本伊藤忠商事株式會社在一些新建公寓中推廣了電池的逐步使用。

美國EnerDel公司、日本伊藤忠商事株式會社

中國

商業儲能

100KWh級聯電池儲能系統項目論證歷時2年，由中國電力科學研究院、國網北京電力公司和北京交通大學共同完成，并于2014年6月19日通過驗收。

中國電力科學研究院、國網北京電力公司、北京交通大學。

示范項目

德國

電網儲能

2010年，TUV《南德意志報》被授予德國聯邦研究所。

受Building的委托，參與了電動汽車電池階梯利用的研究項目，并在德國柏林建立了儲能應用示范項目。該項目由德國能源和氣候研究所資助。

TUV南德

德國

電網儲能

博世集團利用寶馬ActiveE和i3純電動汽車退役的電池構建了一個2MW/2MWh的大型光伏電站儲能系統。儲能系統由Wattenfu公司運營和維護。該項目將在德國柏林建設，預計2015年底投入使用。

博世集團

寶馬

華騰富公司

中國

低速電動汽車/電網儲能

退役的動力電池被用于電動庭院車、電動叉車和變電站的直流系統進行改造和示范。測試結果表明，與傳統鉛酸蓄電池相比，再生蓄電池在性能和經濟性方面具有一定的優勢。

國網北京電力公司、北京工業大學、有限公司。

中國

電網儲能

2014年8月，河南省完成退役動力電池儲能示范工程，位于鄭州市尖山真輸電線路試驗基地。這是國內第一個真正基于退役動力電池的混合微電網系統。

國網河南省電力公司、南瑞集團等。

美利堅合眾國

綜合的

2002年，美國能源部首次委托桑迪亞國家實驗室對廢舊電池的二次利用進行研究。該項目主要關注電池梯級利用的領域、過程和步驟、經濟性和示范規模。

桑迪亞國家實驗室

項目研究

美利堅合眾國

分布式發電

微電網

2010年，美國國家可再生能源實驗室開始研究鋰離子電池用于插電式混合動力汽車和純電動汽車的二次利用，并提出淘汰的電池可用于風力發電、光伏電池、偏遠地區的獨立電源等。

美國國家可再生能源實驗室

……

美國/瑞典

智能電網

美國通用汽車公司和瑞典ABB集團聯合開展了車載鋰電池（Volt，一種2010年底量產的插電式混合動力汽車）的再利用調查研究，包括智能電網，例如存儲太陽能電池系統和風力發電系統產生的電能。

美國通用汽車、瑞典ABB

美利堅合眾國

經濟效益

2010年，加州大學戴維斯分校混合動力電動汽車研究中心對動力鋰電池的二次利用和價值分析進行了研究。

西北太平洋國家實驗室的Viswanathan和Kintner-Meyer研究了在電網系統中二次利用動力電池的經濟效益。

加利福尼亞大學西北太平洋國家實驗室

美利堅合眾國

技術/商業可行性

杜克能源公司和總部位于東京的伊藤忠商事公司簽署了一項協議，共同評估和測試二手電動汽車電池。這些舊電池用于補充家庭能源供應和儲存可再生能源。確定這些二次電池的技術可行性和商業可行性。

杜克能源公司

伊藤忠商事株式會社

從我們收集的梯次利用案例來看，目前已有許多理論研究和示范項目，商業化推廣仍處于初步探索階段。

梯級利用的商業效益分析和技術可行性分析已經進行了十多年，有許多相關的研究文章和分析報告，為工業化的發展積累了一定的理論基礎。

在示范項目中，多以分布式發電、電網儲能和充電站為主，多為中大型電池系統，更適合專題研究和成果展示，在應用中的探索需要更加多樣化。

在商業應用方面，家用儲能、商用儲能、移動電源、應急電源等小型柔性設備應能盡快打開梯次利用市場，為企業發展贏得先機。在本系列文章的第四部分中，對商業應用進行了進一步的分析。

一般來說，梯次利用吸引了政府部門、科研機構和一些企業的關注和研究，但并沒有引起大量的資源投入，屬于“藍海”市場。隨著退役動力電池總量的爆炸式增長，隱藏在該領域的巨大商機必將引起眾多企業的積極參與和激烈競爭。未來，新產品、新技術、新商業模式將層出不窮。

首先，梯子使用的困難和挑戰

退役動力電池有兩種可行的處理方法。一種是將其直接作為工業廢物進行報廢拆解，提煉原材料，實現原材料的回收利用。一些國內企業已經將這方面商業化了。另一方面，人們認為退役的動力電池雖然不符合汽車的使用條件，但仍有一定的剩余能量，其壽命尚未完全結束，可以作為其他領域電能的載體，從而充分發揮其剩余價值。

相對而言，梯級利用可以充分發揮產品的最大價值，最大限度地發揮循環經濟的效益，這是一種更加綠色環保的方法。然而，樓梯的利用也存在許多困難和挑戰，如果不能有效解決，就無法實現真正的工業化。

1.拆卸蓄電池

動力電池退役后，整個電池組都從車上拆下來了。不同型號的電池組設計不同，其內部和外部結構設計、模塊連接方式和工藝技術也不同，這意味著不可能將一套拆卸裝配線應用于所有電池組和內部模塊。然后，在電池拆卸中，需要靈活配置，并對拆卸裝配線進行分段和細化。對于不同的電池組，在制定拆卸操作流程時，現有組件的章節和程序……

線路應盡可能重復使用，以提高運營效率，減少重復投資。

在拆卸時，不可能完全實現自動化，必須有大量的手工工作。背包本身就是一種高能載體。如果操作不當，可能會出現短路、液體泄漏等各種安全問題，從而導致火災或爆炸，造成人員傷亡和財產損失。因此，在電池拆卸過程中采取什么樣的措施和方法來確保安全運行是梯級利用的關鍵。2.剩余壽命預測

這里有兩個案例需要考慮。一個是動力電池的相關運行數據在其使用過程中被完整記錄。然后，當級聯利用的制造商獲得這些數據并結合電池的出廠數據時，可以建立電池模塊的簡單壽命模型，并可以粗略估計電池模塊在特定操作條件下的剩余壽命（根據設置的終止條件）。

另一種情況要糟糕得多。動力電池的使用沒有數據記錄，只有出廠時的原始數據（如標稱容量、電壓、額定循環壽命等）。使用過程未知，當前狀態未知。當梯級利用的制造商獲得電池時，如何判斷其健康狀況和剩余壽命？這需要對每個模塊進行測試，首先明確其當前的健康狀況，然后在出廠時根據測試數據和原始數據建立相應的關系，并根據不同的材料系統粗略估計其隱藏的殘值。

