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从0到1 铁塔公司如何做动力电池梯次利用“排头兵”
 

来源:搜狐      2017年10月13日    

     根据官方披露的数据,铁塔公司目前在全国范围内拥有180万座基站,备电需要电池约4400万kWh;60万座削峰填谷站需要电池约4400万kWh;50万座新能源站需要电池约4800万kWh。合计需要电池约13600万kWh。

    梯次利用作为动力电池全生命周期的重要环节,已经有企业开始投身布局,并取得实际成效,中国铁塔股份有限公司就是典型代表。

    2017年3月以来,中国铁塔股份有限公司(下称"铁塔公司")已扩大了梯次电池的试点规模,计划采购30万kWh梯次电池,投放到云南、黑龙江、河北、山东、福建等省份。

    铁塔公司电源专家陈志东介绍,此次铁塔公司还将打通电池溯源平台和动力电池运行数据实时监测平台,在准确掌握电池状态及各阶段运行数据的同时,降低退役动力电池再制造及梯级利用成本。目前相关验厂和总部认证工作已经完,预计11月份将陆续完成梯次电池安装。

     根据官方披露的数据,铁塔公司目前在全国范围内拥有180万座基站,备电需要电池约4400万kWh;60万座削峰填谷站需要电池约4400万kWh;50万座新能源站需要电池约4800万kWh。合计需要电池约13600万kWh。

     此外,以存量站电池6年的更换周期计算,每年需要电池约2260万kWh;以每年新建基站10万个计算,预计新增电站需要电池约240万kWh。合计每共需要电池约2500万kWh。而中汽研数据显示,2020年国内纯电动商用车和乘用退役电池容量将分别为1737kWh和684kWh,合计将有2421万 kWh转入梯次利用市场。2020年后,这一数值将攀升至7786万kWh。

      考虑梯次电池剩余容量80%、可用率70%的情况,2020年前可利用梯次电池约可满足铁塔公司38%需求,到2021年及之后国内梯次电池在满足铁塔公司需求的基础上,还将有富余。

  结合铁塔公司在动力电池梯次利用方面拥有最大实时监控网、最大专业物流体系、最大专业维护人员队伍等优势,铁塔公司瞄准了梯次电池利用,并期望以此为契机拓展分布式储能、转售电等新业务能力。实际上,铁塔公司已经在此方面进行了诸多应用研究尝试:

     在梯次电池试验站点建设的基础上, 2016年10月份,委托哈尔滨工业大学并联合多家电池厂家进行递次利用可行性研究,2017年1月份《电动汽车退役电池递次利用及再生利用可行性理论产业化建议书》出炉。

      通过研究,铁塔公司提出了递次应用的3项原则:一是梯次利用电池应遵循小模块低电压、小电流,高冗余非移动原则。这也再次确定了通信基站相比于其他场景更适合梯次电池应用。二是梯次电池在循环寿命、能量密度、高温性能等方面的各项性能指标均优于铅酸电池;三是梯次电池在技术上完全满足现网各种工况备电需求,不同循环寿命梯次电池适用于不同应用场景,经济上也可行,可以替代铅酸电池。

    铁塔公司还据此按一、二类市电工况,三、四类市电工况,新能源、削峰填谷等不同适用场景对递次利用设定了相应理论数值。

     如:一、二类市电工况条件下,梯次电池循环寿命应达400次,性价比方面,如果铅酸电池是1兆瓦,那么递次利用须达到1.23兆瓦水平;三、四类工况条件下,梯次电池的循环寿命应达800次,性价比要达到2.13兆瓦;新能源、削峰填谷条件下,梯次电池循环寿命应不低于1500次,性价比不低于3.61兆瓦。

   不仅局限于理论数据测算,自2015年10月起,铁塔公司已在福建、广东、河南、黑龙江、山东、上海、四川、浙江、天津9个省份,共计建设了57个试验站点,涵盖各类型应用工况。

     具体来看,以哈尔滨水韵长滩二号站为代表的备电工况试点,负荷23A,配置容量为360Ah的梯次电池,已累计充放电41次,目前衰减率0.14%,同工况下铅酸电池衰减率5%左右,使用效果明显优于铅酸电池。

      以甘肃酒泉404东新能源基站为代表的新能源工况试点,负荷40A,配置210Ah梯次电池,与2800Ah铅酸电池合用,梯次电池运行近1年时间,衰减率约1.1%,该站铅酸电池衰减率6%左右,使用效果明显优于铅酸电池。

     以北京西郊田村基站为代表的自建机房,负荷电流82A,原来配置48V/500Ah铅酸蓄电池,新增2组48V/140Ah梯次电池,电池源于沂星纯电动大巴退役的中航锂电磷酸铁锂电池,单体电芯3.2V/180Ah,剩余容量80%,通过电池共用管理器,实现梯次电池与铅酸电池合用。通过开关电源开展梯次电池削峰填谷应用,有效降低了基站的用电费用。

    此外,以北京八里庄北侧基站为代表的租赁站点、以北京玲珑公园基站为代表的室外一体化站也均通过开展梯次电池削峰填谷应用,有效降低了相应基站的用电费用。

    而近期,铁塔公司透露,其又在廊坊新建立了一个新能源站梯次电池试点,新基站综合运用了"光伏、塔、机房一体化"、"动力电池梯次利用"、"削峰填谷""自发自用、余电上网"、"分户计量"、"大风量节能空调"等新技术。

 

 

  据称具备4大优势:一是光伏并网发电,自发自用,余电上网享受国家、地方补贴; 二是开关电源集成削峰填谷、光伏接入功能,利用峰谷价差降低基站电费; 三是采用梯次锂电池替代铅酸电池,在能量密度、循环寿命、高温性能等方面具备优势; 四是采用大风量壁挂式基站空调降低空调能耗,实现节能目的。而下一阶段,铁塔公司将采取扩大试点、规模应用的策略规划,并制定了明确的时间表:

     2017-2018年,按照备电、新能源、削峰填谷等不同场景继续扩大试点规模,掌握更多真实数据,作为持续评估递次电池可用性的参考,并积极总结试点经验,做好大规模应用的准备。

   2019年开始,逐步搭建成熟的行业标准和企业标准体系,促进梯次电池的性能逐步提升,价格稳中有降,性价比攀升明显,以达到推动梯次电池市场规模稳步扩大的目标。