退役动力电池有救了 电动汽车动力电池的梯次利用分析

首先，为了我们住的房子。

在谈到梯级利用之前，有必要简要回顾一下中国电动汽车的发展情况。

随着全球环境加速恶化，不可再生资源以可见的速度枯竭，世界各国政府都在尽力解决我们在后工业时代面临的环境危机和生存危机。其中，新能源汽车的推广最具代表性，参与者涵盖欧洲、美国、日本和中等世界的主要经济体，也是全球最重要的汽车市场。基本上每个人都是百花齐放，各展所长。

在中国新能源汽车的发展路线上，由于我们在混合动力和燃料电池领域缺乏足够的基础技术研究和产业化积累，为了在新能源汽车领域不落后于其他国家，并考虑到中国的电池企业在世界上仍有一席之地，政府从一开始就采取了更激进的做法，即政府主导的部门主要推动纯电动汽车的发展，并在国家层面制定了一系列产业指导政策，一度被称为“弯道超车”。

以下是中国中央政府在过去五年中推出的一系列与新能源汽车相关的政策，不包括仅由地方政府制定的区域政策：

《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》

国务院关于印发《大气污染防治行动计划》的通知

京津冀及周边地区大气污染防治行动计划实施细则

关于继续推广应用新能源汽车的通知

四部委确定的首批推广应用新能源汽车的城市或地区名单

国务院办公厅印发了《2014-2015年节能减排和低碳发展行动计划》。

关于进一步做好新能源汽车推广应用工作的通知

关于支持沈阳、长春等城市或地区推广应用新能源汽车的通知

关于印发机关事业单位购置新能源汽车实施方案的通知

关于免征新能源汽车购置税的公告

国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见

关于电动汽车电价政策有关问题的通知

免征车辆购置税的新能源汽车车型目录（第一批）

《京津冀公共交通等公共服务领域新能源汽车推广工作计划》通知

免征车辆购置税的新能源汽车目录（第二批）

《关于印发加强车用油路建设加快推进机动车污染综合防治方案的通知》

关于印发《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》的通知

关于鼓励建设新能源汽车充电设施的通知

新建纯电动乘用车生产企业投资项目和生产准入管理暂行规定（征求意见稿）

锂离子电池行业规范和条件

免征车辆购置税的新能源汽车目录（第三批）

关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知

关于开展城市新能源汽车推广应用考核工作的通知

《中国制造2025规划纲要》

2014年之前，大多数地方政府对电动汽车的推广谈论过多，主要是因为产品不成熟；消费者认可度不高；商业模式尚不明确；成本和价格高；

充电设施不完善等。除了地方政府开展的一些示范项目外，电动汽车的大规模商业普及似乎还不够。中国政府2012年制定的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》要求，到2015年实现累计销量50万辆的新能源汽车推广目标，到2020年实现200万辆、累计销量500万辆的产业目标。

得益于政府在过去十年中不断加大的政策支持，公众的环保意识逐步增强，各地大规模建设充电基础设施，以及国内一批企业在技术研发和产品推广方面的持续努力，2014年，中国电动汽车市场迎来了“井喷式”发展的一年。那些在电动汽车产业链上下游深耕的企业，终于挺过了黎明前的黑暗，迎来了希望的曙光。

统计数据包括乘用车和商用车。

统计数据不包括商用车。

经过一系列的波折，政府和企业都意识到，目前纯电动汽车的推广仍有许多瓶颈无法克服，而原本不那么“待见”的混合动力汽车已成为当前能够有效连接政府目标和社会需求的产品，因此，在市场上出现了混合动力汽车和纯电动汽车齐头并进的局面。

2014年中国电动乘用车市场销量排名

2014年中国市场各类电动汽车销量统计（工业和信息化部数据）

比亚迪作为中国电动汽车市场的“一哥”，已经在电动汽车上下注了十年。在政策和市场的双重推动下，它逐渐迎来了自己的收获季节。比亚迪在电池、电机和电子控制领域有着完整的布局，这些都是电动汽车的核心部件。产品类型涵盖插电式混合动力乘用车（秦、唐等）、纯电动乘用车（E6）、纯电商用车（K9）等细分车型。在营销方面，它不仅成为中国市场的领导者（市场份额超过30%），而且在欧洲、北美和南美屡获殊荣，成功成为全球新能源汽车领域的“大玩家俱乐部”。2014年，其畅销车型“秦”的销量在全球新能源汽车市场排名第七，预计今年的排名还会上升（2015年4月排名全球第三），这让我们看到了“弯道超车”的一线希望。

根据2014年的努力，预计今年中国市场的电动汽车销量将超过15万辆。尽管距离中央政府计划的20万辆销量和50万辆库存仍有一定距离，但这一目标已不再遥不可及。相信在“十三五”期间，通过全社会的共同努力，实现《节能与新能源汽车产业发展规划（2012~2020年）》中规划的2020年目标并非不可能。

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第二，脆弱的环境承载力

推广电动汽车，环保是一个当之无愧的主题，它承载着我们创造美好生活家园的希望。随着可再生能源在发电端的比重越来越大，电动汽车在能源消费端的比重也越来越高，全社会对石化能源的依赖度将逐渐下降，我们将进一步向全球碳排放目标迈进。

在减少碳排放的同时，我们的电动汽车会不会像广告宣传的那样对环境产生严重影响……

? 换句话说，在不带来其他严重环境问题的情况下，我们能做些什么来减少空气污染？

让我们来看看传统干电池和铅酸电池如果回收和处理不当会对环境造成巨大危害。以下关于电池污染的信息基本上来自百度，而不是我自己的原创。

我们日常使用的常见干电池主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池，这两种电池都含有汞、锰、镉、铅、锌等多种金属物质。废弃的电池被丢弃后，电池的外壳会慢慢腐蚀，其中的重金属物质会逐渐渗入水中和土壤，造成污染。重金属污染的最大特点是在自然界中无法降解，只能通过净化来消除。同时，重金属容易在生物体内积累，随着时间的推移达到一定量后会导致致畸或致癌，最终导致生物体死亡。一个纽扣干电池可以污染60万升水，相当于一个人一生的饮用水。地里腐烂的电池会使一平方米的土地变得毫无用处。

在铅酸蓄电池的组成中，有、有害和腐蚀性物质占很大一部分。其中，电解液硫酸约占电池总重量的16%，含铅物质的重量占70%以上。铅酸电池在生产和回收过程中产生大量的铅烟、铅尘和含铅废水等污染物，对环境造成极大污染，危害人们的生产生活。如果回收不当，电池腐蚀后溢出的含铅重金属和酸性物质不仅会严重污染土壤和水源，还会破坏空气环境和生态平衡，还会引起人体代谢、繁殖和神经疾病。铅中是我国常见的环境污染现象。

中国每年生产和消费多少干电池和铅酸电池？以2014年的数据为例，碱性锰和碱性锌干电池的总产量达到322亿，相当于2013年中国22个干电池的人均消费量。2013年，铅酸电池总产量达到204GWh，相当于人均消耗145Wh。

那么，我们回收了多少干电池和铅酸电池呢？据中国电池行业协会估计，干电池正式回收的比例不到2%，其余基本与生活垃圾混合处理。铅酸电池的比例不到40%，其余流向各种黑作坊，或直接作为工业/生活垃圾处理。

每年，多达数百亿的化学电池没有得到正确的回收和处理，而是被当作垃圾丢弃、焚烧和掩埋。铅、汞、镉、锌、镍和锰等数千吨有害重金属，以及各种化合物和酸性物质，进入空气、土壤、河流和地下水，成为巨大而难以根除的污染源，包围着我们生活空间的每一寸土地，将造成持续数百年的污染。

让我们来看看电动汽车动力系统中使用的锂离子电池。目前，全球电动汽车市场（不包括燃料电池汽车）的动力电池主要有磷酸亚铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰三元等。这些电池退役后会成为潜在的“污染源”吗？

锂离子电池不含汞、镉、铅等有重金属元素，但锂离子电池的正负极材料和电解液对环境和人类健康仍有很大影响。因此，如果用普通垃圾处理方法（包括填埋、焚烧、堆肥等）处理废旧锂离子电池，钴、镍、锂、锰等金属以及无机和有机化合物会对大气、水和土壤造成严重污染，危害极大。如果废旧锂离子电池中的物质进入环境，会造成重金属镍和钴污染（包括砷）、氟……

污染、有机污染、灰尘和酸碱污染。废弃锂离子电池的电解液及其转化产物，如LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等，溶剂及其分解和水解产物，如DME、甲醇、甲酸等，均为有有害物质，可造成人身伤害甚至死亡。

随着中国电动汽车的发展速度，如果到2020年电动汽车库存超过500万辆，预计一辆汽车平均配备20kWh的电池，大约1亿kWh（1000 GWh）的锂离子电池将进入汽车市场。如果回收利用不当，对环境的危害将是干电池和铅酸电池的数倍。

因此，如何应对电动汽车售后市场，如何合理回收和利用退役动力电池，在电动汽车市场发展之前，不应进行考虑和规划，而应在技术、市场、行业、政策等方面进行研究和实践，目前在环保等方面完善电动汽车市场的相关配套措施。

决不能走先发展、后污染、后治理的老路，不要让电动车这朵备受期待的“环保”之花结出腐烂发臭的果实。

[第页]

第三，动力电池在汽车领域的规模

2012年之前，电动汽车的市场规模较小，开展了更多的示范项目来促进行业发展。从2012年到2014年，这是一个市场规模快速增长的时期。经过此前的政策推动和产业积累，市场呈现出快速发展趋势，表现为车型多元化（各大车企都推出了自己的代表性产品），商业模式多元化（租赁经营、分时租赁、小巴等），参与者多元化（传统车企、新能源车企、互联网公司、其他类型企业等）。

动力电池进入汽车市场与电动汽车的发展趋势相同，近年来也呈现出加速发展的趋势。首先，为了我们住的房子。

在谈到梯级利用之前，有必要简要回顾一下中国电动汽车的发展情况。

随着全球环境加速恶化，不可再生资源以可见的速度枯竭，世界各国政府都在尽力解决我们在后工业时代面临的环境危机和生存危机。其中，新能源汽车的推广最具代表性，参与者涵盖欧洲、美国、日本和中等世界的主要经济体，也是全球最重要的汽车市场。基本上每个人都是百花齐放，各展所长。