在第二種情況下，梯級利用的成本會增加很多，測試設備、測試成本、測試時間、分析和建模都會增加很多成本，這將導致梯級利用的經濟價值降低。基于有限的數據，對剩余壽命的預測也不準確，這無疑會逐步增加所使用產品的質量風險，使產品的生命周期成本更高。因此，如何實現快速無損檢測是這種情況下樓梯利用的關鍵。

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3.系統集成技術

最合理的步驟利用應該是拆卸到模塊級，而不是電池級，因為電池之間的連接通常是激光焊接或其他剛性連接過程，因此在不損壞的情況下拆卸是極其困難的，并且考慮到成本和收入，這是物有所值的。

如何在同一系統中混合不同批次的電池模塊，甚至不同制造商的電池模塊？有幾個系統集成技術必須重點考慮和解決：

1） 分組技術

有必要為不同的電池模塊建立數據庫，并根據材料系統、容量、內阻和剩余循環壽命等參數對其進行重組。分組參數的設置應該合理，太大是不好的，并且模塊是離散的，這將對系統分組后的性能和壽命產生很大影響；太小是不夠的，過于嚴格的分組會導致匹配模塊較少，系統集成困難，產品成本高。

2） 集團技術

什么樣的電池模塊可以組合成一個系統，需要結合產品定位和目標市場（高端？中檔？低端？）、現有電池模塊的等級和類型以及產品開發的具體目標（性能、壽命等），建立系統級模型，計算相關匹配系數，并確定產品的總體方案。

3） 系統的靈活設計

這里需要考慮兩個方面：在系統結構方面，需要充分考慮不同模塊可能具有不同的尺寸、重量和串并聯數，因此系統的內部結構設計應在X、Y和Z軸上具有很大的靈活性，以與不同模塊兼容，固定方法不僅要考慮緊密性和可靠性，還要考慮靈活性和方便性，以便快速裝卸；

在模塊的線束連接中，考慮了更多的靈活性，以便快速插入和更換。

4.電池管理系統的穩健性

（鋰）電池管理系統的設計一直是一個世界級的問題。到目前為止，還沒有一家公司在這一領域取得相當成熟，最多實現了工業化。電池組的優化管理沒有非常有效的解決方案，因為電池不是一個具有明確特征的物理系統，而是一個不斷變化的化學系統，其參數與運行條件、外部環境和內部劣化速度有關，這些都是隨時間不斷變化的。在國外，算法和理論的研究起步較早，在工程方面有著深厚的積累，因此該行業相對成熟。在中國，BMS軟硬件的研發起步較晚（近年來），理論研究不足，工程應用進展緩慢，整體資源投入不足。所有企業還沒有一個非常穩定和可靠的解決方案。

在階梯式利用領域，BMS必須面對的情況比汽車領域更為復雜。面對各種化學系統、各種規格和批次、各種制造商和各種健康的電池模塊，如何對其進行有效管理，確保其在未來幾年健康工作，安全度過晚年？

在硬件方面，我們應該確保BMS的硬件設計標準化，并與各種模塊兼容，而不是針對不同的模塊和產品開發各種規格的硬件產品。這可以簡化BMS的硬件開發、升級和維護，降低產品成本。在軟件方面，底層軟件需要模塊化、標準化、固定化，應用軟件需要模塊式、標準化和智能化，能夠適應各種類型的模塊并自行學習，在運行過程中為模塊和電池建立模型，實現智能監測、預測、診斷、報警和各種在線服務。該軟件可以在線升級，也可以遠程升級。

5.成本控制

毫無疑問，成本是梯級利用的最大優勢，也是梯級利用經濟效益的來源。因此，如何實現良好的成本控制，使系統成本占新電池產品的三分之一甚至五分之一，將直接決定級聯利用能否發展成為一個巨大的產業。

在原材料環節，如何以更低的成本獲得電池組，如何降低電池組和模塊的拆卸難度，如何針對不同的電池組重復使用裝配線和工藝，如何簡化測試，如何建立電池模型等，都會影響后續的產品成本。

如上所述，在產品開發中，系統集成是關鍵，電池模塊混合、靈活的系統設計和BMS穩健設計可以有效降低產品材料成本。

在產品的運維中，如何確定合理的保修期，實現智能管理、遠程診斷和維護等，都會影響產品的生命周期成本。

6.行業整合

動力電池梯級利用產業鏈涉及用戶（車主或商業運營單位）、汽車公司、動力電池公司和梯級利用企業。必須考慮如何創建一個共生共贏的產業鏈生態系統。

如果只有后端梯級利用企業盈利，那么用戶、車企和動力電池企業將沒有足夠的動力參與和推動動力電池的梯級利用，產業規模將難以上升。

這不僅需要在政府層面建立相關規范和標準，還需要產業鏈各環節的企業緊密合作，努力建立電動汽車后市場的產業聯盟，以促進行業的健康發展。

7.商業模式創新

對于動力電池梯級利用的衍生產品，客戶在被告知時會對產品的性能、壽命、可靠性和安全性產生懷疑，產品的推廣也會受到一定阻礙。在產品的推廣和應用中，我們應該充分考慮客戶的現狀和需求，結合各種商業運營模式，獲得……

在充分幫助客戶盈利的基礎上，維護自身利益。我們可以借鑒其他行業的一些成功經驗，如分期付款、分時租賃、利潤結算、托管運營，甚至免費供應（通過后續增值服務），探索梯次利用的有效商業模式。

第二，可靠性和安全性問題

1.電池容量和內阻離散

即使是經過嚴格篩選后退役的電池模塊，也被重新配對成一個系統，因為大多數電池已經進入中后期生命周期，它們的老化（劣化）速度不同，而且情況比剛出廠的電池糟糕得多，這突出表現在容量和內阻的差異越來越大，這導致系統的可用容量和充放電功率的減弱以及嚴重的可靠性問題。

這種老化速度的離散趨勢將使產品的性能和使用壽命遠低于預期，并增加產品的售后風險。然后，在技術研究中，除了上述分組和分組技術外，還需要結合BMS的智能管理和電力電子的功率轉換技術，在運行過程中通過BMS“感知”這種變化趨勢，找出系統的不足，然后通過電力電子技術來平衡或彌補“缺陷”，可以在一定程度上延緩這種加速老化的趨勢，延長使用壽命。

