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随着电动汽车和电网储能需求的持续增长，越来越多的退役电池公司正进入北美固定式储能市场。这些公司拥有许多潜在的收入来源，但退役电池的独特特性也带来了许多超出传统电池开发商所面临的挑战。为了探讨这些挑战，本研究直接与行业利益相关者进行交流，包括八家北美退役电池公司和五家加拿大电力公用事业公司及电力系统运营商。基于对这些利益相关者的一系列访谈，本研究汇编了关于北美退役电池行业现状及其当前机遇与挑战的综合观点。研究结论指出，尽管该行业在很大程度上仍处于探索阶段，供应链尚不成熟，且在公用事业规模应用方面的竞争进展微乎其微，但退役电池企业正致力于克服阻碍行业增长的主要监管障碍，并开发创新的技术和商业解决方案，以与传统电池储能系统竞争。研究发现，公用事业公司和电力系统运营商似乎对该技术及其并网持开放态度，且绝无歧视。即便如此，退役电池行业仍面临漫长的发展曲线，并受动态市场力量的影响。建议政府采取17项可操作步骤来支持该行业的发展。
SLBs可为电网提供多种不同服务，如削峰填谷、能量套利、需求侧管理、推迟输电升级、降低需量电费以及备用电源[1]。可再生能源和基于逆变器的资源增长也产生了对辅助服务需求，如频率调节、频率响应、旋转和非旋转备用以及电压支持[2]，这为SLB公司支持电力系统持续转型提供了另一个潜在机遇。然而，关于SLB公司如何进入公用事业领域，以及如何克服障碍与挑战，仍存在许多疑问。
为了了解SLB行业当前面临的机遇与挑战的现状，本研究开展了一项利益相关者研究调查，旨在直接从一线工作者那里获取信息和观点。
1.1. 研究目标
本研究的目标是收集关于北美SLB行业现状的广泛一手行业观点，识别阻碍行业增长的主要障碍，并汇总研究结果，以协助政府和其他利益相关方支持SLB行业的发展。为此，本研究与SLB公司（提供SLB系统）、电力公用事业公司（将SLB系统作为资产采购）以及电力系统运营商（为服务需求发出SLB系统信号）进行了交流。在本研究中，“二次电池公司”被定义为任何部分或全部专注于电动汽车电池在二次应用中商业化再利用的注册实体或成立前的研究团队。
虽然SLB行业具有全球性（特别是在电池采购方面），但本研究的范围仅限于该行业的北美市场。尽管本研究的许多发现具有超越北美地区的适用性，但仍建议在欧洲和亚洲等新兴SLB市场所在的其他司法管辖区开展类似利益相关者研究项目，因为这些地区必须考虑不同的市场力量和监管框架。1.2. 研究团队
自2010年成立以来，达尔豪斯大学可再生能源储能实验室在处理、建模、再利用以及对电池、模组、电池包和系统层级的废旧电动汽车电池进行实验测试方面积累了丰富的经验值。这些工作大多是与北美各地的多个研究团队、SLB公司以及其他电力行业利益相关者合作完成的。该研究团队拥有处理数十种独特电动汽车电池的实操经验，这些电池具有不同的容量、电压、外形尺寸、化学成分、电芯格式和健康状况。该团队还广泛研究了不同的电池管理系统（BMS）、功率转换系统和热管理系统。这些丰富的实操经验，结合在整个行业内广泛的人脉网络，使该团队能够承担这项利益相关者研究项目，并在整理和支持研究结果方面创造价值。1.3. 研究方法
为实现研究目标，我们整理了一份拥有宝贵一手见解的行业关键利益相关者名单。该名单结合了现有行业联系人、一级人脉以及互联网搜索结果。随后，我们通过电子邮件和商务社交平台向这些利益相关者发送了咨询，分享研究详情，并邀请相关人员参与30分钟的视频会议访谈。
在2025年12月至2026年3月期间，共对北美八家SLB公司（三家位于加拿大，五家位于美国）进行了访谈。另外联系了三家SLB公司，但未收到回复。接受访谈的八家SLB公司代表了广泛的发展阶段、地理位置、技术偏好和商业模式，这使得固定的调查方法不适用于本研究。相反，每次访谈都根据每位受访者的独特情况定制为自由形式的讨论，同时涵盖几个关键主题。通常情况下，受访者会被问及有关其业务、SLB技术、商业项目、主要收入来源，以及他们在这一新兴SLB行业中开发项目时遇到的主要挑战或障碍的问题。受访者慷慨地为许多问题提供了详细的回答，但由于方法和经验水平的不同，并不总能回答所有问题。每位受访者提供的信息都被记录下来，并整理成以下列出的五个主要类别及相应的子类别中表1这种分类方法为直接比较各类SLB公司提供了框架，并有助于识别整个行业的共同点和差异。
表1。用于组织从八家北美SLB公司访谈中获取的信息的五个主要类别及其相应子类别。
在同一时期，还对五家加拿大电力公用事业公司和电力系统运营商进行了访谈。这五家实体分布在三个不同的加拿大管辖区：
与接受访谈的SLB公司一样，电力行业受访者的多样性使得固定的调查方法并不适用。尽管每次访谈都是独特的自由形式讨论，但受访者通常会被问及各自管辖区内电池储能的现状与未来前景、BESS项目在获准系统互联前必须满足的技术要求，以及他们预见的SLB项目与新建BESS相比的潜在优劣势。同样，受访者在回答时非常慷慨，但由于经验水平和专业领域不同，并不总能回答所有问题。每位受访者提供的信息都被记录并整理成以下列出的三个主要类别及相应的子类别中表2.