在中国新能源汽车的发展路线上，由于我们在混合动力和燃料电池领域缺乏足够的基础技术研究和产业化积累，为了在新能源汽车领域不落后于其他国家，并考虑到中国的电池企业在世界上仍有一席之地，政府从一开始就采取了更激进的做法，即政府主导的部门主要推动纯电动汽车的发展，并在国家层面制定了一系列产业指导政策，一度被称为“弯道超车”。

以下是中国中央政府在过去五年中推出的一系列与新能源汽车相关的政策，不包括仅由地方政府制定的区域政策：

《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》

国务院关于印发《大气污染防治行动计划》的通知

京津冀及周边地区大气污染防治行动计划实施细则

关于继续推广应用新能源汽车的通知

四部委确定的首批推广应用新能源汽车的城市或地区名单

国务院办公厅印发了《2014-2015年节能减排和低碳发展行动计划》。

关于进一步做好新能源汽车推广应用工作的通知……

克勒斯

关于支持沈阳、长春等城市或地区推广应用新能源汽车的通知

关于印发机关事业单位购置新能源汽车实施方案的通知

关于免征新能源汽车购置税的公告

国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见

关于电动汽车电价政策有关问题的通知

免征车辆购置税的新能源汽车车型目录（第一批）

《京津冀公共交通等公共服务领域新能源汽车推广工作计划》通知

免征车辆购置税的新能源汽车目录（第二批）

《关于印发加强车用油路建设加快推进机动车污染综合防治方案的通知》

关于印发《能源发展战略行动计划（2014-2020年）》的通知

关于鼓励建设新能源汽车充电设施的通知

新建纯电动乘用车生产企业投资项目和生产准入管理暂行规定（征求意见稿）

锂离子电池行业规范和条件

免征车辆购置税的新能源汽车目录（第三批）

关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知

关于开展城市新能源汽车推广应用考核工作的通知

《中国制造2025规划纲要》

2014年之前，大多数地方政府对电动汽车的推广谈论过多，主要是因为产品不成熟；消费者认可度不高；商业模式尚不明确；成本和价格高；

充电设施不完善等。除了地方政府开展的一些示范项目外，电动汽车的大规模商业普及似乎还不够。中国政府2012年制定的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》要求，到2015年实现累计销量50万辆的新能源汽车推广目标，到2020年实现200万辆、累计销量500万辆的产业目标。

得益于政府在过去十年中不断加大的政策支持，公众的环保意识逐步增强，各地大规模建设充电基础设施，以及国内一批企业在技术研发和产品推广方面的持续努力，2014年，中国电动汽车市场迎来了“井喷式”发展的一年。那些在电动汽车产业链上下游深耕的企业，终于挺过了黎明前的黑暗，迎来了希望的曙光。

统计数据包括乘用车和商用车。

统计数据不包括商用车。

经过一系列的波折，政府和企业都意识到，目前纯电动汽车的推广仍有许多瓶颈无法克服，而原本不那么“待见”的混合动力汽车已成为当前能够有效连接政府目标和社会需求的产品，因此，在市场上出现了混合动力汽车和纯电动汽车齐头并进的局面。

2014年中国电动乘用车市场销量排名

2014年中国市场各类电动汽车销量统计（工业和信息化部数据）

比亚迪作为中国电动汽车市场的“一哥”，已经在电动汽车上下注了十年。在政策和市场的双重推动下，它逐渐迎来了自己的收获季节。比亚迪在电池、电机和电子控制领域有着完整的布局，这些都是电动汽车的核心部件。产品类型涵盖插电式混合动力乘用车（秦、唐等）、纯电动乘用车（E6）、纯电商用车（K9）等细分车型。在营销方面，它不仅成为中国市场的领导者（市场份额超过30%），而且在欧洲、北美和南美屡获殊荣，成功成为全球新能源汽车领域的“大玩家俱乐部”。2014年，其畅销车型“秦”的销量在全球新能源汽车市场排名第七，预计今年的排名还会上升（2015年4月排名全球第三），这让我们看到了“弯道超车”的一线希望。

根据2014年的努力，预计今年中国市场的电动汽车销量将超过15万辆。尽管距离中央政府计划的20万辆销量和50万辆库存仍有一定距离，但这一目标已不再遥不可及。相信在“十三五”期间，通过全社会的共同努力，实现《节能与新能源汽车产业发展规划（2012~2020年）》中规划的2020年目标并非不可能。

[第页]

第二，脆弱的环境承载力

推广电动汽车，环保是一个当之无愧的主题，它承载着我们创造美好生活家园的希望。随着可再生能源在发电端的比重越来越大，电动汽车在能源消费端的比重也越来越高，全社会对石化能源的依赖度将逐渐下降，我们将进一步向全球碳排放目标迈进。

在减少碳排放的同时，我们的电动汽车会不会像广告宣传的那样对环境产生严重影响……

? 换句话说，在不带来其他严重环境问题的情况下，我们能做些什么来减少空气污染？

让我们来看看传统干电池和铅酸电池如果回收和处理不当会对环境造成巨大危害。以下关于电池污染的信息基本上来自百度，而不是我自己的原创。

我们日常使用的常见干电池主要有酸性锌锰电池和碱性锌锰电池，这两种电池都含有汞、锰、镉、铅、锌等多种金属物质。废弃的电池被丢弃后，电池的外壳会慢慢腐蚀，其中的重金属物质会逐渐渗入水中和土壤，造成污染。重金属污染的最大特点是在自然界中无法降解，只能通过净化来消除。同时，重金属容易在生物体内积累，随着时间的推移达到一定量后会导致致畸或致癌，最终导致生物体死亡。一个纽扣干电池可以污染60万升水，相当于一个人一生的饮用水。地里腐烂的电池会使一平方米的土地变得毫无用处。

在铅酸蓄电池的组成中，有、有害和腐蚀性物质占很大一部分。其中，电解液硫酸约占电池总重量的16%，含铅物质的重量占70%以上。铅酸电池在生产和回收过程中产生大量的铅烟、铅尘和含铅废水等污染物，对环境造成极大污染，危害人们的生产生活。如果回收不当，电池腐蚀后溢出的含铅重金属和酸性物质不仅会严重污染土壤和水源，还会破坏空气环境和生态平衡，还会引起人体代谢、繁殖和神经疾病。铅中是我国常见的环境污染现象。

中国每年生产和消费多少干电池和铅酸电池？以2014年的数据为例，碱性锰和碱性锌干电池的总产量达到322亿，相当于2013年中国22个干电池的人均消费量。2013年，铅酸电池总产量达到204GWh，相当于人均消耗145Wh。

那么，我们回收了多少干电池和铅酸电池呢？据中国电池行业协会估计，干电池正式回收的比例不到2%，其余基本与生活垃圾混合处理。铅酸电池的比例不到40%，其余流向各种黑作坊，或直接作为工业/生活垃圾处理。

每年，多达数百亿的化学电池没有得到正确的回收和处理，而是被当作垃圾丢弃、焚烧和掩埋。铅、汞、镉、锌、镍和锰等数千吨有害重金属，以及各种化合物和酸性物质，进入空气、土壤、河流和地下水，成为巨大而难以根除的污染源，包围着我们生活空间的每一寸土地，将造成持续数百年的污染。

让我们来看看电动汽车动力系统中使用的锂离子电池。目前，全球电动汽车市场（不包括燃料电池汽车）的动力电池主要有磷酸亚铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰三元等。这些电池退役后会成为潜在的“污染源”吗？

锂离子电池不含汞、镉、铅等有重金属元素，但锂离子电池的正负极材料和电解液对环境和人类健康仍有很大影响。因此，如果用普通垃圾处理方法（包括填埋、焚烧、堆肥等）处理废旧锂离子电池，钴、镍、锂、锰等金属以及无机和有机化合物会对大气、水和土壤造成严重污染，危害极大。如果废旧锂离子电池中的物质进入环境，会造成重金属镍和钴污染（包括砷）、氟……

污染、有机污染、灰尘和酸碱污染。废弃锂离子电池的电解液及其转化产物，如LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等，溶剂及其分解和水解产物，如DME、甲醇、甲酸等，均为有有害物质，可造成人身伤害甚至死亡。

随着中国电动汽车的发展速度，如果到2020年电动汽车库存超过500万辆，预计一辆汽车平均配备20kWh的电池，大约1亿kWh（1000 GWh）的锂离子电池将进入汽车市场。如果回收利用不当，对环境的危害将是干电池和铅酸电池的数倍。

因此，如何应对电动汽车售后市场，如何合理回收和利用退役动力电池，在电动汽车市场发展之前，不应进行考虑和规划，而应在技术、市场、行业、政策等方面进行研究和实践，目前在环保等方面完善电动汽车市场的相关配套措施。

决不能走先发展、后污染、后治理的老路，不要让电动车这朵备受期待的“环保”之花结出腐烂发臭的果实。

[第页]

第三，动力电池在汽车领域的规模

2012年之前，电动汽车的市场规模较小，开展了更多的示范项目来促进行业发展。从2012年到2014年，这是一个市场规模快速增长的时期。经过此前的政策推动和产业积累，市场呈现出快速发展趋势，表现为车型多元化（各大车企都推出了自己的代表性产品），商业模式多元化（租赁经营、分时租赁、小巴等），参与者多元化（传统车企、新能源车企、互联网公司、其他类型企业等）。

动力电池进入汽车市场与电动汽车的发展趋势相同，近年来也呈现出加速发展的趋势。强劲的市场需求推动了国内原材料企业、电池企业和电池组企业的快速发展和产业扩张，也吸引了三星SDI、LG化学等国外行业领军企业在中国建厂，更好地服务中国市场。

2

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2014年中国锂电池行业相关数据（来自高科技锂电池）

从市场集中度来看，2014年，中国前十大动力电池企业占总产值的77%，市场份额集中在少数企业。我国动力电池企业数量接近100家，但实际进入汽车供应体系的企业不超过20家，市场两极分化更加突出。由于2014年以来电动汽车市场的井喷式发展趋势，国内一线动力电池企业产能紧张，市场供应不足，这为外国企业（三星SDI、LG化学）和国内二线企业进入汽车供应体系提供了更多机会。