2.潛在的安全風險

對于借來的電池模塊，僅通過目視檢查，無法發現一些安全缺陷，如輕微充氣、液體泄漏、內部短路、外殼損壞、絕緣故障、電極腐蝕等。如果不檢測到這些安全缺陷，并將相關模塊用于新產品，將導致新產品存在嚴重的安全風險。采取簡單、快速、有效的檢查措施，對拆下的電池模塊進行安全“體檢”，是一項非常重要的測試程序。

在新產品運行過程中，BMS仍然扮演著電池“家庭醫生”的角色，因此有必要隨時監控安全狀態，排查隱患，及時采取措施。在梯次使用市場中，BMS的安全檢測功能尤為重要。正如中年人自然不如年輕人健康一樣，及時體檢可以發現大多數疾病的前兆。

第三，階梯式利用的市場和商業前景

電動汽車動力電池的逐步利用必須找到合適的市場并產生良好的經濟效益，才能促進工業化的發展，真正變廢為寶，實現剩余價值的最大化。

這個市場不應該是一個長期的市場，而是一個當前的市場，而退役的動力電池在這個市場上具有一定的競爭優勢，這使得這個市場上的相關企業有足夠的利益驅使他們使用動力電池組作為組件。

經過初步分析，我們發現了動力電池梯級利用的三個潛在市場，它們足夠大，與電池行業密切相關（其中主要成分是電池組）。動力電池的梯級利用技術可以與這些市場無縫對接，快速實現產業化。

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1.電動自行車市場

經過20年的快速發展，電動自行車在中國的市場份額已超過2億輛，占私家車的200%和摩托車的160%，已成為中國使用最多的交通工具。目前和未來很長一段時間，電動自行車仍然是解決中國城市農民工、三四線城市居民和農村人口交通問題的主要載體。如此龐大的產業，上下游產業鏈年總產值超過2000億，是當之無愧的民生產業。我們不能忽視就業、工業產值、GDP貢獻、稅收貢獻等。當然，低行業門檻和市場的快速增長也導致了行業混合、水平不均衡、市場惡性競爭加劇、售后服務和回收處理不足，這帶來了……

美國的環境污染問題。

2014年，中國電動自行車產量約為2900萬輛，比2013年下降了20%。這是電動自行車市場首次出現明顯的負增長。在這一現象的背后，事實上，中國的電動自行車市場已經到了行業大變革的十字路口。經過多年的價格競爭、渠道競爭和終端殺熟，行業內一些企業實現了優勝劣汰，但行業整體集中度不夠（前十名市場份額總和不足50%），產品競爭力不突出，同質化嚴重，核心優勢缺失，品牌價值不高，產品附加值低，增值服務缺失。

隨著人均收入的逐步提高、電動自行車市場的飽和以及移動互聯網的日益普及，消費者在購買電動自行車時會更加注重品牌、美譽度、質量、外觀、性能、智能化等因素，這與中國智能手機市場的發展如出一轍。預計市場將出現激烈的重組。那些注重用戶體驗、開發高性價比產品、產品質量出眾、善于利用互聯網建立口碑、擴大影響力的企業，將逐漸勝出，成為市場領導者甚至寡頭。產品的發展方向將是智能化（聯網）、高性能（長巡航范圍/高瞬時功率）、高質量、長使用壽命和良好的用戶體驗。

電池無疑是電動自行車的核心部件。目前，市場上90%的車型使用鉛酸電池，約10%的車型使用鋰電池。鉛酸電池的突出優勢是價格低廉，可以將整車價格降至2000元左右，以滿足早期用戶的需求（價格敏感）。然而，鉛酸電池作為一種電源，也有其固有的缺陷，如重量重、體積大、循環壽命短、容量衰減快、行駛里程短、充電慢。與鉛酸電池相比，鋰電池在壽命、能量密度（里程）、體積、重量和快速充放電方面具有明顯優勢。近年來，隨著成本的降低，鋰電池在電動自行車領域的應用呈現出良好的增長勢頭。

看到這種市場變革和顛覆的趨勢，李一男用牛電科技切入電動自行車市場，試圖復制小米在手機市場的成功模式，用互聯網思維打造電動自行車，并迅速占領這個市場。毫無疑問，李一男抓住了一個快速發展的行業，深刻理解了用戶的痛點。同時，它利用“錯誤維度”的優勢參與競爭，除了一款讓市場尖叫的產品外，一切都準備好了。

牛電科技的第一代產品小牛N1采用松下18650鋰離子電池（與特斯拉電動汽車的電池型號相同），采用便攜式可拆卸包裝設計，整體重量僅為12公斤，而同等能量的鉛酸電池一般重量為50公斤。170節2600mAh電池加在一起可提供1560Wh的電力，巡航里程達到了驚人的100公里。但價格也相當驚人，4999元（百公里版）。

與市場上現有的產品相比，小牛N1明顯高于一個等級。雖然它不是顛覆性的，但它確實有從人群中脫穎而出的資本。然而，電動自行車的用戶對價格仍然很敏感。3999元和4999元的價格比市場上的普通產品高出50%~100%，這無疑會極大地限制產品的推廣和普及。消費者是否愿意為小牛N1支付兩倍的價格仍然未知。2.剩余壽命預測

這里有兩個案例需要考慮。一個是動力電池的相關運行數據在其使用過程中被完整記錄。然后，當級聯利用的制造商獲得這些數據并結合電池的出廠數據時，可以建立電池模塊的簡單壽命模型，并可以粗略估計電池模塊在特定操作條件下的剩余壽命（根據設置的終止條件）。

另一種情況要糟糕得多。動力電池的使用沒有數據記錄，只有出廠時的原始數據（如額定容量、電壓、額定循環壽命等）。……

使用過程未知，當前狀態未知。當梯級利用的制造商獲得電池時，如何判斷其健康狀況和剩余壽命？這需要對每個模塊進行測試，首先明確其當前的健康狀況，然后在出廠時根據測試數據和原始數據建立相應的關系，并根據不同的材料系統粗略估計其隱藏的殘值。

在第二種情況下，梯級利用的成本會增加很多，測試設備、測試成本、測試時間、分析和建模都會增加很多成本，這將導致梯級利用的經濟價值降低。基于有限的數據，對剩余壽命的預測也不準確，這無疑會逐步增加所使用產品的質量風險，使產品的生命周期成本更高。因此，如何實現快速無損檢測是這種情況下樓梯利用的關鍵。