表2。用于组织从五家加拿大电力公用事业公司和电力系统运营商访谈中获得的信息的三个主要类别及相应子类别。
虽然接受采访的五家加拿大实体不能被视为整个北美电力行业的代表，但它们的独特特征（如垂直整合或开放市场）仍能提供一个广泛的综合视角，反映了习惯于与新建电池储能系统（BESS）合作的实体对SLB的看法。因此，这五次访谈为与北美SLB公司的八次访谈提供了有益的补充。对美国众多独特的电力系统利益相关者进行更全面的调查超出了本研究的范围，但建议在未来的研究中进行。
鉴于受访利益相关者的多样性以及他们提供的细微观点，通常用于固定调查的定量分析被认为不适用于本研究。要准确呈现收集到的行业观点，需要对各受访者提供的信息进行细致的说明。因此，建议读者阅读完整的说明，以把握这些细微差别。1.4. 免责声明
在每次访谈开始时，所有受访者均被告知本研究的目的，以及他们提供的信息将如何被记录和发布。我们已尽一切努力，避免以可能将特定访谈结果与特定组织联系起来的方式呈现信息。本研究报告的信息尊重任何要求将特定信息列为不公开的请求，且未披露个人受访者的身份。1.5. 报告概述
本报告的其余部分分为以下章节：
2. 二次电池企业的观点
本节详细介绍了八家受访的二次电池企业分享的关于其产品设计和市场细分选择的信息，以及他们在开发过程中遇到的监管、经济和技术障碍。
2.1. 项目与用例
有多种固定式储能应用能够使电网运营商和电力消费者受益。这些固定式应用总结在图1中，其中绿色方框用于突出显示受访SLB公司报告的应用。关于各种固定式储能应用的详细描述可以在[3,4,5,6,7,8,9,10].
图1。固定式电池储能应用的可视化总结，其中受访SLB公司报告的应用以绿色突出显示。
利益相关者研究表明，大多数北美SLB公司在表后（BTM）项目中仅专注于商业和工业客户。受访SLB公司提供的最常见的BTM储能服务包括削峰（响应电网需求）、降低需量电费（响应用户读档）和备用电源（停电时使用），部分公司还提供太阳能光伏自发自用、功率因数校正以及电动汽车充电基础设施的输配电升级延迟服务。其中一家SLB公司也提供移动式BESS产品。八家SLB公司报告的现有项目规模从几百kWh到数十MWh不等，预计未来几年项目规模将增长至数百MWh。大多数SLB公司报告的典型储能时长为2至4小时，这主要是受市场需求驱动，其中两家公司正在探索长达12至14小时的储能时长。
在接受采访的八家SLB公司中，只有一家完成了电表前（FTM）项目（在美国拥有一个规模约为50兆瓦时的单体原型项目）。该公司计划利用该系统提供辅助服务，但目前专注于作为FTM能源服务的能量套利。其他SLB公司要么专门向工商业客户销售电表后（BTM）产品，要么到目前为止仅建设了服务于自身设施的BTM试点项目。有两家公司最初因并网和认证的便利性而选择服务于离网客户。虽然这些专注于BTM的公司都对未来建设FTM系统表示了兴趣，因为此类系统具有巨大的经济潜力，但只有一家公司有明确的计划进入该领域，并专注于能量套利。
当被问及为何不开展FTM项目时，大多数SLB公司表示，他们对承担公用事业领域典型的大规模项目持犹豫态度，尤其是考虑到许多竞争性的新建BESS解决方案已经具备公用事业规模。一位受访者将从生产BTM系统向生产FTM系统的转变描述为“地震般的转变”，因为在公用事业规模上存在着规模更大的BESS公司竞争。两家SLB公司还报告称，他们与美国的公用事业公司进行了交流，这些公司对采用这种尚未得到验证的技术以及构成这个新兴SLB行业大部分的小型初创公司表现出不情愿。2.2. 系统设计
与SLB公司的交流揭示了它们在设计SLB系统方面存在广泛的相似点和差异。以下小节将对比分析它们在电池获取、系统架构、电池管理和热管理方面的各种方法和偏好。
2.2.1. 电池获取
虽然一些SLB公司偶尔会使用第三方采购，但大多数公司都认为，直接从原始设备制造商（OEM）获取二手电动汽车电池是更优的选择，因为这有助于收集电池规格，并避免因较长的第三方供应链而产生的额外成本和不确定性。在某些情况下，获取的电动汽车电池已由OEM预先筛选，以确保其具备二次利用的可行性；而在其他情况下，SLB公司必须在收到电池后自行进行筛选。八家SLB公司中的大多数都从单一OEM采购电池，极少有多个SLB公司从同一OEM采购的情况。
所有接受采访的SLB公司都专注于销售由单一电动汽车型号的电池组成的电池包产品（而非在同一系统中混合不同类型的电动汽车电池），因为这样可以避免增加复杂性并便于认证。然而，一些SLB公司预见到未来将构建更大规模的系统，这很可能需要根据现有供应量整合多种电动汽车电池类型。有趣的是，SLB公司在倾向于回收利用电动汽车电池模块还是完整的电动汽车电池包方面存在很大分歧：一些公司主张将完整电池包回收利用是唯一经济可行的途径；一些公司认为使用分离模块的定制化更具价值；还有一些公司则根据现有供应情况同时处理电池包和模块。2.2.2. 系统架构