在技术和产品开发路径上，各家动力电池公司也各不相同。2014年之前，磷酸铁锂电池凭借其良好的安全性能成为主流。随着世界各国政府和企业对电动汽车动力电池能量密度的要求越来越高，镍钴锰三元电池将成为未来5-10年的主要市场供应商。此前，比亚迪主要专注于大容量磷酸铁锂电池，广泛应用于e6、秦、K9等车型。自去年以来，比亚迪采取了不同的方法来研究磷酸铁锂电池，并将其应用于新一代e6、秦和唐汽车。CATL在大容量磷酸铁锂电池和三元材料电池两个方面下足了功夫，坚持自己的技术创新方向和市场领域，在国内商用车和国外乘用车市场收获颇丰。力神、万向等公司紧跟国外主流……

产品，并在小容量圆柱形三元材料电池市场取得了良好的成绩，并与江淮、上汽、奇瑞、吉利和众泰等当地企业密切合作。其他动力电池公司，如中航锂电、国轩、比克、沃特玛等，在技术或产品上也有自己相对的“优势”。

我们整理、比较和分析了媒体历年公布的电动汽车销售数据和《免征车辆购置税新能源汽车目录》中的相关车型数据，大致统计了2009-2014年中国电动汽车动力电池总量。相关数据如下：

4

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根据我国前几年动力电池技术和系统集成的技术水平，这些进入市场的动力电池一般会在3~5年左右达到设计的寿命终止条件（容量衰减到初始容量的80%），其中一些电池一致性差或使用条件差，甚至达不到3年的使用寿命。据此计算，中国将在2017年左右迎来动力电池退役的GWh时代，之后将逐年快速增长。预计到2019年，最晚不会超过2020年，退役动力电池将超过10吉瓦。

面对如此规模的动力电池后市场，只有尽快进行产业化研究和积累，才能在巨浪来临时乘风破浪。

[第页]

四、分步使用全球示范项目和项目

国务院在《节能与新能源汽车产业发展规划》中明确规定：“（五）加强动力电池梯级利用和循环利用管理。制定动力电池回收管理办法，建立动力电池梯级利用回收管理制度，明确各方责任、权利和义务。引导动力电池生产企业加强废旧电池回收利用，鼓励发展专业化电池回收企业。严格设定动力电池回收企业准入条件，明确动力电池收集、储存、运输、处理、回收和最终处置的技术标准和管理要求。加强监管，督促相关企业提高技术水平，严格执行各项环保规定，防止重金属污染。"

国家层面也在积极制定阶梯利用的相关配套政策、行业规范和标准。

世界各国都在积极开展动力电池梯级利用的实验研究和工程应用，其中日本、美国和德国较早离开，已经有一些成功的工程和商业项目。近年来，我国才开始开展相关的理论研究和示范项目，而且步伐相对较慢，大规模的商业化运营还没有真正开始。下表给出了世界各地梯子使用的一些典型案例：

国

应用程序区域

案例描述

参与主体

自然界

日本

家用和商用储能

日产汽车有限公司和住友集团联合成立4R能源有限公司有限公司，对电动汽车的废电池进行再利用。日产聆风汽车在日本和美国销售或租赁的二手电池用于住宅和商业储能设备。

4R能源公司

商业运作

美利坚合众国

移动充电宝/移动电源组

美国初创公司FreeWire推出了一款电动汽车充电宝产品，可为所有电动汽车充电。该产品名为Mobi充电器，配有滚轮，便于移动，主要用于办公楼和其他工作区域。

FreeWire公司

美国/日本

家用储能

美国EnerDel公司和日本伊藤忠商事株式会社在一些新建公寓中推广了电池的逐步使用。

美国EnerDel公司、日本伊藤忠商事株式会社

……

中国

商业储能

100KWh级联电池储能系统项目论证历时2年，由中国电力科学研究院、国网北京电力公司和北京交通大学共同完成，并于2014年6月19日通过验收。

中国电力科学研究院、国网北京电力公司、北京交通大学。

示范项目

德国

电网储能

2010年，TUV《南德意志报》被授予德国联邦研究所。

受Building的委托，参与了电动汽车电池阶梯利用的研究项目，并在德国柏林建立了储能应用示范项目。该项目由德国能源和气候研究所资助。

TUV南德

德国

电网储能

博世集团利用宝马ActiveE和i3纯电动汽车退役的电池构建了一个2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。储能系统由Wattenfu公司运营和维护。该项目将在德国柏林建设，预计2015年底投入使用。

博世集团

宝马

华腾富公司

中国

低速电动汽车/电网储能

退役的动力电池被用于电动庭院车、电动叉车和变电站的直流系统进行改造和示范。测试结果表明，与传统铅酸蓄电池相比，再生蓄电池在性能和经济性方面具有一定的优势。

国网北京电力公司、北京工业大学、有限公司。

中国

电网储能

2014年8月，河南省完成退役动力电池储能示范工程，位于郑州市尖山真输电线路试验基地。这是国内第一个真正基于退役动力电池的混合微电网系统。

国网河南省电力公司、南瑞集团等。

美利坚合众国

综合的

2002年，美国能源部首次委托桑迪亚国家实验室对废旧电池的二次利用进行研究。该项目主要关注电池梯级利用的领域、过程和步骤、经济性和示范规模。

桑迪亚国家实验室

项目研究

美利坚合众国

分布式发电

微电网

2010年，美国国家可再生能源实验室开始研究锂离子电池用于插电式混合动力汽车和纯电动汽车的二次利用，并提出淘汰的电池可用于风力发电、光伏电池、偏远地区的独立电源等。

美国国家可再生能源实验室

美国/瑞典

智能电网

美国通用汽车公司和瑞典ABB集团联合开展了车载锂电池（Volt，一种2010年底量产的插电式混合动力汽车）的再利用调查研究，包括智能电网，例如存储太阳能电池系统和风力发电系统产生的电能。

美国通用汽车、瑞典ABB

美利坚合众国

经济效益

2010年，加州大学戴维斯分校混合动力电动汽车研究中心对动力锂电池的二次利用和价值分析进行了研究。

西北太平洋国家实验室的Viswanathan和Kintner-Meyer研究了在电网系统中二次利用动力电池的经济效益。

加利福尼亚大学西北太平洋国家实验室

美利坚合众国

技术/商业可行性

杜克能源公司和总部位于东京的伊藤忠商事公司签署了一项协议，共同评估和测试二手电动汽车电池。这些旧电池用于补充家庭能源供应和储存可再生能源。确定这些二次电池的技术可行性和商业可行性。

杜克能源公司

伊藤忠商事株式会社

从我们收集的梯次利用案例来看，有很多理论研究和示范项目，商业化推广仍处于初步探索中……

n阶段。

梯级利用的商业效益分析和技术可行性分析已经进行了十多年，有许多相关的研究文章和分析报告，为工业化的发展积累了一定的理论基础。

在示范项目中，多以分布式发电、电网储能和充电站为主，多为中大型电池系统，更适合专题研究和成果展示，在应用中的探索需要更加多样化。

在商业应用方面，家用储能、商用储能、移动电源、应急电源等小型柔性设备应能尽快打开梯次利用市场，为企业发展赢得先机。在本系列文章的第四部分中，对商业应用进行了进一步的分析。

一般来说，梯次利用吸引了政府部门、科研机构和一些企业的关注和研究，但并没有引起大量的资源投入，属于“蓝海”市场。随着退役动力电池总量的爆炸式增长，隐藏在该领域的巨大商机必将引起众多企业的积极参与和激烈竞争。未来，新产品、新技术、新商业模式将层出不穷。

首先，梯子使用的困难和挑战

退役动力电池有两种可行的处理方法。一种是将其直接作为工业废物进行报废拆解，提炼原材料，实现原材料的回收利用。一些国内企业已经将这方面商业化了。另一方面，人们认为退役的动力电池虽然不符合汽车的使用条件，但仍有一定的剩余能量，其寿命尚未完全结束，可以作为其他领域电能的载体，从而充分发挥其剩余价值。

相对而言，梯级利用可以充分发挥产品的最大价值，最大限度地发挥循环经济的效益，这是一种更加绿色环保的方法。然而，楼梯的利用也存在许多困难和挑战，如果不能有效解决，就无法实现真正的工业化。

1.拆卸蓄电池

动力电池退役后，整个电池组都从车上拆下来了。不同型号的电池组设计不同，其内部和外部结构设计、模块连接方式和工艺技术也不同，这意味着不可能将一套拆卸装配线应用于所有电池组和内部模块。然后，在电池拆卸中，需要灵活配置，并对拆卸装配线进行分段和细化。对于不同的电池组，在制定拆卸操作流程时，应尽可能重复使用现有装配线的截面和工序，以提高操作效率，减少重复投资。

在拆卸时，不可能完全实现自动化，必须有大量的手工工作。背包本身就是一种高能载体。如果操作不当，可能会出现短路、液体泄漏等各种安全问题，从而导致火灾或爆炸，造成人员伤亡和财产损失。因此，在电池拆卸过程中采取什么样的措施和方法来确保安全运行是梯级利用的关键。强劲的市场需求推动了国内原材料企业、电池企业和电池组企业的快速发展和产业扩张，也吸引了三星SDI、LG化学等国外行业领军企业在中国建厂，更好地服务中国市场。

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2014年中国锂电池行业相关数据（来自高科技锂电池）

从市场集中度来看，2014年，中国前十大动力电池企业占总产值的77%，市场份额集中在少数企业。中国的动力电池企业数量接近100家，但电动汽车的数量……

实际进入汽车供应系统的企业不超过20家，市场两极分化更加突出。由于2014年以来电动汽车市场的井喷式发展趋势，国内一线动力电池企业产能紧张，市场供应不足，这为外国企业（三星SDI、LG化学）和国内二线企业进入汽车供应体系提供了更多机会。

在技术和产品开发路径上，各家动力电池公司也各不相同。2014年之前，磷酸铁锂电池凭借其良好的安全性能成为主流。随着世界各国政府和企业对电动汽车动力电池能量密度的要求越来越高，镍钴锰三元电池将成为未来5-10年的主要市场供应商。此前，比亚迪主要专注于大容量磷酸铁锂电池，广泛应用于e6、秦、K9等车型。自去年以来，比亚迪采取了不同的方法来研究磷酸铁锂电池，并将其应用于新一代e6、秦和唐汽车。CATL在大容量磷酸铁锂电池和三元材料电池两个方面下足了功夫，坚持自己的技术创新方向和市场领域，在国内商用车和国外乘用车市场收获颇丰。力神、万向等公司紧跟国外主流产品，在小容量圆柱形三元材料电池市场取得良好成绩，并与江淮、上汽、奇瑞、吉利、众泰等本土企业密切合作。其他动力电池公司，如中航锂电、国轩、比克、沃特玛等，在技术或产品上也有自己相对的“优势”。

