四、 梯次利用全球示范工程和项目
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回收管理。制定动力电池回收利用管理办法，建立动力电池梯级利用和回收管理体系，明确各相关方的责任、权利和义务。引导动力电池生产企业加强对废旧电池的回收利用，鼓励发展专业化的电池回收利用企业。严格设定动力电池回收利用企业的准入条件，明确动力电池收集、存储、运输、处理、再生利用及最终处置等各环节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，严格落实各项环保规定，严防重金属污染。”
国家层面针对梯次利用的相关扶持政策、行业规范和标准，也在积极制定当中。
全球各国都在积极开展动力电池梯次利用方面的实验研究和工程应用，其中日本、美国和德国等国家走的比较早，并且已经有一些成功应用的工程和商业项目。我国从近几年才开始开展相关的理论研究和示范工程，步伐相对慢一些，成规模的商业化运作还未真正开始。下表给出了全球一些梯次利用的典型案例：
国家
应用领域
案例描述
参与主体
性质
日本
家庭和商业储能
日产汽车和住友集团合资成立了4R Energy 公司，从事电动汽车废弃电池的再利用，在日本和美国销售或租赁的日产Leaf 汽车的二手电池用于住宅和商用的储能设备
4R Energy公司
商业运作
美国
移动电源
美国创业公司FreeWire推出了一款电动汽车充电宝产品，充电对象是所有的电动汽车，这款产品名为Mobi Charger，装有滚轮方便移动，主要面向写字楼等工作区域。
FreeWire公司
美国/日本
家庭储能
美国EnerDel公司和日本伊藤忠商事在部分新建公寓中推广梯次利用电池。
美国EnerDel公司，日本伊藤忠商事
中国
商业储能
100KWh梯次利用电池储能系统的工程示范，历时2年，由中国电科院、国网北京市电力公司与北京交通大学共同完成，于2014年6月19日通过验收。
中国电科院、国网北京市电力公司与北京交通大学
示范工程
德国
电网储能
2010年TUV南德意志集团受到Germany Federal Institute forBuilding的委托，参与电动汽车电池阶梯利用的研究项目，并在德国柏林建立储能应用示范工程。该项目得到德国能源与气候研究机构的资金支持。
TUV南德
德国
电网储能
博世集团利用宝马的ActiveE 和i3纯电动汽车退役的电池建造2MW/2MWh的大型光伏电站储能系统。该储能系统由瓦滕福公司负责运行和维护。该项目将建在德国柏林，预期将于2015年年末投入使用。
博世集团
BMW
瓦腾福公司
中国
低速电动车/电网储能
利用退役的动力电池，在电动场地车、电动叉车和电力变电站直流系统上进行改装示范，经实测回收电池性能上相比传统铅酸电池有一定优势，且经济性较好。
国网北京市电力公司、北京工业大学和北京普莱德新能源电池科技有限公司
中国
电网储能
河南省于2014年8月建成退役动力电池储能示范工程，该工程位于郑州市尖山真型输电线路试验基地，是国内首个真正意义上的基于退役动力电池的混合微电网系统。
国网河南电力公司、南瑞集团等
美国
综合
2002年，美国国家能源部首次立项委托Sandia国家实验室开展车用淘汰电池的二次利用研究，该项目主要针对电池梯次利用的领域、过程及步骤、经济性、示范规模进行初步研究
美国Sandia国家实验室
项目研究
美国
分布式发电
微网
2010年，美国可再生能源国家实验室（National Renewable Energy Laboratory）开始进行插电式混合动力汽车及纯电动汽车用锂离子电池二次利用的研究，提出淘汰电池可以用在风力发电、光伏电池、边远地区独立电源等。
美国可再生能源国家实验室
美国/瑞典
智能电网
美国通用公司与瑞典ABB 集团联合开展了车载锂电池（针对2010 年底量产的插电式混合动力车Volt）再利用的调查与研究，包括智能电网方面，如用来存储太阳电池系统和风力发电系统等所产生的电力。
美国通用、瑞典ABB
美国
经济效益
1 加州大学戴维斯分校的混合电动汽车研究中心在2010年对动力锂电池的二次利用和价值分析等方面进行了研究。