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3.系統集成技術

最合理的步驟利用應該是拆卸到模塊級，而不是電池級，因為電池之間的連接通常是激光焊接或其他剛性連接過程，因此在不損壞的情況下拆卸是極其困難的，并且考慮到成本和收入，這是物有所值的。

如何在同一系統中混合不同批次的電池模塊，甚至不同制造商的電池模塊？有幾個系統集成技術必須重點考慮和解決：

1） 分組技術

有必要為不同的電池模塊建立數據庫，并根據材料系統、容量、內阻和剩余循環壽命等參數對其進行重組。分組參數的設置應該合理，太大是不好的，并且模塊是離散的，這將對系統分組后的性能和壽命產生很大影響；太小是不夠的，過于嚴格的分組會導致匹配模塊較少，系統集成困難，產品成本高。

2） 集團技術

什么樣的電池模塊可以組合成一個系統，需要結合產品定位和目標市場（高端？中檔？低端？）、現有電池模塊的等級和類型以及產品開發的具體目標（性能、壽命等），建立系統級模型，計算相關匹配系數，并確定產品的總體方案。

3） 系統的靈活設計

這里需要考慮兩個方面：在系統結構方面，需要充分考慮不同模塊可能具有不同的尺寸、重量和串并聯數，因此系統的內部結構設計應在X、Y和Z軸上具有很大的靈活性，以與不同模塊兼容，固定方法不僅要考慮緊密性和可靠性，還要考慮靈活性和方便性，以便快速裝卸；

在模塊的線束連接中，考慮了更多的靈活性，以便快速插入和更換。

4.電池管理系統的穩健性

（鋰）電池管理系統的設計一直是一個世界級的問題。到目前為止，還沒有一家公司在這一領域取得相當成熟，最多實現了工業化。電池組的優化管理沒有非常有效的解決方案，因為電池不是一個具有明確特征的物理系統，而是一個不斷變化的化學系統，其參數與運行條件、外部環境和內部劣化速度有關，這些都是隨時間不斷變化的。在國外，算法和理論的研究起步較早，在工程方面有著深厚的積累，因此該行業相對成熟。在中國，BMS軟硬件的研發起步較晚（近年來），理論研究不足，工程應用進展緩慢，整體資源投入不足。所有企業還沒有一個非常穩定和可靠的解決方案。

在階梯式利用領域，BMS必須面對的情況比汽車領域更為復雜。面對各種化學系統、各種規格和批次、各種制造商和各種健康的電池模塊，如何對其進行有效管理，確保其在未來幾年健康工作，安全度過晚年？

在硬件方面，我們應該確保BMS的硬件設計標準化，并與各種模塊兼容，而不是針對不同的模塊和產品開發各種規格的硬件產品。這可以簡化BMS的硬件開發、升級和維護，降低產品成本。在軟件方面，底層軟件需要模塊化、標準化、固定化，應用軟件需要模塊式、標準化和智能化，能夠適應各種類型的模塊并自行學習，在運行過程中為模塊和電池建立模型，實現智能監測、預測、診斷、報警和各種在線服務。該軟件可以在線升級，也可以遠程升級。

5.成本控制

毫無疑問，成本是梯級利用的最大優勢，也是梯級利用經濟效益的來源。因此，如何實現良好的成本控制，使系統成本占新電池產品的三分之一甚至五分之一，將直接決定級聯利用能否發展成為一個巨大的產業。

在原材料環節，如何以更低的成本獲得電池組，如何降低電池組和模塊的拆卸難度，如何針對不同的電池組重復使用裝配線和工藝，如何簡化測試，如何建立電池模型等，都會影響后續的產品成本。

如上所述，在產品開發中，系統集成是關鍵，電池模塊混合、靈活的系統設計和BMS穩健設計可以有效降低產品材料成本。

在產品的運維中，如何確定合理的保修期，實現智能管理、遠程診斷和維護等，都會影響產品的生命周期成本。

6.行業整合

動力電池梯級利用產業鏈涉及用戶（車主或商業運營單位）、汽車公司、動力電池公司和梯級利用企業。必須考慮如何創建一個共生共贏的產業鏈生態系統。

如果只有后端梯級利用企業盈利，那么用戶、車企和動力電池企業將沒有足夠的動力參與和推動動力電池的梯級利用，產業規模將難以上升。

這不僅需要在政府層面建立相關規范和標準，還需要產業鏈各環節的企業緊密合作，努力建立電動汽車后市場的產業聯盟，以促進行業的健康發展。

7.商業模式創新

對于動力電池梯級利用的衍生產品，客戶在被告知時會對產品的性能、壽命、可靠性和安全性產生懷疑，產品的推廣也會受到一定阻礙。在產品的推廣和應用中，我們應該充分考慮客戶的現狀和需求，結合各種商業運營模式，獲得……

在充分幫助客戶盈利的基礎上，維護自身利益。我們可以借鑒其他行業的一些成功經驗，如分期付款、分時租賃、利潤結算、托管運營，甚至免費供應（通過后續增值服務），探索梯次利用的有效商業模式。

第二，可靠性和安全性問題

1.電池容量和內阻離散

即使是經過嚴格篩選后退役的電池模塊，也被重新配對成一個系統，因為大多數電池已經進入中后期生命周期，它們的老化（劣化）速度不同，而且情況比剛出廠的電池糟糕得多，這突出表現在容量和內阻的差異越來越大，這導致系統的可用容量和充放電功率的減弱以及嚴重的可靠性問題。

這種老化速度的離散趨勢將使產品的性能和使用壽命遠低于預期，并增加產品的售后風險。然后，在技術研究中，除了上述分組和分組技術外，還需要結合BMS的智能管理和電力電子的功率轉換技術，在運行過程中通過BMS“感知”這種變化趨勢，找出系統的不足，然后通過電力電子技術來平衡或彌補“缺陷”，可以在一定程度上延緩這種加速老化的趨勢，延長使用壽命。

2.潛在的安全風險

對于借來的電池模塊，僅通過目視檢查，無法發現一些安全缺陷，如輕微充氣、液體泄漏、內部短路、外殼損壞、絕緣故障、電極腐蝕等。如果不檢測到這些安全缺陷，并將相關模塊用于新產品，將導致新產品存在嚴重的安全風險。采取簡單、快速、有效的檢查措施，對拆下的電池模塊進行安全“體檢”，是一項非常重要的測試程序。