我们整理、比较和分析了媒体历年公布的电动汽车销售数据和《免征车辆购置税新能源汽车目录》中的相关车型数据，大致统计了2009-2014年中国电动汽车动力电池总量。相关数据如下：

4

5

根据我国前几年动力电池技术和系统集成的技术水平，这些进入市场的动力电池一般会在3~5年左右达到设计的寿命终止条件（容量衰减到初始容量的80%），其中一些电池一致性差或使用条件差，甚至达不到3年的使用寿命。据此计算，中国将在2017年左右迎来动力电池退役的GWh时代，之后将逐年快速增长。预计到2019年，最晚不会超过2020年，退役动力电池将超过10吉瓦。

面对如此规模的动力电池后市场，只有尽快进行产业化研究和积累，才能在巨浪来临时乘风破浪。

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四、分步使用全球示范项目和项目

国务院在《节能与新能源汽车产业发展规划》中明确规定：“（五）加强动力电池梯级利用和循环利用管理。制定动力电池回收管理办法，建立动力电池梯级利用回收管理制度，明确各方责任、权利和义务。引导动力电池生产企业加强废旧电池回收利用，鼓励发展专业化电池回收企业。严格设定动力电池回收企业准入条件，明确动力电池收集、储存、运输、处理、回收和最终处置的技术标准和管理要求。加强监管，督促相关企业提高技术水平，严格执行各项环保规定，防止重金属污染。"

国家层面也在积极制定阶梯利用的相关配套政策、行业规范和标准。

世界各国都在积极开展动力电池梯级利用的实验研究和工程应用，其中日本、美国和德国较早离开，并取得了一些成功……

工程和商业项目。近年来，我国才开始开展相关的理论研究和示范项目，而且步伐相对较慢，大规模的商业化运营还没有真正开始。下表给出了世界各地梯子使用的一些典型案例：

国

应用程序区域

案例描述

参与主体

自然界

日本

家用和商用储能

日产汽车有限公司和住友集团联合成立4R能源有限公司有限公司，对电动汽车的废电池进行再利用。日产聆风汽车在日本和美国销售或租赁的二手电池用于住宅和商业储能设备。

4R能源公司

商业运作

美利坚合众国

移动充电宝/移动电源组

美国初创公司FreeWire推出了一款电动汽车充电宝产品，可为所有电动汽车充电。该产品名为Mobi充电器，配有滚轮，便于移动，主要用于办公楼和其他工作区域。

FreeWire公司

美国/日本

家用储能

美国EnerDel公司和日本伊藤忠商事株式会社在一些新建公寓中推广了电池的逐步使用。

美国EnerDel公司、日本伊藤忠商事株式会社

中国

商业储能

100KWh级联电池储能系统项目论证历时2年，由中国电力科学研究院、国网北京电力公司和北京交通大学共同完成，并于2014年6月19日通过验收。

中国电力科学研究院、国网北京电力公司、北京交通大学。

示范项目

德国

电网储能

2010年，TUV《南德意志报》被授予德国联邦研究所。

受Building的委托，参与了电动汽车电池阶梯利用的研究项目，并在德国柏林建立了储能应用示范项目。该项目由德国能源和气候研究所资助。

TUV南德

德国

电网储能

博世集团利用宝马ActiveE和i3纯电动汽车退役的电池构建了一个2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。储能系统由Wattenfu公司运营和维护。该项目将在德国柏林建设，预计2015年底投入使用。

博世集团

宝马

华腾富公司

中国

低速电动汽车/电网储能

退役的动力电池被用于电动庭院车、电动叉车和变电站的直流系统进行改造和示范。测试结果表明，与传统铅酸蓄电池相比，再生蓄电池在性能和经济性方面具有一定的优势。

国网北京电力公司、北京工业大学、有限公司。

中国

电网储能

2014年8月，河南省完成退役动力电池储能示范工程，位于郑州市尖山真输电线路试验基地。这是国内第一个真正基于退役动力电池的混合微电网系统。

国网河南省电力公司、南瑞集团等。

美利坚合众国

综合的

2002年，美国能源部首次委托桑迪亚国家实验室对废旧电池的二次利用进行研究。该项目主要关注电池梯级利用的领域、过程和步骤、经济性和示范规模。

桑迪亚国家实验室

项目研究

美利坚合众国

分布式发电

微电网

2010年，美国国家可再生能源实验室开始研究锂离子电池用于插电式混合动力汽车和纯电动汽车的二次利用，并提出淘汰的电池可用于风力发电、光伏电池、偏远地区的独立电源等。

美国国家可再生能源实验室

……

美国/瑞典

智能电网

美国通用汽车公司和瑞典ABB集团联合开展了车载锂电池（Volt，一种2010年底量产的插电式混合动力汽车）的再利用调查研究，包括智能电网，例如存储太阳能电池系统和风力发电系统产生的电能。

美国通用汽车、瑞典ABB

美利坚合众国

经济效益

2010年，加州大学戴维斯分校混合动力电动汽车研究中心对动力锂电池的二次利用和价值分析进行了研究。

西北太平洋国家实验室的Viswanathan和Kintner-Meyer研究了在电网系统中二次利用动力电池的经济效益。

加利福尼亚大学西北太平洋国家实验室

美利坚合众国

技术/商业可行性

杜克能源公司和总部位于东京的伊藤忠商事公司签署了一项协议，共同评估和测试二手电动汽车电池。这些旧电池用于补充家庭能源供应和储存可再生能源。确定这些二次电池的技术可行性和商业可行性。

杜克能源公司

伊藤忠商事株式会社

从我们收集的梯次利用案例来看，目前已有许多理论研究和示范项目，商业化推广仍处于初步探索阶段。

梯级利用的商业效益分析和技术可行性分析已经进行了十多年，有许多相关的研究文章和分析报告，为工业化的发展积累了一定的理论基础。

在示范项目中，多以分布式发电、电网储能和充电站为主，多为中大型电池系统，更适合专题研究和成果展示，在应用中的探索需要更加多样化。

在商业应用方面，家用储能、商用储能、移动电源、应急电源等小型柔性设备应能尽快打开梯次利用市场，为企业发展赢得先机。在本系列文章的第四部分中，对商业应用进行了进一步的分析。

一般来说，梯次利用吸引了政府部门、科研机构和一些企业的关注和研究，但并没有引起大量的资源投入，属于“蓝海”市场。随着退役动力电池总量的爆炸式增长，隐藏在该领域的巨大商机必将引起众多企业的积极参与和激烈竞争。未来，新产品、新技术、新商业模式将层出不穷。

首先，梯子使用的困难和挑战

退役动力电池有两种可行的处理方法。一种是将其直接作为工业废物进行报废拆解，提炼原材料，实现原材料的回收利用。一些国内企业已经将这方面商业化了。另一方面，人们认为退役的动力电池虽然不符合汽车的使用条件，但仍有一定的剩余能量，其寿命尚未完全结束，可以作为其他领域电能的载体，从而充分发挥其剩余价值。

相对而言，梯级利用可以充分发挥产品的最大价值，最大限度地发挥循环经济的效益，这是一种更加绿色环保的方法。然而，楼梯的利用也存在许多困难和挑战，如果不能有效解决，就无法实现真正的工业化。

1.拆卸蓄电池

动力电池退役后，整个电池组都从车上拆下来了。不同型号的电池组设计不同，其内部和外部结构设计、模块连接方式和工艺技术也不同，这意味着不可能将一套拆卸装配线应用于所有电池组和内部模块。然后，在电池拆卸中，需要灵活配置，并对拆卸装配线进行分段和细化。对于不同的电池组，在制定拆卸操作流程时，现有组件的章节和程序……

线路应尽可能重复使用，以提高运营效率，减少重复投资。

在拆卸时，不可能完全实现自动化，必须有大量的手工工作。背包本身就是一种高能载体。如果操作不当，可能会出现短路、液体泄漏等各种安全问题，从而导致火灾或爆炸，造成人员伤亡和财产损失。因此，在电池拆卸过程中采取什么样的措施和方法来确保安全运行是梯级利用的关键。2.剩余寿命预测

这里有两个案例需要考虑。一个是动力电池的相关运行数据在其使用过程中被完整记录。然后，当级联利用的制造商获得这些数据并结合电池的出厂数据时，可以建立电池模块的简单寿命模型，并可以粗略估计电池模块在特定操作条件下的剩余寿命（根据设置的终止条件）。

另一种情况要糟糕得多。动力电池的使用没有数据记录，只有出厂时的原始数据（如标称容量、电压、额定循环寿命等）。使用过程未知，当前状态未知。当梯级利用的制造商获得电池时，如何判断其健康状况和剩余寿命？这需要对每个模块进行测试，首先明确其当前的健康状况，然后在出厂时根据测试数据和原始数据建立相应的关系，并根据不同的材料系统粗略估计其隐藏的残值。

在第二种情况下，梯级利用的成本会增加很多，测试设备、测试成本、测试时间、分析和建模都会增加很多成本，这将导致梯级利用的经济价值降低。基于有限的数据，对剩余寿命的预测也不准确，这无疑会逐步增加所使用产品的质量风险，使产品的生命周期成本更高。因此，如何实现快速无损检测是这种情况下楼梯利用的关键。

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3.系统集成技术

最合理的步骤利用应该是拆卸到模块级，而不是电池级，因为电池之间的连接通常是激光焊接或其他刚性连接过程，因此在不损坏的情况下拆卸是极其困难的，并且考虑到成本和收入，这是物有所值的。

如何在同一系统中混合不同批次的电池模块，甚至不同制造商的电池模块？有几个系统集成技术必须重点考虑和解决：

1） 分组技术

有必要为不同的电池模块建立数据库，并根据材料系统、容量、内阻和剩余循环寿命等参数对其进行重组。分组参数的设置应该合理，太大是不好的，并且模块是离散的，这将对系统分组后的性能和寿命产生很大影响；太小是不够的，过于严格的分组会导致匹配模块较少，系统集成困难，产品成本高。

2） 集团技术

什么样的电池模块可以组合成一个系统，需要结合产品定位和目标市场（高端？中档？低端？）、现有电池模块的等级和类型以及产品开发的具体目标（性能、寿命等），建立系统级模型，计算相关匹配系数，并确定产品的总体方案。