利益相关者研究还发现，SLB公司在连接电池单元和功率转换器的方式上存在显著差异，部分公司选择交流耦合架构，而其他公司则选择直流耦合架构。两家在模块层面工作的公司都描述了将多个模块串联堆叠以实现所需直流电压的架构。然而，其中一家公司对每个独立模块都应用了直流-直流转换器，以便在不同模块处于不同健康状态（SOH）和荷电状态（SOC）水平时实现最佳功率控制。
对于电池包级系统，一家公司描述了一种将DC-DC转换器应用于每个独立电池包的架构，而另一家公司则建立了一个交流耦合的试点项目，其中包含多个直流串，每串由两个串联的电动汽车电池包组成，以使直流电压翻倍。在后一种情况下，由于原始硬件并非为这种更高电压设计，该公司还对接触器、熔断器和某些电缆进行了改造，以适应更高的电压额定值。2.2.3. 电池管理
二次利用电动汽车电池需要访问原厂BMS或改装定制BMS。对于在模组层面工作的SLB公司，应用定制BMS有时是唯一选择，因为他们通常采购的是未附带原厂BMS的独立模组。此外，在拆解过程中电子元件和传感器线缆可能会损坏，或者电池包中的特定模组或电芯组可能存在故障，导致BMS无法继续工作。在电池包层面工作、所有模组和电芯组均正常运行的公司，则更有可能在是否改装BMS方面拥有选择权。
五家接受采访的SLB公司表示，他们在系统中改装了定制的BMS，其中包括一些在电池包层面工作的公司。据报道，这一选择不仅提供了更大的控制灵活性，还可能是OEM为了在二次利用期间免除责任而强制要求的。一家SLB公司报告称，其合作伙伴OEM更希望在二次利用中不使用原始BMS，这样他们就无需提供BMS访问和维护方面的支持。相比之下，一家在电池包层面工作的SLB公司描述了他们如何在没有OEM支持的情况下与OEM BMS通信，以避免打开电池包和改装硬件所需的时间和成本。
并非所有接受采访的SLB公司都描述了用于管理电芯电压的具体BMS拓扑结构，但一家公司描述了其电池包级系统设计采用主从拓扑结构，而另一家公司则描述了其模组级系统设计采用分布式拓扑结构。这些差异是合理的，因为主从拓扑结构更适合相对较少数量的单元（例如，集装箱式产品中的10个电池包），而分布式拓扑结构则更适合相对较多数量的单元（例如，集装箱式产品中的400个模组）。不同的BMS拓扑结构在[2].2.2.4. 热管理
接受采访的SLB公司在热管理方法上存在很大差异。只有一家公司在其SLB产品中完全依赖液冷技术。他们的电池包级产品是为2小时倍率设计的，但他们估计在5小时或更慢的倍率下，液冷将不再必要。他们还指出，其液冷能力将使他们能够相对容易地让现有系统设计支持更高功率的辅助服务。一家公司更倾向于使用所接收的电动汽车电池内置的液冷或风冷能力，并且在构建液冷和风冷系统方面都拥有经验值。
其中一家公司在首个原型中使用液冷技术，但在发现液冷使模块级产品设计过于复杂，且在预期的3小时放电倍率下最终并非必要后，在下一代产品中改用风冷技术。同样，另一家公司通过热成像仪验证，其电池包在预期的3小时放电倍率下无需液冷，因此选择不使用电池包内置的液冷功能。另一家从事模块级工作的公司也选择在预期的2小时放电倍率下不使用其电池内置的液冷功能，并预计未来将开始采购风冷电动汽车电池。
最后，一家SLB公司解释说，从根本上讲，他们更倾向于在电池包级系统中采用被动冷却而非主动冷却。他们引用了电力研究协会的BESS故障事件数据库[11]，表明超过90%的记录在案的电池储能系统（BESS）事故与辅助系统（如液冷系统或灭火系统）的故障有关。因此，这家SLB公司致力于尽可能消除辅助系统，选择将他们回收利用的电池放置在露天场地，而非采用带有主动冷却和灭火功能的集装箱式解决方案。该公司认为，这种方法不仅减少了故障点，还降低了成本和复杂性。该公司还倾向于使用功率较低的场景，从而减少了对主动冷却的需求。在较凉爽的环境中，当闲置电池通常需要通过主动热管理系统加热时，该公司可以转而让电池组之间来回输送能量，从而使电池组实现自加热。由于该公司引用的90%数据主要基于常规电池储能系统而非SLB系统（因其相对丰富），从数学上模拟在露天被动冷却条件下运行老旧SLB的风险，与潜在辅助系统故障的风险进行对比，可能成为未来研究的一个有用课题。2.3. 监管挑战
受访SLB公司指出的最重大挑战与监管相关，特别是适用于SLB系统的各种UL认证。然而，不同SLB公司面临这些监管挑战的程度可能存在显著差异。以下小节总结了受访者描述的具体监管挑战。
2.3.1. UL 9540 和 UL 1973 认证
SLB公司面临的最大监管挑战或许是难以获得系统级UL 9540（储能系统和装备）认证[12]，这主要是因为该认证以UL 1973（用于固定和移动辅助动力应用的电池）认证为前提条件[13] 电池认证。用于固定式应用的电池制造商必须根据UL 1973标准对其电池进行认证，以便这些电池能够部署在经过认证的BESS项目中。由于UL 1973不适用于电动汽车（EV）应用，许多接受采访的SLB公司发现，电动汽车电池通常未获得UL 1973认证。这意味着，除非SLB公司为其采购的电动汽车电池获得UL 1973认证，否则SLB系统无法通过UL 9540认证。