在新產品運行過程中，BMS仍然扮演著電池“家庭醫生”的角色，因此有必要隨時監控安全狀態，排查隱患，及時采取措施。在梯次使用市場中，BMS的安全檢測功能尤為重要。正如中年人自然不如年輕人健康一樣，及時體檢可以發現大多數疾病的前兆。

第三，階梯式利用的市場和商業前景

電動汽車動力電池的逐步利用必須找到合適的市場并產生良好的經濟效益，才能促進工業化的發展，真正變廢為寶，實現剩余價值的最大化。

這個市場不應該是一個長期的市場，而是一個當前的市場，而退役的動力電池在這個市場上具有一定的競爭優勢，這使得這個市場上的相關企業有足夠的利益驅使他們使用動力電池組作為組件。

經過初步分析，我們發現了動力電池梯級利用的三個潛在市場，它們足夠大，與電池行業密切相關（其中主要成分是電池組）。動力電池的梯級利用技術可以與這些市場無縫對接，快速實現產業化。

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1.電動自行車市場

經過20年的快速發展，電動自行車在中國的市場份額已超過2億輛，占私家車的200%和摩托車的160%，已成為中國使用最多的交通工具。目前和未來很長一段時間，電動自行車仍然是解決中國城市農民工、三四線城市居民和農村人口交通問題的主要載體。如此龐大的產業，上下游產業鏈年總產值超過2000億，是當之無愧的民生產業。我們不能忽視就業、工業產值、GDP貢獻、稅收貢獻等。當然，低行業門檻和市場的快速增長也導致了行業混合、水平不均衡、市場惡性競爭加劇、售后服務和回收處理不足，這帶來了……

美國的環境污染問題。

2014年，中國電動自行車產量約為2900萬輛，比2013年下降了20%。這是電動自行車市場首次出現明顯的負增長。在這一現象的背后，事實上，中國的電動自行車市場已經到了行業大變革的十字路口。經過多年的價格競爭、渠道競爭和終端殺熟，行業內一些企業實現了優勝劣汰，但行業整體集中度不夠（前十名市場份額總和不足50%），產品競爭力不突出，同質化嚴重，核心優勢缺失，品牌價值不高，產品附加值低，增值服務缺失。

隨著人均收入的逐步提高、電動自行車市場的飽和以及移動互聯網的日益普及，消費者在購買電動自行車時會更加注重品牌、美譽度、質量、外觀、性能、智能化等因素，這與中國智能手機市場的發展如出一轍。預計市場將出現激烈的重組。那些注重用戶體驗、開發高性價比產品、產品質量出眾、善于利用互聯網建立口碑、擴大影響力的企業，將逐漸勝出，成為市場領導者甚至寡頭。產品的發展方向將是智能化（聯網）、高性能（長巡航范圍/高瞬時功率）、高質量、長使用壽命和良好的用戶體驗。

電池無疑是電動自行車的核心部件。目前，市場上90%的車型使用鉛酸電池，約10%的車型使用鋰電池。鉛酸電池的突出優勢是價格低廉，可以將整車價格降至2000元左右，以滿足早期用戶的需求（價格敏感）。然而，鉛酸電池作為一種電源，也有其固有的缺陷，如重量重、體積大、循環壽命短、容量衰減快、行駛里程短、充電慢。與鉛酸電池相比，鋰電池在壽命、能量密度（里程）、體積、重量和快速充放電方面具有明顯優勢。近年來，隨著成本的降低，鋰電池在電動自行車領域的應用呈現出良好的增長勢頭。

看到這種市場變革和顛覆的趨勢，李一男用牛電科技切入電動自行車市場，試圖復制小米在手機市場的成功模式，用互聯網思維打造電動自行車，并迅速占領這個市場。毫無疑問，李一男抓住了一個快速發展的行業，深刻理解了用戶的痛點。同時，它利用“錯誤維度”的優勢參與競爭，除了一款讓市場尖叫的產品外，一切都準備好了。

牛電科技的第一代產品小牛N1采用松下18650鋰離子電池（與特斯拉電動汽車的電池型號相同），采用便攜式可拆卸包裝設計，整體重量僅為12公斤，而同等能量的鉛酸電池一般重量為50公斤。170節2600mAh電池加在一起可提供1560Wh的電力，巡航里程達到了驚人的100公里。但價格也相當驚人，4999元（百公里版）。

與市場上現有的產品相比，小牛N1明顯高于一個等級。雖然它不是顛覆性的，但它確實有從人群中脫穎而出的資本。然而，電動自行車的用戶對價格仍然很敏感。3999元和4999元的價格比市場上的普通產品高出50%~100%，這無疑會極大地限制產品的推廣和普及。消費者是否愿意為小牛N1支付兩倍的價格仍然未知。那么，從另一個角度來看，如果采用梯級利用的動力電池呢？

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上述數據只是行業平均水平的粗略比較，而不是具體制造商的確切數據。從上表可以看出，級聯利用的動力電池可以在價格、里程（能量密度）和壽命之間實現更好的平衡，從而更快地推動鋰電池在電動自行車市場的應用。

根據2014年的數據，如果10%的電動自行車使用階梯式使用的動力電池組，那么每年的總需求……

可達到290萬千瓦時（2.9GWh），與2014年中國電動汽車動力電池總量相差不遠，相關梯級利用的市場規模可達數十億元。

2.微型電動汽車市場

這是一個野蠻增長的市場，也是目前監管空白的市場。電動汽車的價格太高，普通人負擔不起，電動自行車又無法遮風擋雨，所以駕駛和乘坐的舒適性是不可能的。那么市場需要這樣一種產品來連接“低端”電動自行車和“高端”電動汽車，這是微型電動汽車快速發展的基礎。

微型電動汽車和電動汽車具有相似的車身結構和技術特征，因此可以在產業鏈的大多數環節共享。微型電動汽車價格較低，符合基層群眾的收入水平、消費升級趨勢和國家道路基礎設施的改善。因此，微型電動汽車在中國三四線城市和農村地區非常受歡迎。2014年，僅在山東，微型電動汽車產量就超過18萬輛，全國市場接近30萬輛。然而，微型電動汽車的發展仍然受到市場混合、相關企業資質不足、產品質量差以及使用污染嚴重的鉛酸電池的限制。目前，市場上的迷你電動車大多售價在5萬元左右，車速在40~60公里/小時，續航里程不足100公里，甚至不足80公里，電池容量衰減快，安全隱患突出。