3） 系统的灵活设计

这里需要考虑两个方面：在系统结构方面，需要充分考虑不同模块可能具有不同的尺寸、重量和串并联数，因此系统的内部结构设计应在X、Y和Z轴上具有很大的灵活性，以与不同模块兼容，固定方法不仅要考虑紧密性和可靠性，还要考虑灵活性和方便性，以便快速装卸；

在模块的线束连接中，考虑了更多的灵活性，以便快速插入和更换。

4.电池管理系统的稳健性

（锂）电池管理系统的设计一直是一个世界级的问题。到目前为止，还没有一家公司在这一领域取得相当成熟，最多实现了工业化。电池组的优化管理没有非常有效的解决方案，因为电池不是一个具有明确特征的物理系统，而是一个不断变化的化学系统，其参数与运行条件、外部环境和内部劣化速度有关，这些都是随时间不断变化的。在国外，算法和理论的研究起步较早，在工程方面有着深厚的积累，因此该行业相对成熟。在中国，BMS软硬件的研发起步较晚（近年来），理论研究不足，工程应用进展缓慢，整体资源投入不足。所有企业还没有一个非常稳定和可靠的解决方案。

在阶梯式利用领域，BMS必须面对的情况比汽车领域更为复杂。面对各种化学系统、各种规格和批次、各种制造商和各种健康的电池模块，如何对其进行有效管理，确保其在未来几年健康工作，安全度过晚年？

在硬件方面，我们应该确保BMS的硬件设计标准化，并与各种模块兼容，而不是针对不同的模块和产品开发各种规格的硬件产品。这可以简化BMS的硬件开发、升级和维护，降低产品成本。在软件方面，底层软件需要模块化、标准化、固定化，应用软件需要模块式、标准化和智能化，能够适应各种类型的模块并自行学习，在运行过程中为模块和电池建立模型，实现智能监测、预测、诊断、报警和各种在线服务。该软件可以在线升级，也可以远程升级。

5.成本控制

毫无疑问，成本是梯级利用的最大优势，也是梯级利用经济效益的来源。因此，如何实现良好的成本控制，使系统成本占新电池产品的三分之一甚至五分之一，将直接决定级联利用能否发展成为一个巨大的产业。

在原材料环节，如何以更低的成本获得电池组，如何降低电池组和模块的拆卸难度，如何针对不同的电池组重复使用装配线和工艺，如何简化测试，如何建立电池模型等，都会影响后续的产品成本。

如上所述，在产品开发中，系统集成是关键，电池模块混合、灵活的系统设计和BMS稳健设计可以有效降低产品材料成本。

在产品的运维中，如何确定合理的保修期，实现智能管理、远程诊断和维护等，都会影响产品的生命周期成本。

6.行业整合

动力电池梯级利用产业链涉及用户（车主或商业运营单位）、汽车公司、动力电池公司和梯级利用企业。必须考虑如何创建一个共生共赢的产业链生态系统。

如果只有后端梯级利用企业盈利，那么用户、车企和动力电池企业将没有足够的动力参与和推动动力电池的梯级利用，产业规模将难以上升。

这不仅需要在政府层面建立相关规范和标准，还需要产业链各环节的企业紧密合作，努力建立电动汽车后市场的产业联盟，以促进行业的健康发展。

7.商业模式创新

对于动力电池梯级利用的衍生产品，客户在被告知时会对产品的性能、寿命、可靠性和安全性产生怀疑，产品的推广也会受到一定阻碍。在产品的推广和应用中，我们应该充分考虑客户的现状和需求，结合各种商业运营模式，获得……

在充分帮助客户盈利的基础上，维护自身利益。我们可以借鉴其他行业的一些成功经验，如分期付款、分时租赁、利润结算、托管运营，甚至免费供应（通过后续增值服务），探索梯次利用的有效商业模式。

第二，可靠性和安全性问题

1.电池容量和内阻离散

即使是经过严格筛选后退役的电池模块，也被重新配对成一个系统，因为大多数电池已经进入中后期生命周期，它们的老化（劣化）速度不同，而且情况比刚出厂的电池糟糕得多，这突出表现在容量和内阻的差异越来越大，这导致系统的可用容量和充放电功率的减弱以及严重的可靠性问题。

这种老化速度的离散趋势将使产品的性能和使用寿命远低于预期，并增加产品的售后风险。然后，在技术研究中，除了上述分组和分组技术外，还需要结合BMS的智能管理和电力电子的功率转换技术，在运行过程中通过BMS“感知”这种变化趋势，找出系统的不足，然后通过电力电子技术来平衡或弥补“缺陷”，可以在一定程度上延缓这种加速老化的趋势，延长使用寿命。

2.潜在的安全风险

对于借来的电池模块，仅通过目视检查，无法发现一些安全缺陷，如轻微充气、液体泄漏、内部短路、外壳损坏、绝缘故障、电极腐蚀等。如果不检测到这些安全缺陷，并将相关模块用于新产品，将导致新产品存在严重的安全风险。采取简单、快速、有效的检查措施，对拆下的电池模块进行安全“体检”，是一项非常重要的测试程序。

在新产品运行过程中，BMS仍然扮演着电池“家庭医生”的角色，因此有必要随时监控安全状态，排查隐患，及时采取措施。在梯次使用市场中，BMS的安全检测功能尤为重要。正如中年人自然不如年轻人健康一样，及时体检可以发现大多数疾病的前兆。

第三，阶梯式利用的市场和商业前景

电动汽车动力电池的逐步利用必须找到合适的市场并产生良好的经济效益，才能促进工业化的发展，真正变废为宝，实现剩余价值的最大化。

这个市场不应该是一个长期的市场，而是一个当前的市场，而退役的动力电池在这个市场上具有一定的竞争优势，这使得这个市场上的相关企业有足够的利益驱使他们使用动力电池组作为组件。

经过初步分析，我们发现了动力电池梯级利用的三个潜在市场，它们足够大，与电池行业密切相关（其中主要成分是电池组）。动力电池的梯级利用技术可以与这些市场无缝对接，快速实现产业化。

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1.电动自行车市场

经过20年的快速发展，电动自行车在中国的市场份额已超过2亿辆，占私家车的200%和摩托车的160%，已成为中国使用最多的交通工具。目前和未来很长一段时间，电动自行车仍然是解决中国城市农民工、三四线城市居民和农村人口交通问题的主要载体。如此庞大的产业，上下游产业链年总产值超过2000亿，是当之无愧的民生产业。我们不能忽视就业、工业产值、GDP贡献、税收贡献等。当然，低行业门槛和市场的快速增长也导致了行业混合、水平不均衡、市场恶性竞争加剧、售后服务和回收处理不足，这带来了……

美国的环境污染问题。

2014年，中国电动自行车产量约为2900万辆，比2013年下降了20%。这是电动自行车市场首次出现明显的负增长。在这一现象的背后，事实上，中国的电动自行车市场已经到了行业大变革的十字路口。经过多年的价格竞争、渠道竞争和终端杀熟，行业内一些企业实现了优胜劣汰，但行业整体集中度不够（前十名市场份额总和不足50%），产品竞争力不突出，同质化严重，核心优势缺失，品牌价值不高，产品附加值低，增值服务缺失。

随着人均收入的逐步提高、电动自行车市场的饱和以及移动互联网的日益普及，消费者在购买电动自行车时会更加注重品牌、美誉度、质量、外观、性能、智能化等因素，这与中国智能手机市场的发展如出一辙。预计市场将出现激烈的重组。那些注重用户体验、开发高性价比产品、产品质量出众、善于利用互联网建立口碑、扩大影响力的企业，将逐渐胜出，成为市场领导者甚至寡头。产品的发展方向将是智能化（联网）、高性能（长巡航范围/高瞬时功率）、高质量、长使用寿命和良好的用户体验。

电池无疑是电动自行车的核心部件。目前，市场上90%的车型使用铅酸电池，约10%的车型使用锂电池。铅酸电池的突出优势是价格低廉，可以将整车价格降至2000元左右，以满足早期用户的需求（价格敏感）。然而，铅酸电池作为一种电源，也有其固有的缺陷，如重量重、体积大、循环寿命短、容量衰减快、行驶里程短、充电慢。与铅酸电池相比，锂电池在寿命、能量密度（里程）、体积、重量和快速充放电方面具有明显优势。近年来，随着成本的降低，锂电池在电动自行车领域的应用呈现出良好的增长势头。

看到这种市场变革和颠覆的趋势，李一男用牛电科技切入电动自行车市场，试图复制小米在手机市场的成功模式，用互联网思维打造电动自行车，并迅速占领这个市场。毫无疑问，李一男抓住了一个快速发展的行业，深刻理解了用户的痛点。同时，它利用“错误维度”的优势参与竞争，除了一款让市场尖叫的产品外，一切都准备好了。

牛电科技的第一代产品小牛N1采用松下18650锂离子电池（与特斯拉电动汽车的电池型号相同），采用便携式可拆卸包装设计，整体重量仅为12公斤，而同等能量的铅酸电池一般重量为50公斤。170节2600mAh电池加在一起可提供1560Wh的电力，巡航里程达到了惊人的100公里。但价格也相当惊人，4999元（百公里版）。

与市场上现有的产品相比，小牛N1明显高于一个等级。虽然它不是颠覆性的，但它确实有从人群中脱颖而出的资本。然而，电动自行车的用户对价格仍然很敏感。3999元和4999元的价格比市场上的普通产品高出50%~100%，这无疑会极大地限制产品的推广和普及。消费者是否愿意为小牛N1支付两倍的价格仍然未知。2.剩余寿命预测

这里有两个案例需要考虑。一个是动力电池的相关运行数据在其使用过程中被完整记录。然后，当级联利用的制造商获得这些数据并结合电池的出厂数据时，可以建立电池模块的简单寿命模型，并可以粗略估计电池模块在特定操作条件下的剩余寿命（根据设置的终止条件）。

另一种情况要糟糕得多。动力电池的使用没有数据记录，只有出厂时的原始数据（如额定容量、电压、额定循环寿命等）。……

使用过程未知，当前状态未知。当梯级利用的制造商获得电池时，如何判断其健康状况和剩余寿命？这需要对每个模块进行测试，首先明确其当前的健康状况，然后在出厂时根据测试数据和原始数据建立相应的关系，并根据不同的材料系统粗略估计其隐藏的残值。