受访者表示，由于UL 1973要求掌握所有原始设备制造商（OEM）电池的规格（包括材料成分），认证往往取决于OEM是否愿意向SLB公司提供这些专有信息。大多数受访的SLB公司报告称，由于无法获取满足UL 1973要求所需的OEM电池规格，其产品设计无法获得UL 9540认证。一家SLB公司能够与特定的OEM合作伙伴合作以满足UL 1973要求，但据报道，如果没有此类合作伙伴关系，SLB公司很难获得UL 9540认证，尤其是在电池包层面进行再利用时。几家接受采访的SLB公司表示，他们能够满足UL 9540的所有其他要求（以及根据UL 9540A进行的大规模火灾测试），或者至少满足该标准的每一项意图，但仍因UL 1973的要求而无法获得认证。一家SLB公司透露，他们在收购二手电动汽车电池时，有时甚至不知道OEM的身份。另一位受访者表示，虽然电动汽车电池OEM可以选择自行根据UL 1973认证其电池以促进二次利用，但目前他们没有动力这样做，更倾向于将储能电池和电动汽车电池分开认证和销售。
UL 9540和UL 1973的另一个已知问题是，一次只能针对一种特定的电池设计获得认证。受访者表示，如果SLB产品中使用的电芯、模组或电池包的设计特性发生任何变化，即使使用的是同一款电动汽车电池的不同型号，也需要进行额外一轮的认证。这迫使SLB公司只能局限于重复利用少数特定类型的电动汽车电池，或者为了实现电动汽车电池来源的多样化而承担高昂的认证成本。根据UL 9540A标准重新进行大规模火灾测试的额外成本尤其高昂，因为每项认证都需要对整个电池储能系统（BESS）产品进行热事件测试。一家已获得单一电动汽车电池类型UL 9540认证的SLB公司解释说，他们努力认证一种基础的、与电池无关的架构，希望未来引入不同类型的电池时，可以通过对现有认证进行修订来处理，而不是每次都需要完整的重新认证流程。重新认证问题通常不是新建BESS公司需要处理的事情，因为它们通常生产单一且一致的电池类型，而不是从各种来源采购多种电池类型。2.3.2. UL 1974认证
SLB行业的另一个主要监管挑战是UL 1974（电池再利用或再制造评估）[14] 针对SLB制造流程的认证，该认证仅适用于SLB公司，不适用于新建BESS公司。截至2026年1月，在接受采访的八家SLB公司中，仅有三家为其SLB制造设施获得了UL 1974认证。这些公司表示，每当他们将新的EV电池类型引入生产线时，仍需作为UL 1974认证的一部分更新其文件。一些SLB公司报告称，在尝试获得UL 1974认证时遇到了重大困难，称部分认证要求和测试程序不切实际、不经济、冗余且含糊不清。
一个报告的问题是，UL 1974要求直接从原始设备制造商获取电池和电池包规格，类似于第2.3.1节中描述的UL 1973问题。第2.3.1节一家SLB公司表示，许多OEM要么不具备某些必要的规格参数（例如“日历有效期”），要么拒绝与SLB公司或测试实验室共享专有信息，或者需要数月时间来处理法律程序才能共享专有信息。同一家SLB公司还认为，UL 1974测试和安全要求已经足够严格，因此在SLB认证中不应再要求OEM规格参数。接受采访的已获得UL 1974认证的SLB公司与OEM通常有直接合作关系，这使得满足这些认证要求变得更加容易。
另一个报告的问题是UL 1974测试要求的性质。一些SLB公司发现某些测试程序过于理论化且不切实际，需要不必要地长时间测试才能获得有关电池健康和安全所需的信息（所有要求的测试耗时高达40小时或更长）。此外，在电池包级别以下进行再利用需要对每个单独的电芯进行测试，这导致整体测试时间更长。一家SLB公司还发现某些测试要求定义不清，三个不同的检验/认证机构对要求的解读各不相同，导致测试时间差异巨大。尽管存在这些报告的问题，UL 1974认证显然在模块和电池包级别都是可以实现的。2.3.3. 地方许可
电池储能系统项目的最终许可由当地主管机关（AHJ）负责。一些接受访谈的缺乏UL认证的SLB公司表示，AHJ对他们的项目设计非常挑剔，其中一家SLB公司分享称，即使项目已符合适用的消防规范，当地消防部门也经常要求进行昂贵的项目修改。另一方面，一家拥有UL认证的SLB公司表示，与AHJ的互动非常顺利。根据他们的经验，AHJ（有管辖权机构）官方并没有对SLB（二次寿命电池）提出额外的安全要求，而是通过临时讨论来确认SLB系统是否符合与新建BESS（电池储能系统）相同的安全标准。为了增强信心，这家SLB公司选择向AHJ提供额外文件，以充分证明该电池已在电动汽车领域安全运行多年，已度过早期故障阶段，并且其二次寿命的性能和安全性已通过全面测试。这家SLB公司还发现，大多数消防局长对电池普遍持谨慎态度，且对电池技术不够熟悉，因此对SLB的审查并不比新建BESS更严格。相反，消防局长们只是意识到锂离子电池正在被安装，并期望项目开发商能够证明该系统是安全的。