2015年之前，盡管國家發展改革委、工業和信息化部等主管部門沒有明確禁止微型電動汽車的發展，但微型電動汽車無法進入《汽車制造商和產品公告》，也無法獲得上汽集團的許可，因此，在官方層面，它們仍然是受限制的行業。幸運的是，自去年以來，地方政府和中央政府已經充分認識到微型電動汽車的強勁市場需求和行業的不健康發展，并正在逐步通過國家法律法規、行業標準和地方產業指導政策，將微型電動汽車納入監管體系，賦予其“合法”地位，促進行業規范有序發展。

未來兩年，微型電動汽車的發展將呈現兩條可能的道路：

1.車輛符合雙百（時速100公里，巡航里程100公里）要求，并根據《新建純電動乘用車生產企業投資項目和生產準入管理暫行規定（征求意見稿）》納入純電動乘客車體系。

2.不符合雙百公里要求的，按照新修訂的國家標準GB/T 15089《機動車和掛車征求意見稿》，按L6、L7型純電動“四輪摩托車”進行監管。

如果微型電動汽車符合雙百公里要求，且其生產企業具備《條例》要求的生產資質，該車型將獲得國家補貼和地方電動乘用車補貼。對企業來說，這不僅意味著“合法”地位，還意味著銷售額和利潤的大幅增長，這將促進企業獲得更大的發展空間。

2016年，國家對新型純電動和插電式混合動力乘用車的補貼標準如下：

3

從上表可以看出，如果巡航里程達到100公里，不考慮地方補貼（地方補貼各不相同），那么一輛純電動乘用車可以獲得25000元的補貼金額。如果巡航里程達到150公里，補貼金額高達4.5萬元。

使用鉛酸電池的微型電動汽車企業很難滿足這一要求（性能和輕量化難以平衡），這也意味著很難獲得國家和地方的補貼。如果你想使用鋰電池組，如果你想達到100公里的巡航里程，你通常需要10kWh的容量。目前，市場價格超過3萬元，再加上電機升級等成本，大概沒有……

利潤豐厚。

如果動力電池被用于級聯利用會怎樣？成本不到新鋰電池系統的一半，續航里程和放電功率可以滿足雙100公里的要求，甚至可以達到150公里的續航里程要求。在保持低價（扣除補貼后，價格不到5萬）的基礎上，產品性能大幅提升（達到純電動乘用車標準），產品競爭優勢明顯（性價比高）。

基于上述分析，分階段使用動力電池可以幫助微型電動汽車企業升級產業，達到純電動乘用車的相關標準，獲得國家和地方財政補貼，擴大發展空間。

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3.電能存儲（儲能）市場

毫無疑問，這是一個超大的市場，也是未來能源互聯網的支柱和基石。如果沒有有效的儲能手段，能源互聯網就是空談。經過多年的政策推動、市場驅動、技術發展和成本降低，儲能市場即將走出黎明前的黑暗，迎來希望的曙光。

特斯拉發布Powerwall和Powerpack后，一個月內收到的訂單超過8億美元，這充分表明了強勁的市場需求和公眾對低成本、長壽命儲能產品的期望。隨后，戴姆勒-奔馳也在德國發布了類似產品，并宣布將在夏季或秋季向市場供應。未來幾年，整個儲能行業即將走向“窗口期”，并實現快速發展。

4

根據CNESA項目庫的不完全統計，截至2014年底，全球電力系統應用的儲能項目（不包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和儲熱）累計裝機容量為845.3MW，2014年新增裝機容量111.6MW，年增長率為15%。其中，中國儲能累計裝機容量達到84.4MW，占全球裝機容量的10%。

從地域分布來看，無論是項目數量還是裝機規模，美國都占據了最大的比例。截至2014年底，美國已投產95個儲能項目，裝機容量超過357MW。日本的裝機容量排名第二，接近310MW，中國的項目數量緊隨美國之后，有63個項目。2014年，美國的裝機容量最大，為34.4MW，中國和歐洲分別為31MW和27.7MW，位居第二和第三。

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從技術分布來看，鈉硫電池裝機比例最大，占40%，其次是鋰離子電池和鉛酸電池，分別占33%和11%。2014年，在新安裝的儲能技術中，鋰離子電池占比最大，占71%，其次是飛輪，占20%。

從應用分布來看，儲能項目主要集中在可再生能源并網、輔助服務、輸配電、分布式微電網等領域。其中，可再生能源并網領域占比最大，占比45%，裝機容量379MW。2014年，在應用領域的新裝機中，用戶端領域占比最大，占43%，其次是輔助服務和輸配電領域，分別占28%和19%。

未來儲能產品的發展趨勢應緊跟市場的熱點需求，從解決用戶的實際問題入手，重點關注以下幾個方面：

1.與分布式發電（風能/太陽能等）合作，推廣分布式儲能系統，解決分布式發電隨機波動所面臨的一些并網問題和調度問題。

2.骨干網和微電網系統的供電穩定性……

頻率調制和電壓調節，以及輸配電膨脹壓力的釋放。

3.用戶側能源管理，錯峰填谷，改變用戶用電曲線，降低用戶用電成本，這對高能耗的大型工業用戶（電解鋁/電解銅/礦物/有色金屬深加工等）尤為重要

4.與家用光伏發電合作，普及家用儲能系統，提高自發自用率，在歐美、澳大利亞等地區有著非常廣泛的市場需求。

5.移動電源、備用電源、應急電源等。

事實上，使用新型鋰電池作為儲能系統，單位成本通常高達2000~3000元/千瓦時，投資回報率低，這也是儲能產品大規模應用的最大障礙。如果采用他人使用的動力電池，其規模成本遠低于新型電池。以美國初創公司FreeWire為例。這家公司使用日產聆風的退役動力電池作為移動充電汽車，其相關產品的每千瓦時成本僅為100美元，相當于600元/千瓦時。該公司首席執行官Arcady Sosinov表示，電池行業要到2030年才能達到成本目標，他們已經通過使用二手電池來降低成本。

特斯拉在美國發布Powerwall和Powerpack后，引起了市場的熱烈追捧，價格是一個非常重要的因素。然而，通過許多專家的比較分析，我們知道特斯拉銷售的儲能產品的價格低于成本。讓我們分析一下埃隆·馬斯克的動機。有深刻的理由相信，特斯拉未來也會將Model S等電動汽車的退役動力電池應用于國內儲能和商用儲能。屆時，儲能產品的利潤和經濟價值將實現最大化。