在第二种情况下，梯级利用的成本会增加很多，测试设备、测试成本、测试时间、分析和建模都会增加很多成本，这将导致梯级利用的经济价值降低。基于有限的数据，对剩余寿命的预测也不准确，这无疑会逐步增加所使用产品的质量风险，使产品的生命周期成本更高。因此，如何实现快速无损检测是这种情况下楼梯利用的关键。

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3.系统集成技术

最合理的步骤利用应该是拆卸到模块级，而不是电池级，因为电池之间的连接通常是激光焊接或其他刚性连接过程，因此在不损坏的情况下拆卸是极其困难的，并且考虑到成本和收入，这是物有所值的。

如何在同一系统中混合不同批次的电池模块，甚至不同制造商的电池模块？有几个系统集成技术必须重点考虑和解决：

1） 分组技术

有必要为不同的电池模块建立数据库，并根据材料系统、容量、内阻和剩余循环寿命等参数对其进行重组。分组参数的设置应该合理，太大是不好的，并且模块是离散的，这将对系统分组后的性能和寿命产生很大影响；太小是不够的，过于严格的分组会导致匹配模块较少，系统集成困难，产品成本高。

2） 集团技术

什么样的电池模块可以组合成一个系统，需要结合产品定位和目标市场（高端？中档？低端？）、现有电池模块的等级和类型以及产品开发的具体目标（性能、寿命等），建立系统级模型，计算相关匹配系数，并确定产品的总体方案。

3） 系统的灵活设计

这里需要考虑两个方面：在系统结构方面，需要充分考虑不同模块可能具有不同的尺寸、重量和串并联数，因此系统的内部结构设计应在X、Y和Z轴上具有很大的灵活性，以与不同模块兼容，固定方法不仅要考虑紧密性和可靠性，还要考虑灵活性和方便性，以便快速装卸；

在模块的线束连接中，考虑了更多的灵活性，以便快速插入和更换。

4.电池管理系统的稳健性

（锂）电池管理系统的设计一直是一个世界级的问题。到目前为止，还没有一家公司在这一领域取得相当成熟，最多实现了工业化。电池组的优化管理没有非常有效的解决方案，因为电池不是一个具有明确特征的物理系统，而是一个不断变化的化学系统，其参数与运行条件、外部环境和内部劣化速度有关，这些都是随时间不断变化的。在国外，算法和理论的研究起步较早，在工程方面有着深厚的积累，因此该行业相对成熟。在中国，BMS软硬件的研发起步较晚（近年来），理论研究不足，工程应用进展缓慢，整体资源投入不足。所有企业还没有一个非常稳定和可靠的解决方案。

在阶梯式利用领域，BMS必须面对的情况比汽车领域更为复杂。面对各种化学系统、各种规格和批次、各种制造商和各种健康的电池模块，如何对其进行有效管理，确保其在未来几年健康工作，安全度过晚年？

在硬件方面，我们应该确保BMS的硬件设计标准化，并与各种模块兼容，而不是针对不同的模块和产品开发各种规格的硬件产品。这可以简化BMS的硬件开发、升级和维护，降低产品成本。在软件方面，底层软件需要模块化、标准化、固定化，应用软件需要模块式、标准化和智能化，能够适应各种类型的模块并自行学习，在运行过程中为模块和电池建立模型，实现智能监测、预测、诊断、报警和各种在线服务。该软件可以在线升级，也可以远程升级。

5.成本控制

毫无疑问，成本是梯级利用的最大优势，也是梯级利用经济效益的来源。因此，如何实现良好的成本控制，使系统成本占新电池产品的三分之一甚至五分之一，将直接决定级联利用能否发展成为一个巨大的产业。

在原材料环节，如何以更低的成本获得电池组，如何降低电池组和模块的拆卸难度，如何针对不同的电池组重复使用装配线和工艺，如何简化测试，如何建立电池模型等，都会影响后续的产品成本。

如上所述，在产品开发中，系统集成是关键，电池模块混合、灵活的系统设计和BMS稳健设计可以有效降低产品材料成本。

在产品的运维中，如何确定合理的保修期，实现智能管理、远程诊断和维护等，都会影响产品的生命周期成本。

6.行业整合

动力电池梯级利用产业链涉及用户（车主或商业运营单位）、汽车公司、动力电池公司和梯级利用企业。必须考虑如何创建一个共生共赢的产业链生态系统。

如果只有后端梯级利用企业盈利，那么用户、车企和动力电池企业将没有足够的动力参与和推动动力电池的梯级利用，产业规模将难以上升。

这不仅需要在政府层面建立相关规范和标准，还需要产业链各环节的企业紧密合作，努力建立电动汽车后市场的产业联盟，以促进行业的健康发展。

7.商业模式创新

对于动力电池梯级利用的衍生产品，客户在被告知时会对产品的性能、寿命、可靠性和安全性产生怀疑，产品的推广也会受到一定阻碍。在产品的推广和应用中，我们应该充分考虑客户的现状和需求，结合各种商业运营模式，获得……

在充分帮助客户盈利的基础上，维护自身利益。我们可以借鉴其他行业的一些成功经验，如分期付款、分时租赁、利润结算、托管运营，甚至免费供应（通过后续增值服务），探索梯次利用的有效商业模式。

第二，可靠性和安全性问题

1.电池容量和内阻离散

即使是经过严格筛选后退役的电池模块，也被重新配对成一个系统，因为大多数电池已经进入中后期生命周期，它们的老化（劣化）速度不同，而且情况比刚出厂的电池糟糕得多，这突出表现在容量和内阻的差异越来越大，这导致系统的可用容量和充放电功率的减弱以及严重的可靠性问题。

这种老化速度的离散趋势将使产品的性能和使用寿命远低于预期，并增加产品的售后风险。然后，在技术研究中，除了上述分组和分组技术外，还需要结合BMS的智能管理和电力电子的功率转换技术，在运行过程中通过BMS“感知”这种变化趋势，找出系统的不足，然后通过电力电子技术来平衡或弥补“缺陷”，可以在一定程度上延缓这种加速老化的趋势，延长使用寿命。

2.潜在的安全风险

对于借来的电池模块，仅通过目视检查，无法发现一些安全缺陷，如轻微充气、液体泄漏、内部短路、外壳损坏、绝缘故障、电极腐蚀等。如果不检测到这些安全缺陷，并将相关模块用于新产品，将导致新产品存在严重的安全风险。采取简单、快速、有效的检查措施，对拆下的电池模块进行安全“体检”，是一项非常重要的测试程序。

在新产品运行过程中，BMS仍然扮演着电池“家庭医生”的角色，因此有必要随时监控安全状态，排查隐患，及时采取措施。在梯次使用市场中，BMS的安全检测功能尤为重要。正如中年人自然不如年轻人健康一样，及时体检可以发现大多数疾病的前兆。

第三，阶梯式利用的市场和商业前景

电动汽车动力电池的逐步利用必须找到合适的市场并产生良好的经济效益，才能促进工业化的发展，真正变废为宝，实现剩余价值的最大化。

这个市场不应该是一个长期的市场，而是一个当前的市场，而退役的动力电池在这个市场上具有一定的竞争优势，这使得这个市场上的相关企业有足够的利益驱使他们使用动力电池组作为组件。

经过初步分析，我们发现了动力电池梯级利用的三个潜在市场，它们足够大，与电池行业密切相关（其中主要成分是电池组）。动力电池的梯级利用技术可以与这些市场无缝对接，快速实现产业化。

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1.电动自行车市场

经过20年的快速发展，电动自行车在中国的市场份额已超过2亿辆，占私家车的200%和摩托车的160%，已成为中国使用最多的交通工具。目前和未来很长一段时间，电动自行车仍然是解决中国城市农民工、三四线城市居民和农村人口交通问题的主要载体。如此庞大的产业，上下游产业链年总产值超过2000亿，是当之无愧的民生产业。我们不能忽视就业、工业产值、GDP贡献、税收贡献等。当然，低行业门槛和市场的快速增长也导致了行业混合、水平不均衡、市场恶性竞争加剧、售后服务和回收处理不足，这带来了……

美国的环境污染问题。

2014年，中国电动自行车产量约为2900万辆，比2013年下降了20%。这是电动自行车市场首次出现明显的负增长。在这一现象的背后，事实上，中国的电动自行车市场已经到了行业大变革的十字路口。经过多年的价格竞争、渠道竞争和终端杀熟，行业内一些企业实现了优胜劣汰，但行业整体集中度不够（前十名市场份额总和不足50%），产品竞争力不突出，同质化严重，核心优势缺失，品牌价值不高，产品附加值低，增值服务缺失。

随着人均收入的逐步提高、电动自行车市场的饱和以及移动互联网的日益普及，消费者在购买电动自行车时会更加注重品牌、美誉度、质量、外观、性能、智能化等因素，这与中国智能手机市场的发展如出一辙。预计市场将出现激烈的重组。那些注重用户体验、开发高性价比产品、产品质量出众、善于利用互联网建立口碑、扩大影响力的企业，将逐渐胜出，成为市场领导者甚至寡头。产品的发展方向将是智能化（联网）、高性能（长巡航范围/高瞬时功率）、高质量、长使用寿命和良好的用户体验。

电池无疑是电动自行车的核心部件。目前，市场上90%的车型使用铅酸电池，约10%的车型使用锂电池。铅酸电池的突出优势是价格低廉，可以将整车价格降至2000元左右，以满足早期用户的需求（价格敏感）。然而，铅酸电池作为一种电源，也有其固有的缺陷，如重量重、体积大、循环寿命短、容量衰减快、行驶里程短、充电慢。与铅酸电池相比，锂电池在寿命、能量密度（里程）、体积、重量和快速充放电方面具有明显优势。近年来，随着成本的降低，锂电池在电动自行车领域的应用呈现出良好的增长势头。

看到这种市场变革和颠覆的趋势，李一男用牛电科技切入电动自行车市场，试图复制小米在手机市场的成功模式，用互联网思维打造电动自行车，并迅速占领这个市场。毫无疑问，李一男抓住了一个快速发展的行业，深刻理解了用户的痛点。同时，它利用“错误维度”的优势参与竞争，除了一款让市场尖叫的产品外，一切都准备好了。

牛电科技的第一代产品小牛N1采用松下18650锂离子电池（与特斯拉电动汽车的电池型号相同），采用便携式可拆卸包装设计，整体重量仅为12公斤，而同等能量的铅酸电池一般重量为50公斤。170节2600mAh电池加在一起可提供1560Wh的电力，巡航里程达到了惊人的100公里。但价格也相当惊人，4999元（百公里版）。