一家接受采访的SLB公司在获取辅助服务特定审批方面拥有经验。对于其在美国的FTM系统，电力系统运营商要求他们在SLB系统获批提供辅助服务之前完成三项测试：（1）全功率放电1小时；（2）提供无功功率；（3）快速升至全功率。受访者认为，由于先进的软件控制要求，快速升功率测试最具挑战性。需要注意的是，新建的BESS也需要通过这些相同的测试。2.3.4. 替代路径
未能获得UL认证并不一定意味着SLB公司无法运营。另一种替代方案是针对特定场地的认证。由于在UL认证过程中遇到各种障碍，一家接受采访的SLB公司表示，他们正在探索通过特殊检验SPE 1000来获得BESS现场认证的方案。然而，他们咨询的测试实验室对认证由未认证电池组成的BESS缺乏信心。
另一种替代方案是刻意选择当地AHJ（主管机关）较宽松的项目地点。一些AHJ可能会行使自由裁量权，允许项目开发商提供充分的证明文件来证明安全性，以替代官方认证。这对于运行周期相对较短的试点规模SLB示范项目尤为适用。这也是许多SLB公司仅专注于BTM、离网或移动项目的关键原因：与大规模FTM项目相比，当SLB产品缺乏官方认证时，这些小规模项目更容易获得风险承受能力较强的当地AHJ的许可批准。然而，受访的SLB公司也认识到，依赖AHJ的主观判断无法形成可扩展的商业模式。在北美发展SLB业务最终仍需要官方产品认证。
另一种替代路径是转向海外市场而非北美市场，因为这些市场通常监管流程或认证要求较少。一位受访者分享了他们对亚洲和非洲市场的了解，这些市场并不具备北美那样的SLB监管框架。监管的缺失使得小型SLB公司能够开发多种不同类型的SLB项目，甚至包括住宅领域。虽然电池储能系统（BESS）的安全在这些市场仍是首要关注点，但经过5到10年电动汽车服役的二手电池通常被视为安全，因为它们已被证明没有重大制造缺陷。只要SLB公司能够测试并验证高质量的SLB产品，他们就有机会进行创新，建立良好的安全声誉，并在不受官方安全认证要求束缚的情况下赢得客户和利益相关者的信任。
同一位受访者还透露，每年有数以万计的退役或损坏的电动汽车被运出北美——主要流向亚洲市场，在那里，企业会对这些车辆和/或电池进行翻新、再制造或重新利用。亚洲市场较少的监管限制，使得北美汽车制造商（该地区仍缺乏生产者责任延伸立法）能够卸下报废电动汽车的负担，同时仍能满足可持续发展预期，因为运出的车辆和/或电池在海外仍能提供减碳效益。这意味着，SLB公司可以通过在监管较少的海外市场建立SLB项目，更轻松地实现北美电动汽车电池的重新利用。然而，几乎所有接受采访的SLB公司都专注于在美国和/或加拿大建设项目，唯一的例外是一家计划在墨西哥开展离网试点项目的新创企业。尽管缺乏生产者责任延伸立法，一家SLB公司报告称，汽车制造商仍热衷于在北美为废旧电动汽车电池建立可持续的回收路径，这对SLB公司来说是个好兆头。2.3.5. UL认证标准的修订
克服最大监管障碍的最可行方案已经在进行中。UL意识到，与其期望SLB公司通过创新来突破这些障碍，不如修订其认证标准以妥善适应SLB技术，从而使SLB行业能够发展以满足日益增长的BESS需求和不断增加的二手电动汽车电池供应。大多数接受采访的SLB公司一直在参与任务组，提议修订UL 9540、UL 1973和UL 1974标准。这些任务组计划在2026年底前，就这些标准分别向相应的UL技术委员会提交提案。
UL 9540任务组主要致力于制定UL 1973的修订草案，以便SLB公司能够满足UL 1973的要求，从而消除获得UL 9540认证的主要障碍。他们的方法是通过一个附录提出一条替代的UL 1973路径，该附录概述了针对SLB特定情况的一系列要求。这种方法已有先例：2022版UL 1973新增了附录H，以包含针对通风和阀压铅酸电池及镍镉电池的特定要求[13]，这与UL 1973标准所针对的锂离子技术有着本质的区别。
拟议的SLB附件旨在证明UL 1973与应用于电动汽车电池的同等标准之间的等效性。几家接受采访的SLB公司认为，电动汽车电池可以说比固定式电池更安全，因为根据[中审查的严格SAE行业标准，电动汽车电池是为更极端的情况（如车辆碰撞或浸水）设计的。15]。由于SAE标准的目的与UL 1973要求的主要目的基本一致，因此可以进行等效性比较，以证明新型电动汽车电池符合UL 1973的要求。
一旦等效性得以确立，SLB公司的任务就是进行最低要求的测试，以证明二手电动汽车电池在二次利用中仍然足够安全。关于这一点，一些接受采访的SLB公司认为，UL 9540A规定的系统级火灾测试（除SAE电池级安全测试等效性外）应已足以证明SLB系统是安全的，因此SLB不需要再根据UL 1973进行额外的电池级滥用测试。为了支持这一观点，一位受访者指出，美国国家消防协会发布的标准（要求获得UL 9540认证）已经包含了等效条款，允许项目开发商部署具有“等效保护手段”的产品，从而实现标准的初衷。然而，在电池层级对SLB进行代表性样本测试，可能有助于建立对系统安全性的坚定信心，特别是在老化电池的排气成分、热失控起始温度、燃烧速度等方面预计会表现出与新电池不同特征的情况下。