2 西北太平洋国家实验室的Viswanathan 和Kintner-Meyer 研究了动力电池在电网系统中二次利用的经济效益问题。
加州大学、西北太平洋国家实验室
美国
技术/商业可行性
Duke能源和Tokyo-based ITOCHU公司签署一项合作进行的评价和测试的二次利用的电动汽车电池的协议。将这些旧电池利用于补充的家庭能源供应、存储可再生能源。确定这些二次利用的电池在技术上的可行性和商业可行性。
Duke能源
ITOCHU公司
从我们收集的梯次利用案例来看，在理论研究和示范工程方面较多，在商业化推广方面，还处在初期的探索阶段。
针对梯次利用的商业利益分析和技术可行性分析，已经持续进行了十年以上，相关的研究文章和分析报告也为数不少，已经为产业化的发展积累了一定的理论基础。
在示范工程方面，大多集中于分布式发电、电网储能和充电站等，多为中大规模的电池系统，比较适合课题性的研究和成果的展示，在应用方面的探索，还需要更多样化。
在商业应用方面，家庭储能、商业储能、移动电源、应急电源等小型灵活的设备，应该可以尽快的打开市场梯次利用的市场，为企业的发展赢得先机。在本系列文章的第(四)部分，还有针对商业应用领域的进一步分析。
总体来看，梯次利用虽然已经引起政府部门、科研机构、部分企业的关注和研究，但还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发，这一领域所潜藏的巨大商业机遇，必将引起众多企业的积极参与和激烈竞争。新的产品、新的技术、新的商业模式，在未来都会层出不穷。
一、 梯次利用的难点与挑战
针对退役的动力电池，有两种可行的处理方法，一种是直接作为工业废品，进行报废和拆解，提炼其中的原材料，实现原材料的循环利用，这方面已经有一些国内的企业进行商业化运作；另一种方式，则考虑退役的动力电池，虽然已经不满足汽车的使用条件，但仍然拥有一定的余能，其寿命并未完全终止，可以用在其他领域作为电能的载体使用，从而充分发挥其剩余价值。
相对而言，梯次利用更能够发挥产品的最大价值，实现循环经济的利益最大化，是更为绿色和环保的做法。但梯次利用所面临的难题和挑战也非常的多，如果不能有效解决，就不能实现真正的产业化。
1. 电池拆解
动力电池退役时，是整个pack从车上拆解下来的。不同的车型有不同的电池pack设计，其内外部结构设计，模组连接方式，工艺技术各不相同，意味着不可能用一套拆解流水线适合所有的电池pack和内部模组。那么，在电池拆解方面，就需要进行柔性化的配置，将拆解流水线进行分段细化，针对不同的电池pack，在制定拆解操作流程时，要尽可能复用现有流水线的工段和工序，以提高作业效率，降低重复投资。
在拆解作业时，不可能完全实现自动化，必然存在大量的人工作业，而pack本身是高能量载体，如果操作不当，可能会发生短路、漏液等各种安全问题，进而可能造成起火或爆炸，导致人员伤亡和财产损失。因此，采取什么样的措施和方法，确保电池拆解过程中的安全作业，是梯次利用的一个重点。
2. 剩余寿命预测
这里分两种情况考虑，一种是动力电池在服役期间，其相关运行数据有完整记录，那么当梯次利用的厂家拿到这些数据之后，结合电池的出厂数据，可以建立电池模组的简单寿命模型，能够大致估算出，在特定运行条件下电池模组的剩余寿命(根据所设定的终止条件)。
另一种情况就恶劣的多了，动力电池的使用情况并无数据记录，仅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。当梯次利用的厂家拿到电池后，如何判断其健康状态和剩余寿命呢？这就需要对每个模组进行测试，先明确其当前的健康状态，然后要根据测试数据和出厂时的原始数据，建立一个对应关系，根据不同的材料体系，大致估算其潜藏的剩余价值。
第二种情况，梯次利用的成本会提高很多，测试设备、测试费用、测试时间、分析建模等，都会增加不少的成本，导致梯次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是不准确的，这无疑又会增加梯次利用产品的品质风险，使得产品的生命周期成本较高。所以，如何做到快速无损的检测，是该种情况下梯次利用的关键所在。
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