与市场上现有的产品相比，小牛N1明显高于一个等级。虽然它不是颠覆性的，但它确实有从人群中脱颖而出的资本。然而，电动自行车的用户对价格仍然很敏感。3999元和4999元的价格比市场上的普通产品高出50%~100%，这无疑会极大地限制产品的推广和普及。消费者是否愿意为小牛N1支付两倍的价格仍然未知。那么，从另一个角度来看，如果采用梯级利用的动力电池呢？

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上述数据只是行业平均水平的粗略比较，而不是具体制造商的确切数据。从上表可以看出，级联利用的动力电池可以在价格、里程（能量密度）和寿命之间实现更好的平衡，从而更快地推动锂电池在电动自行车市场的应用。

根据2014年的数据，如果10%的电动自行车使用阶梯式使用的动力电池组，那么每年的总需求……

可达到290万千瓦时（2.9GWh），与2014年中国电动汽车动力电池总量相差不远，相关梯级利用的市场规模可达数十亿元。

2.微型电动汽车市场

这是一个野蛮增长的市场，也是目前监管空白的市场。电动汽车的价格太高，普通人负担不起，电动自行车又无法遮风挡雨，所以驾驶和乘坐的舒适性是不可能的。那么市场需要这样一种产品来连接“低端”电动自行车和“高端”电动汽车，这是微型电动汽车快速发展的基础。

微型电动汽车和电动汽车具有相似的车身结构和技术特征，因此可以在产业链的大多数环节共享。微型电动汽车价格较低，符合基层群众的收入水平、消费升级趋势和国家道路基础设施的改善。因此，微型电动汽车在中国三四线城市和农村地区非常受欢迎。2014年，仅在山东，微型电动汽车产量就超过18万辆，全国市场接近30万辆。然而，微型电动汽车的发展仍然受到市场混合、相关企业资质不足、产品质量差以及使用污染严重的铅酸电池的限制。目前，市场上的迷你电动车大多售价在5万元左右，车速在40~60公里/小时，续航里程不足100公里，甚至不足80公里，电池容量衰减快，安全隐患突出。

2015年之前，尽管国家发展改革委、工业和信息化部等主管部门没有明确禁止微型电动汽车的发展，但微型电动汽车无法进入《汽车制造商和产品公告》，也无法获得上汽集团的许可，因此，在官方层面，它们仍然是受限制的行业。幸运的是，自去年以来，地方政府和中央政府已经充分认识到微型电动汽车的强劲市场需求和行业的不健康发展，并正在逐步通过国家法律法规、行业标准和地方产业指导政策，将微型电动汽车纳入监管体系，赋予其“合法”地位，促进行业规范有序发展。

未来两年，微型电动汽车的发展将呈现两条可能的道路：

1.车辆符合双百（时速100公里，巡航里程100公里）要求，并根据《新建纯电动乘用车生产企业投资项目和生产准入管理暂行规定（征求意见稿）》纳入纯电动乘客车体系。

2.不符合双百公里要求的，按照新修订的国家标准GB/T 15089《机动车和挂车征求意见稿》，按L6、L7型纯电动“四轮摩托车”进行监管。

如果微型电动汽车符合双百公里要求，且其生产企业具备《条例》要求的生产资质，该车型将获得国家补贴和地方电动乘用车补贴。对企业来说，这不仅意味着“合法”地位，还意味着销售额和利润的大幅增长，这将促进企业获得更大的发展空间。

2016年，国家对新型纯电动和插电式混合动力乘用车的补贴标准如下：

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从上表可以看出，如果巡航里程达到100公里，不考虑地方补贴（地方补贴各不相同），那么一辆纯电动乘用车可以获得25000元的补贴金额。如果巡航里程达到150公里，补贴金额高达4.5万元。

使用铅酸电池的微型电动汽车企业很难满足这一要求（性能和轻量化难以平衡），这也意味着很难获得国家和地方的补贴。如果你想使用锂电池组，如果你想达到100公里的巡航里程，你通常需要10kWh的容量。目前，市场价格超过3万元，再加上电机升级等成本，大概没有……

利润丰厚。

如果动力电池被用于级联利用会怎样？成本不到新锂电池系统的一半，续航里程和放电功率可以满足双100公里的要求，甚至可以达到150公里的续航里程要求。在保持低价（扣除补贴后，价格不到5万）的基础上，产品性能大幅提升（达到纯电动乘用车标准），产品竞争优势明显（性价比高）。

基于上述分析，分阶段使用动力电池可以帮助微型电动汽车企业升级产业，达到纯电动乘用车的相关标准，获得国家和地方财政补贴，扩大发展空间。

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3.电能存储（储能）市场

毫无疑问，这是一个超大的市场，也是未来能源互联网的支柱和基石。如果没有有效的储能手段，能源互联网就是空谈。经过多年的政策推动、市场驱动、技术发展和成本降低，储能市场即将走出黎明前的黑暗，迎来希望的曙光。

特斯拉发布Powerwall和Powerpack后，一个月内收到的订单超过8亿美元，这充分表明了强劲的市场需求和公众对低成本、长寿命储能产品的期望。随后，戴姆勒-奔驰也在德国发布了类似产品，并宣布将在夏季或秋季向市场供应。未来几年，整个储能行业即将走向“窗口期”，并实现快速发展。

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根据CNESA项目库的不完全统计，截至2014年底，全球电力系统应用的储能项目（不包括抽水蓄能、压缩空气蓄能和储热）累计装机容量为845.3MW，2014年新增装机容量111.6MW，年增长率为15%。其中，中国储能累计装机容量达到84.4MW，占全球装机容量的10%。

从地域分布来看，无论是项目数量还是装机规模，美国都占据了最大的比例。截至2014年底，美国已投产95个储能项目，装机容量超过357MW。日本的装机容量排名第二，接近310MW，中国的项目数量紧随美国之后，有63个项目。2014年，美国的装机容量最大，为34.4MW，中国和欧洲分别为31MW和27.7MW，位居第二和第三。

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从技术分布来看，钠硫电池装机比例最大，占40%，其次是锂离子电池和铅酸电池，分别占33%和11%。2014年，在新安装的储能技术中，锂离子电池占比最大，占71%，其次是飞轮，占20%。

从应用分布来看，储能项目主要集中在可再生能源并网、辅助服务、输配电、分布式微电网等领域。其中，可再生能源并网领域占比最大，占比45%，装机容量379MW。2014年，在应用领域的新装机中，用户端领域占比最大，占43%，其次是辅助服务和输配电领域，分别占28%和19%。

未来储能产品的发展趋势应紧跟市场的热点需求，从解决用户的实际问题入手，重点关注以下几个方面：

1.与分布式发电（风能/太阳能等）合作，推广分布式储能系统，解决分布式发电随机波动所面临的一些并网问题和调度问题。

2.骨干网和微电网系统的供电稳定性……

频率调制和电压调节，以及输配电膨胀压力的释放。

3.用户侧能源管理，错峰填谷，改变用户用电曲线，降低用户用电成本，这对高能耗的大型工业用户（电解铝/电解铜/矿物/有色金属深加工等）尤为重要

4.与家用光伏发电合作，普及家用储能系统，提高自发自用率，在欧美、澳大利亚等地区有着非常广泛的市场需求。

5.移动电源、备用电源、应急电源等。

事实上，使用新型锂电池作为储能系统，单位成本通常高达2000~3000元/千瓦时，投资回报率低，这也是储能产品大规模应用的最大障碍。如果采用他人使用的动力电池，其规模成本远低于新型电池。以美国初创公司FreeWire为例。这家公司使用日产聆风的退役动力电池作为移动充电汽车，其相关产品的每千瓦时成本仅为100美元，相当于600元/千瓦时。该公司首席执行官Arcady Sosinov表示，电池行业要到2030年才能达到成本目标，他们已经通过使用二手电池来降低成本。

特斯拉在美国发布Powerwall和Powerpack后，引起了市场的热烈追捧，价格是一个非常重要的因素。然而，通过许多专家的比较分析，我们知道特斯拉销售的储能产品的价格低于成本。让我们分析一下埃隆·马斯克的动机。有深刻的理由相信，特斯拉未来也会将Model S等电动汽车的退役动力电池应用于国内储能和商用储能。届时，储能产品的利润和经济价值将实现最大化。

根据中国政府的计划，到2020年，风力发电和光伏发电的装机容量将分别达到200GW和100GW。可再生能源发电配备储能系统已成为刚性需求，一般比例为5%~20%。据此计算，到2020年，仅中国可再生能源发电市场就需要超过15GW的储能系统，以2~4倍的容量/功率比计算，储能电池的规模将需要超过30GWh。

短期内，级联动力电池在家庭储能、分布式发电、微电网、移动电源、备用电源、应急电源等中小型储能设备应用领域将具有良好的发展潜力。从长远来看，如果解决了一些技术难题，梯级利用在大型、超大型商业储能和电网级储能市场也将有广阔的前景。

事实上，储能产品的经济效益测试和商业模式探索都是非常复杂的事情，并不能通过以上简单的分析来阐明。但很明显，阶梯式利用的动力电池的成本远低于新型锂电池组，可以大大降低储能系统的成本，消除储能产品大规模应用的最大障碍，带来更明显的经济效益和社会效益。

八、总结

在电动汽车动力电池的梯级利用方面，国外发展相对较快。美国、德国和日本已经有了许多示范应用项目，正在积极探索技术、成本、商业模式等方面的问题和困难，为后续的大规模工业化做好准备。

中国仍处于“研究”阶段。学校、科研院所等组织开展了理论研究和实验研究，但配套资金不足，力量分散，进展缓慢。此外，很少有企业在这方面投入资源来探索和积累工业化。随着中国电动汽车行业的发展速度和规模，在未来两三年内，将迎来动力电池退役的高峰。多达GWh级动力电池将退出汽车市场，退役电池总数将增加……

ase每年都在加速发展。如何最大限度地利用这些电池的剩余价值，不仅是环保问题，也是对中国电动汽车后市场经济效益和回收效益的考验。

在电动汽车等新产业领域，我们必须改变过去粗放型的发展模式，不能简单追求规模效益，而是建立更高效、更精细的经济模式，才能真正实现可持续发展的目标。

诚然，我们在商业模式创新和产业链布局方面仍面临许多技术问题和挑战，但我们能够获得的预期收益也相当可观。当别人在困难面前犹豫不决、犹豫不决甚至退缩时，那些敢于迎难而上、锐意进取的企业和团队，就能在这个目前还不太受重视，但却有巨大经济效益的领域收获丰硕成果。那么，从另一个角度来看，如果采用梯级利用的动力电池呢？