UL 9540工作组也在考虑如何修订UL 9540，以减轻SLB公司在BESS产品中部署不同电动汽车电池类型的负担。UL 1974工作组正根据行业意见修订UL 1974，以确保电池再利用流程在经济上可行且具备可扩展性。
UL的代表也接受了采访，以了解UL标准在未来几年可能如何演变，从而帮助消除SLB行业的障碍。对于UL 1974，UL受访者一致认为，当大量电池进行再利用时，特定测试有可能对给定再利用设施的部分电池予以豁免，尽管某些测试（如开路电压、电气隔离）被认为是每个再利用电池单元必不可少的。他们还建议，有可能使用数值方法基于部分放电测试而非全容量测试来估算电池容量。SLB行业有必要展示能够为此标准化的有效方法和指标，同时保留检测灾难性退化路径（如局部锂沉积或固体电解质界面（SEI）不稳定）的能力。鉴于不同电动汽车电池类型重新认证所面临的障碍，开发一个通用的、与电池类型无关的框架，以独立于原始设备制造商（OEM）专有电池规格来评估电池健康状态（SOH），也是非常有必要的。
对于UL 1973标准，UL的受访者描述了进行额外测试以涵盖某些电池结构要求（例如电动汽车电池中通常未获得UL认证的关键部件）的可能性。他们还指出，电动汽车制造商未来可能被要求按照UL 1973标准对其电池进行认证。2.4. 经济挑战
作为竞争激烈的储能领域中一个相对较新的分支，经济因素对SLB行业至关重要。以下小节详细阐述了与SLB公司交流中出现的各种主要经济挑战。
2.4.1. 与新型电池的竞争
受访的SLB公司普遍表示，他们面临的最大挑战之一是与新建BESS项目在定价、规模、成熟度和能量密度方面的竞争。正如第2.1节所述，这一挑战是极少数SLB公司进入FTM市场的主要原因，因为该市场嵌入在风险规避的公用事业部门，特别青睐制造规模和技术成熟度。据报道，来自亚洲BESS供应商的低成本磷酸铁锂（LFP）技术构成了最激烈的竞争。
虽然部分接受采访的SLB公司表示其产品已具备成本竞争力，但一些新公司反映，在大型成熟BESS公司占据显著优势的招标（RFP）中，包括政府部门发布的招标，他们难以参与竞争。其中一家公司表示，如果政府希望支持SLB行业的发展，应探索在风险相对较低的招标（例如，偏远项目现场）中“公平竞争”的方法，以便SLB初创公司能够展示更具可持续性的BESS解决方案，即使其价格尚未达到规模效应。2.4.2. 电池供应链
SLB项目成本竞争力的一个主要因素是二手电动汽车电池的采购，这本身就带来了经济上的挑战。正如一家SLB公司所解释的那样，第三方供应链往往存在价格相对较高的问题，因为市场转售商力图从他们收购的二手电动汽车电池中获取利润，而直接与原始设备制造商签约则往往能获得更低的价格。后者的权衡在于，需要投入更多前期工作来与大型公司建立长期供应合同。
由于SLB公司与新建BESS项目进行经济竞争至关重要，部分受访者表示更倾向于直接的OEM供应链，以最大限度降低成本。另一方面，一些规划公用事业规模项目的SLB公司表示，他们预计将从多个不同渠道收集二手电动汽车电池，以积累所需的电池容量。一家公司描述了更广泛的集中式电动汽车电池收集和分发枢纽网络如何帮助简化第三方供应链，并降低缺乏正式OEM合作伙伴关系的SLB初创公司的准入门槛。
一位受访者还建议，政府可以通过限制电动汽车原始设备制造商将旧电池运回原产国，从而将电池留在电动汽车销售国，以此帮助建立当地的二手电池供应链。这不仅能支持二手电池行业，还能产生重要的电池材料原料，最终可回收用于当地电池制造产业。然而，该受访者指出，一些主要的电动汽车原始设备制造商坚决反对这一概念，因为他们希望自己掌控价值链。2.4.3. 监管影响
当前的SLB监管环境也为SLB公司带来了显著的经济障碍。几家接受采访的SLB公司强调，过度的合规测试将使SLB产品难以以能与新建BESS产品竞争的价格销售，从而削弱了SLB的商业可行性。正如在第2.3节中所提到的，要求为部署在特定SLB产品中的每种独特电动汽车电池类型重复昂贵的测试和认证流程，无论是在物流还是经济上都尤为沉重。一家SLB公司估计总成本为$120万美元用于获得UL 1974、UL 1973和UL 9540的单套认证，并包含UL 9540A防火测试。
监管负担也给SLB公司带来了更大的压力，迫使它们为已获得认证的任何电动汽车电池类型建立可靠的供应（理想情况下是通过与OEM签订长期合同），因为它们已经在为该特定电池类型的产品认证方面投入了大量资金。如果该特定电池类型出现短缺，将迫使SLB公司开始采购不同类型的电池，从而需要投入更多资金进行重新测试和重新认证。为了获取当前UL标准所需的电芯规格，必须与OEM紧密合作，这也使得直接的OEM供应链模式优于无法提供OEM规格的第三方供应链模式。因此，当前的监管框架正推动SLB公司转向直接的OEM供应链模式，无论这是否最适合其业务模式和项目计划。2.4.4. 产品质保