根據中國政府的計劃，到2020年，風力發電和光伏發電的裝機容量將分別達到200GW和100GW。可再生能源發電配備儲能系統已成為剛性需求，一般比例為5%~20%。據此計算，到2020年，僅中國可再生能源發電市場就需要超過15GW的儲能系統，以2~4倍的容量/功率比計算，儲能電池的規模將需要超過30GWh。

短期內，級聯動力電池在家庭儲能、分布式發電、微電網、移動電源、備用電源、應急電源等中小型儲能設備應用領域將具有良好的發展潛力。從長遠來看，如果解決了一些技術難題，梯級利用在大型、超大型商業儲能和電網級儲能市場也將有廣闊的前景。

事實上，儲能產品的經濟效益測試和商業模式探索都是非常復雜的事情，并不能通過以上簡單的分析來闡明。但很明顯，階梯式利用的動力電池的成本遠低于新型鋰電池組，可以大大降低儲能系統的成本，消除儲能產品大規模應用的最大障礙，帶來更明顯的經濟效益和社會效益。

八、總結

在電動汽車動力電池的梯級利用方面，國外發展相對較快。美國、德國和日本已經有了許多示范應用項目，正在積極探索技術、成本、商業模式等方面的問題和困難，為后續的大規模工業化做好準備。

中國仍處于“研究”階段。學校、科研院所等組織開展了理論研究和實驗研究，但配套資金不足，力量分散，進展緩慢。此外，很少有企業在這方面投入資源來探索和積累工業化。隨著中國電動汽車行業的發展速度和規模，在未來兩三年內，將迎來動力電池退役的高峰。多達GWh級動力電池將退出汽車市場，退役電池總數將增加……

ase每年都在加速發展。如何最大限度地利用這些電池的剩余價值，不僅是環保問題，也是對中國電動汽車后市場經濟效益和回收效益的考驗。

在電動汽車等新產業領域，我們必須改變過去粗放型的發展模式，不能簡單追求規模效益，而是建立更高效、更精細的經濟模式，才能真正實現可持續發展的目標。

誠然，我們在商業模式創新和產業鏈布局方面仍面臨許多技術問題和挑戰，但我們能夠獲得的預期收益也相當可觀。當別人在困難面前猶豫不決、猶豫不決甚至退縮時，那些敢于迎難而上、銳意進取的企業和團隊，就能在這個目前還不太受重視，但卻有巨大經濟效益的領域收獲豐碩成果。那么，從另一個角度來看，如果采用梯級利用的動力電池呢？

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上述數據只是行業平均水平的粗略比較，而不是具體制造商的確切數據。從上表可以看出，級聯利用的動力電池可以在價格、里程（能量密度）和壽命之間實現更好的平衡，從而更快地推動鋰電池在電動自行車市場的應用。

根據2014年的數據，如果10%的電動自行車使用階梯式利用的動力電池組，年總需求量可達290萬千瓦時（2.9GWh），與2014年中國電動汽車動力電池總量相差不遠，相關階梯式利用市場規模可達數十億元。

2.微型電動汽車市場

這是一個野蠻增長的市場，也是目前監管空白的市場。電動汽車的價格太高，普通人負擔不起，電動自行車又無法遮風擋雨，所以駕駛和乘坐的舒適性是不可能的。那么市場需要這樣一種產品來連接“低端”電動自行車和“高端”電動汽車，這是微型電動汽車快速發展的基礎。

微型電動汽車和電動汽車具有相似的車身結構和技術特征，因此可以在產業鏈的大多數環節共享。微型電動汽車價格較低，符合基層群眾的收入水平、消費升級趨勢和國家道路基礎設施的改善。因此，微型電動汽車在中國三四線城市和農村地區非常受歡迎。2014年，僅在山東，微型電動汽車產量就超過18萬輛，全國市場接近30萬輛。然而，微型電動汽車的發展仍然受到市場混合、相關企業資質不足、產品質量差以及使用污染嚴重的鉛酸電池的限制。目前，市場上的迷你電動車大多售價在5萬元左右，車速在40~60公里/小時，續航里程不足100公里，甚至不足80公里，電池容量衰減快，安全隱患突出。

2015年之前，盡管國家發展改革委、工業和信息化部等主管部門沒有明確禁止微型電動汽車的發展，但微型電動汽車無法進入《汽車制造商和產品公告》，也無法獲得上汽集團的許可，因此，在官方層面，它們仍然是受限制的行業。幸運的是，自去年以來，地方政府和中央政府已經充分認識到微型電動汽車的強勁市場需求和行業的不健康發展，并正在逐步通過國家法律法規、行業標準和地方產業指導政策，將微型電動汽車納入監管體系，賦予其“合法”地位，促進行業規范有序發展。

未來兩年，微型電動汽車的發展將呈現兩條可能的道路：

1.車輛符合雙百（時速100公里，巡航里程100公里）要求，并根據《新建純電動乘用車生產企業投資項目和生產準入管理暫行規定（征求意見稿）》納入純電動乘客車體系。

2.未能見面的人……

根據新修訂的國家標準GB/T 15089《機動車和掛車征求意見稿》，雙100公里的要求將作為L6和L7型純電動“四輪摩托車”進行監督。

如果微型電動汽車符合雙百公里要求，且其生產企業具備《條例》要求的生產資質，該車型將獲得國家補貼和地方電動乘用車補貼。對企業來說，這不僅意味著“合法”地位，還意味著銷售額和利潤的大幅增長，這將促進企業獲得更大的發展空間。

2016年，國家對新型純電動和插電式混合動力乘用車的補貼標準如下：

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從上表可以看出，如果巡航里程達到100公里，不考慮地方補貼（地方補貼各不相同），那么一輛純電動乘用車可以獲得25000元的補貼金額。如果巡航里程達到150公里，補貼金額高達4.5萬元。

使用鉛酸電池的微型電動汽車企業很難滿足這一要求（性能和輕量化難以平衡），這也意味著很難獲得國家和地方的補貼。如果你想使用鋰電池組，如果你想達到100公里的巡航里程，你通常需要10kWh的容量。目前，市場價格超過3萬元，再加上電機的升級和其他成本，可能沒有太多利潤。

如果動力電池被用于級聯利用會怎樣？成本不到新鋰電池系統的一半，續航里程和放電功率可以滿足雙100公里的要求，甚至可以達到150公里的續航里程要求。在保持低價（扣除補貼后，價格不到5萬）的基礎上，產品性能大幅提升（達到純電動乘用車標準），產品競爭優勢明顯（性價比高）。

基于上述分析，分階段使用動力電池可以幫助微型電動汽車企業升級產業，達到純電動乘用車的相關標準，獲得國家和地方財政補貼，擴大發展空間。

[第頁]