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上述数据只是行业平均水平的粗略比较，而不是具体制造商的确切数据。从上表可以看出，级联利用的动力电池可以在价格、里程（能量密度）和寿命之间实现更好的平衡，从而更快地推动锂电池在电动自行车市场的应用。

根据2014年的数据，如果10%的电动自行车使用阶梯式利用的动力电池组，年总需求量可达290万千瓦时（2.9GWh），与2014年中国电动汽车动力电池总量相差不远，相关阶梯式利用市场规模可达数十亿元。

2.微型电动汽车市场

这是一个野蛮增长的市场，也是目前监管空白的市场。电动汽车的价格太高，普通人负担不起，电动自行车又无法遮风挡雨，所以驾驶和乘坐的舒适性是不可能的。那么市场需要这样一种产品来连接“低端”电动自行车和“高端”电动汽车，这是微型电动汽车快速发展的基础。

微型电动汽车和电动汽车具有相似的车身结构和技术特征，因此可以在产业链的大多数环节共享。微型电动汽车价格较低，符合基层群众的收入水平、消费升级趋势和国家道路基础设施的改善。因此，微型电动汽车在中国三四线城市和农村地区非常受欢迎。2014年，仅在山东，微型电动汽车产量就超过18万辆，全国市场接近30万辆。然而，微型电动汽车的发展仍然受到市场混合、相关企业资质不足、产品质量差以及使用污染严重的铅酸电池的限制。目前，市场上的迷你电动车大多售价在5万元左右，车速在40~60公里/小时，续航里程不足100公里，甚至不足80公里，电池容量衰减快，安全隐患突出。

2015年之前，尽管国家发展改革委、工业和信息化部等主管部门没有明确禁止微型电动汽车的发展，但微型电动汽车无法进入《汽车制造商和产品公告》，也无法获得上汽集团的许可，因此，在官方层面，它们仍然是受限制的行业。幸运的是，自去年以来，地方政府和中央政府已经充分认识到微型电动汽车的强劲市场需求和行业的不健康发展，并正在逐步通过国家法律法规、行业标准和地方产业指导政策，将微型电动汽车纳入监管体系，赋予其“合法”地位，促进行业规范有序发展。

未来两年，微型电动汽车的发展将呈现两条可能的道路：

1.车辆符合双百（时速100公里，巡航里程100公里）要求，并根据《新建纯电动乘用车生产企业投资项目和生产准入管理暂行规定（征求意见稿）》纳入纯电动乘客车体系。

2.未能见面的人……

根据新修订的国家标准GB/T 15089《机动车和挂车征求意见稿》，双100公里的要求将作为L6和L7型纯电动“四轮摩托车”进行监督。

如果微型电动汽车符合双百公里要求，且其生产企业具备《条例》要求的生产资质，该车型将获得国家补贴和地方电动乘用车补贴。对企业来说，这不仅意味着“合法”地位，还意味着销售额和利润的大幅增长，这将促进企业获得更大的发展空间。

2016年，国家对新型纯电动和插电式混合动力乘用车的补贴标准如下：

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从上表可以看出，如果巡航里程达到100公里，不考虑地方补贴（地方补贴各不相同），那么一辆纯电动乘用车可以获得25000元的补贴金额。如果巡航里程达到150公里，补贴金额高达4.5万元。

使用铅酸电池的微型电动汽车企业很难满足这一要求（性能和轻量化难以平衡），这也意味着很难获得国家和地方的补贴。如果你想使用锂电池组，如果你想达到100公里的巡航里程，你通常需要10kWh的容量。目前，市场价格超过3万元，再加上电机的升级和其他成本，可能没有太多利润。

如果动力电池被用于级联利用会怎样？成本不到新锂电池系统的一半，续航里程和放电功率可以满足双100公里的要求，甚至可以达到150公里的续航里程要求。在保持低价（扣除补贴后，价格不到5万）的基础上，产品性能大幅提升（达到纯电动乘用车标准），产品竞争优势明显（性价比高）。

基于上述分析，分阶段使用动力电池可以帮助微型电动汽车企业升级产业，达到纯电动乘用车的相关标准，获得国家和地方财政补贴，扩大发展空间。

[第页]

3.电能存储（储能）市场

毫无疑问，这是一个超大的市场，也是未来能源互联网的支柱和基石。如果没有有效的储能手段，能源互联网就是空谈。经过多年的政策推动、市场驱动、技术发展和成本降低，储能市场即将走出黎明前的黑暗，迎来希望的曙光。

特斯拉发布Powerwall和Powerpack后，一个月内收到的订单超过8亿美元，这充分表明了强劲的市场需求和公众对低成本、长寿命储能产品的期望。随后，戴姆勒-奔驰也在德国发布了类似产品，并宣布将在夏季或秋季向市场供应。未来几年，整个储能行业即将走向“窗口期”，并实现快速发展。

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根据CNESA项目库的不完全统计，截至2014年底，全球电力系统应用的储能项目（不包括抽水蓄能、压缩空气蓄能和储热）累计装机容量为845.3MW，2014年新增装机容量111.6MW，年增长率为15%。其中，中国储能累计装机容量达到84.4MW，占全球装机容量的10%。

从地域分布来看，无论是项目数量还是装机规模，美国都占据了最大的比例。截至2014年底，美国已投产95个储能项目，装机容量超过357MW。日本的装机容量排名第二，接近310MW，中国的项目数量紧随美国之后，有63个项目。2014年，美国的装机容量最大，为34.4MW，中国和欧洲分别为31MW和27.7MW，位居第二和第三。

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从技术分布来看，钠硫电池装机比例最大，占40%，其次是锂离子电池和铅酸电池，分别占33%和11%。2014年，在新安装的储能技术中，锂离子电池占比最大，占71%，其次是飞轮，占20%。

从应用分布来看，储能项目主要集中在可再生能源并网、辅助服务、输配电、分布式微电网等领域。其中，可再生能源并网领域占比最大，占比45%，装机容量379MW。2014年，在应用领域的新装机中，用户端领域占比最大，占43%，其次是辅助服务和输配电领域，分别占28%和19%。

未来储能产品的发展趋势应紧跟市场的热点需求，从解决用户的实际问题入手，重点关注以下几个方面：

1.与分布式发电（风能/太阳能等）合作，推广分布式储能系统，解决分布式发电随机波动所面临的一些并网问题和调度问题。

2.骨干网和微电网系统的供电稳定性，调频和电压调节，缓解输配电的膨胀压力。

3.用户侧能源管理，错峰填谷，改变用户用电曲线，降低用户用电成本，这对高能耗的大型工业用户（电解铝/电解铜/矿物/有色金属深加工等）尤为重要

4.与家用光伏发电合作，普及家用储能系统，提高自发自用率，在欧美、澳大利亚等地区有着非常广泛的市场需求。

5.移动电源、备用电源、应急电源等。

事实上，使用新型锂电池作为储能系统，单位成本通常高达2000~3000元/千瓦时，投资回报率低，这也是储能产品大规模应用的最大障碍。如果采用他人使用的动力电池，其规模成本远低于新型电池。以美国初创公司FreeWire为例。这家公司使用日产聆风的退役动力电池作为移动充电汽车，其相关产品的每千瓦时成本仅为100美元，相当于600元/千瓦时。该公司首席执行官Arcady Sosinov表示，电池行业要到2030年才能达到成本目标，他们已经通过使用二手电池来降低成本。

特斯拉在美国发布Powerwall和Powerpack后，引起了市场的热烈追捧，价格是一个非常重要的因素。然而，通过许多专家的比较分析，我们知道特斯拉销售的储能产品的价格低于成本。让我们分析一下埃隆·马斯克的动机。有深刻的理由相信，特斯拉未来也会将Model S等电动汽车的退役动力电池应用于国内储能和商用储能。届时，储能产品的利润和经济价值将实现最大化。

根据中国政府的计划，到2020年，风力发电和光伏发电的装机容量将分别达到200GW和100GW。可再生能源发电配备储能系统已成为刚性需求，一般比例为5%~20%。据此计算，到2020年，仅中国可再生能源发电市场就需要超过15GW的储能系统，以2~4倍的容量/功率比计算，储能电池的规模将需要超过30GWh。

短期内，级联动力电池在家庭储能、分布式发电、微电网、移动电源、备用电源、应急电源等中小型储能设备应用领域将具有良好的发展潜力。从长远来看，如果解决了一些技术难题，梯级利用在我国也将有广阔的前景……

通用电气以及超大型商业储能和电网级储能市场。

事实上，储能产品的经济效益测试和商业模式探索都是非常复杂的事情，并不能通过以上简单的分析来阐明。但很明显，阶梯式利用的动力电池的成本远低于新型锂电池组，可以大大降低储能系统的成本，消除储能产品大规模应用的最大障碍，带来更明显的经济效益和社会效益。

八、总结

在电动汽车动力电池的梯级利用方面，国外发展相对较快。美国、德国和日本已经有了许多示范应用项目，正在积极探索技术、成本、商业模式等方面的问题和困难，为后续的大规模工业化做好准备。

中国仍处于“研究”阶段。学校、科研院所等组织开展了理论研究和实验研究，但配套资金不足，力量分散，进展缓慢。此外，很少有企业在这方面投入资源来探索和积累工业化。随着中国电动汽车行业的发展速度和规模，未来两三年将迎来动力电池退役高峰。多达GWh规模的动力电池将退出汽车市场，退役电池总量将以每年加速增长的速度增长。如何最大限度地利用这些电池的剩余价值，不仅是环保问题，也是对中国电动汽车后市场经济效益和回收效益的考验。

在电动汽车等新产业领域，我们必须改变过去粗放型的发展模式，不能简单追求规模效益，而是建立更高效、更精细的经济模式，才能真正实现可持续发展的目标。

诚然，我们在商业模式创新和产业链布局方面仍面临许多技术问题和挑战，但我们能够获得的预期收益也相当可观。当别人在困难面前犹豫不决、犹豫不决甚至退缩时，那些敢于迎难而上、锐意进取的企业和团队，就能在这个目前还不太受重视，但却有巨大经济效益的领域收获丰硕成果。

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