受访的SLB（二手电池）公司表达的另一个经济挑战是，需要与新建BESS（电池储能系统）项目通常提供的20年以上质保进行竞争。由于SLB的容量较新电池有所衰减，因此SLB通常无法使用20年。受访的四家SLB公司均已建立产品质保，据报道，这四家公司的质保期均在10至15年之间。然而，较短的质保期通常已计入其系统定价中，这使得该方案对客户而言是可以接受的。
由于系统的非电池组件通常可使用20年或更久，一些SLB公司还为客户提供了一个选项，即通过购买更换电池，将系统寿命延长至原保修期之外。对于SLB系统而言，电池属于相对廉价的组件，这使得延长寿命的购买成为一个潜在的吸引人的选择。当然，更换电池的前提是SLB公司在10多年后依然在经营。
保修条款的结构可能略有不同。例如，一家公司提供15年的功率保证，而另一家公司则保证10年的系统寿命和3%的年衰减率。通常，服务协议规定，如果必要，SLB公司将更换已安装的电池，以确保系统满足保修期（前提是客户遵守定义的运行限制，如功率包络线和温度范围）。这意味着SLB系统的设计必须确保电池易于更换。
SLB公司的挑战之一在于，其产品是否能在不更换电池的情况下真正维持整个保修期，存在着额外的确定性问题。SLB的衰减率通常比新电池更难预测，这意味着SLB公司在产品保修方面必须格外小心。一家接受采访的SLB公司解释了他们如何密切监测已安装系统的长期性能，并根据观察到的衰减率是快于还是慢于预测值来调整放电深度。这有助于确保在不显著影响实时性能的情况下完成保修期。2.4.5. 项目融资与保险
部分接受访谈的SLB公司还指出了与SLB项目融资和保险相关的经济障碍。虽然这对于较小规模的BTM项目来说问题不大，但较大规模的FTM项目通常需要各方愿意提供融资和保险才能开展。一家SLB公司将缺乏SLB融资框架描述为在辅助服务等FTM应用中部署SLB的主要障碍。另一家SLB公司表示，他们仍在努力提升其公用事业规模项目计划的可融资性，这将进而转化为可保性。2.4.6. 研究与投资
一家SLB公司报告称，尽管电动汽车原始设备制造商（OEM）表达了兴趣，但在为探索性SLB商业模式吸引投资方面仍面临困难。该SLB公司指出，缺乏能够以可量化数据支持该商业模式的已发表研究。这一问题凸显了促进SLB公司与研究机构之间建立更多合作伙伴关系的机会，而这些合作可以得到政府资金的支持。2.5. 技术挑战
除了法规和经济因素外，SLB的技术特性使其在处理上比新建BESS更具复杂性。以下各小节描述了SLB公司与我们分享的主要技术挑战。
2.5.1. 电池设计的差异性
部分接受访谈的SLB公司分享了电动汽车电池设计之间的显著差异如何使SLB产品设计过程复杂化。新建的BESS可以围绕稳定的电池供应和其他系统组件进行设计，但SLB公司往往没有这种奢侈。例如，为一种电动汽车电池类型设计的定制BMS可能无法与另一种电池配合使用，或者最初为一种锂离子化学体系设计的安全系统，如果随后部署了不同的化学体系，可能就不再符合安全标准（不同的化学体系具有不同的安全隐患，因此在BESS中需要不同的安全特性）。他们补充说，不同化学体系的安全标准差异使得将不同类型的电动汽车电池整合到一个系统中变得非常困难。他们进一步解释说，由于电动汽车电池技术发展迅速，很难开发出一种能够兼容任何电动汽车电池类型的通用设计。他们表示，完全展示一款产品并证明其有效可能需要两年时间，到那时，现有的电动汽车电池技术已经发生了变化，系统设计的某些方面也需要进行修改以适应这些变化。即使对于特定的电动汽车电池类型，他们也发现电池原始设备制造商经常进行增量设计更改，导致某一车型的电池不一定能与不同车型的同类型电池匹配。另一家SLB公司分享道，这种持续的设计迭代使得采购某些电动汽车电池组件变得困难，因为其原始生产线可能已经过时，只有原始设备制造商掌握着剩余的供应。
一些SLB公司已经在创新，以克服电动汽车电池设计差异带来的挑战。在接受采访的SLB公司中，有两家公司在产品设计上采取了电池无关策略，使其能够适配任何类型的电动汽车电池。这些电池无关设计的关键特征是采用细粒度的功率转换架构，从而实现对单个电池包或模块的调度与控制。这些公司意识到，公用事业规模的SLB项目将需要数以万计的二手电动汽车电池，因此不太可能在整个系统中部署单一类型的电动汽车电池。电池无关的设计方法使得这些公用事业规模的SLB项目对SLB而言更具可行性。2.5.2. 电池退化的差异性
SLB公司面临的另一个挑战是，大型电池组的退化并不均匀。对于新建的电池储能系统（BESS），所有电芯初始健康状态（SOH）均为100%，因此可以进行批量控制。而对于SLB公司收购的二手电动汽车电池，不同电池组、同一电池组内的不同模块以及同一模块内的不同电芯之间，其SOH水平会存在差异。解决这一问题的一种方法是对电池单元（即根据所选的再利用级别，可以是电池组、模块或电芯）进行测试、分级和筛选，从而使用具有相似SOH水平的电池单元构建SLB系统。此类测试、分级和筛选程序是获得UL 1974认证所必需的[14].