3.電能存儲（儲能）市場

毫無疑問，這是一個超大的市場，也是未來能源互聯網的支柱和基石。如果沒有有效的儲能手段，能源互聯網就是空談。經過多年的政策推動、市場驅動、技術發展和成本降低，儲能市場即將走出黎明前的黑暗，迎來希望的曙光。

特斯拉發布Powerwall和Powerpack后，一個月內收到的訂單超過8億美元，這充分表明了強勁的市場需求和公眾對低成本、長壽命儲能產品的期望。隨后，戴姆勒-奔馳也在德國發布了類似產品，并宣布將在夏季或秋季向市場供應。未來幾年，整個儲能行業即將走向“窗口期”，并實現快速發展。

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根據CNESA項目庫的不完全統計，截至2014年底，全球電力系統應用的儲能項目（不包括抽水蓄能、壓縮空氣蓄能和儲熱）累計裝機容量為845.3MW，2014年新增裝機容量111.6MW，年增長率為15%。其中，中國儲能累計裝機容量達到84.4MW，占全球裝機容量的10%。

從地域分布來看，無論是項目數量還是裝機規模，美國都占據了最大的比例。截至2014年底，美國已投產95個儲能項目，裝機容量超過357MW。日本的裝機容量排名第二，接近310MW，中國的項目數量緊隨美國之后，有63個項目。2014年，美國的裝機容量最大，為34.4MW，中國和歐洲分別為31MW和27.7MW，位居第二和第三。

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從技術分布來看，鈉硫電池裝機比例最大，占40%，其次是鋰離子電池和鉛酸電池，分別占33%和11%。2014年，在新安裝的儲能技術中，鋰離子電池占比最大，占71%，其次是飛輪，占20%。

從應用分布來看，儲能項目主要集中在可再生能源并網、輔助服務、輸配電、分布式微電網等領域。其中，可再生能源并網領域占比最大，占比45%，裝機容量379MW。2014年，在應用領域的新裝機中，用戶端領域占比最大，占43%，其次是輔助服務和輸配電領域，分別占28%和19%。

未來儲能產品的發展趨勢應緊跟市場的熱點需求，從解決用戶的實際問題入手，重點關注以下幾個方面：

1.與分布式發電（風能/太陽能等）合作，推廣分布式儲能系統，解決分布式發電隨機波動所面臨的一些并網問題和調度問題。

2.骨干網和微電網系統的供電穩定性，調頻和電壓調節，緩解輸配電的膨脹壓力。

3.用戶側能源管理，錯峰填谷，改變用戶用電曲線，降低用戶用電成本，這對高能耗的大型工業用戶（電解鋁/電解銅/礦物/有色金屬深加工等）尤為重要

4.與家用光伏發電合作，普及家用儲能系統，提高自發自用率，在歐美、澳大利亞等地區有著非常廣泛的市場需求。

5.移動電源、備用電源、應急電源等。

事實上，使用新型鋰電池作為儲能系統，單位成本通常高達2000~3000元/千瓦時，投資回報率低，這也是儲能產品大規模應用的最大障礙。如果采用他人使用的動力電池，其規模成本遠低于新型電池。以美國初創公司FreeWire為例。這家公司使用日產聆風的退役動力電池作為移動充電汽車，其相關產品的每千瓦時成本僅為100美元，相當于600元/千瓦時。該公司首席執行官Arcady Sosinov表示，電池行業要到2030年才能達到成本目標，他們已經通過使用二手電池來降低成本。

特斯拉在美國發布Powerwall和Powerpack后，引起了市場的熱烈追捧，價格是一個非常重要的因素。然而，通過許多專家的比較分析，我們知道特斯拉銷售的儲能產品的價格低于成本。讓我們分析一下埃隆·馬斯克的動機。有深刻的理由相信，特斯拉未來也會將Model S等電動汽車的退役動力電池應用于國內儲能和商用儲能。屆時，儲能產品的利潤和經濟價值將實現最大化。

根據中國政府的計劃，到2020年，風力發電和光伏發電的裝機容量將分別達到200GW和100GW。可再生能源發電配備儲能系統已成為剛性需求，一般比例為5%~20%。據此計算，到2020年，僅中國可再生能源發電市場就需要超過15GW的儲能系統，以2~4倍的容量/功率比計算，儲能電池的規模將需要超過30GWh。

短期內，級聯動力電池在家庭儲能、分布式發電、微電網、移動電源、備用電源、應急電源等中小型儲能設備應用領域將具有良好的發展潛力。從長遠來看，如果解決了一些技術難題，梯級利用在我國也將有廣闊的前景……

通用電氣以及超大型商業儲能和電網級儲能市場。

事實上，儲能產品的經濟效益測試和商業模式探索都是非常復雜的事情，并不能通過以上簡單的分析來闡明。但很明顯，階梯式利用的動力電池的成本遠低于新型鋰電池組，可以大大降低儲能系統的成本，消除儲能產品大規模應用的最大障礙，帶來更明顯的經濟效益和社會效益。

八、總結

在電動汽車動力電池的梯級利用方面，國外發展相對較快。美國、德國和日本已經有了許多示范應用項目，正在積極探索技術、成本、商業模式等方面的問題和困難，為后續的大規模工業化做好準備。

中國仍處于“研究”階段。學校、科研院所等組織開展了理論研究和實驗研究，但配套資金不足，力量分散，進展緩慢。此外，很少有企業在這方面投入資源來探索和積累工業化。隨著中國電動汽車行業的發展速度和規模，未來兩三年將迎來動力電池退役高峰。多達GWh規模的動力電池將退出汽車市場，退役電池總量將以每年加速增長的速度增長。如何最大限度地利用這些電池的剩余價值，不僅是環保問題，也是對中國電動汽車后市場經濟效益和回收效益的考驗。

在電動汽車等新產業領域，我們必須改變過去粗放型的發展模式，不能簡單追求規模效益，而是建立更高效、更精細的經濟模式，才能真正實現可持續發展的目標。

誠然，我們在商業模式創新和產業鏈布局方面仍面臨許多技術問題和挑戰，但我們能夠獲得的預期收益也相當可觀。當別人在困難面前猶豫不決、猶豫不決甚至退縮時，那些敢于迎難而上、銳意進取的企業和團隊，就能在這個目前還不太受重視，但卻有巨大經濟效益的領域收獲豐碩成果。

標簽：北京比亞迪日產發現遠程

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