使问题进一步复杂化的是，两组具有相同当前价值SOH的电动汽车电池单元，在电动汽车服务的第一阶段运行中可能采用了不同的操作方式，这将增加它们在第二阶段以不同速率退化的可能性。这是一个问题，因为SLB公司可能无法获知所购电动汽车电池的使用历史，尤其是当OEM BMS无法访问时。如果使用历史可访问，则可以使用诊断工具来更深入地了解电池在第二阶段的表现，并且至少有一家接受采访的SLB公司已经开发了此类工具。在欧盟，强制性的电池护照将有助于使SLB公司和其他利益相关者更容易获取使用历史，但目前北美尚未有此类强制规定。作为解决回收电动汽车电池退化差异的另一种手段，一家接受采访的SLB公司采用了一种专门的方法，在将回收电池单元重新利用为SLB系统之前，通过功率吞吐量来对齐这些电池单元的SOH。
即使整套电池单元在重新配置为SLB系统时基本相同，也无法保证它们在第二次生命中仍会以相同的速率衰减。这可能导致较弱的单元最终限制整个系统的性能和寿命。为了彻底解决这个问题，必须对单个电池单元实施运行控制，以便对较弱的单元采取更保守的运行方式。这是采用细粒度功率转换架构的SLB公司所宣扬的另一项优势。正如它提供了一种与电池无关的解决方案来解决电池设计差异问题一样，它还提供了一种与电池健康状态（SOH）无关的解决方案来解决电池衰减差异问题。在这些设计中，电池单元越小，细粒度控制的级别就越精细，系统性能的优化程度就越高。
电池退化差异带来的另一个技术挑战是，当回收的电动汽车电池包含一个或多个失效电芯时。一家接受采访的SLB公司指出，由于电动汽车电池中的单个电芯通常无法维修，一个失效的电芯往往意味着整个模块都无法用于二次利用。不同的电动汽车电池设计可能包含数十个模块，也可能少至四个模块，这意味着单个失效电芯就可能导致25%的电池包无法使用。如果SLB公司在模块层面进行再利用，那么剩余的模块仍可回收并重新利用。然而，如果SLB公司在电池包层面进行再利用，则必须选择要么报废整个电池包，要么对电池包进行改装，使其在不使用故障模块的情况下仍能运行（例如通过加装线缆跳过无法使用的模块）。受访者对电池包改装方案表示担忧，因为任何改装都会使再利用过程更加复杂，并在寻求认证时引发额外问题。这位受访者认为，获得认证最简便的途径是尽可能保持原始电池包设计。2.5.3. 热管理与安全
桑迪亚国家实验室的最新研究[16,17,18]研究了锂离子电池的安全特性如何随电池老化而变化，评估了不同的退化机制如何影响两个关键安全指标：（1）失效的发生时间，以及（2）失效响应的强度。研究人员得出结论，锂析出尤其会提前热失控的发生时间，并可能增加失效期间的热响应。这是对SLB系统热管理和安全的重要发现，因为SLB公司可能需要比新建BESS系统更加注重维持理想的温度范围，具体取决于退化的严重程度和类型。
正如第2.2.4节所述，在SLB热管理系统方面，SLB公司之间尚未达成共识，部分公司倾向于液冷方案，部分倾向于风冷方案，还有部分持中立态度。几家接受访谈的SLB公司表示，实施液冷方案在技术上具有挑战性且不值得投入，会增加设计复杂性并引入额外的故障点，尤其是在电池仅以3小时功率运行的情况下。正如第2.2.4节中所提到的公开数据显示，大多数电池储能系统（BESS）故障归因于冷却单元等辅助系统失效。另一方面，一家SLB公司认为，其液冷设计使其产品能更好地适应辅助服务中常见的更高功率率。另一家公司表示，如果他们正在开发的产品功率率高于目前设计的相对较低的功率率，他们将转向液冷技术。无论SLB公司在热管理方面做出何种选择，SLB系统都应以最小化热失控等安全风险的方式运行。对于液冷系统，这可能意味着需要消耗比新建BESS更多的辅助电力，以维持更窄的电池温度范围。对于风冷系统，这可能意味着电池的运行比新建BESS更为保守，以防止电池温度过高。
理想情况下，SLB公司应能持续分析单个电池单元在二次寿命期间的使用历史，监测锂枝晶生长的迹象，并对任何高风险电池单元采取更保守的操作方式，以适应不断降低的热失控起始温度。这将避免不必要地限制低风险电池单元的性能，从而协同优化SLB系统整体的安全性和性能。这再次凸显了通过细粒度功率转换架构在单个电池单元层面监控和控制SLB系统的价值。两家采用细粒度设计的受访SLB公司解释了他们如何识别并限制那些快速退化或表现出安全风险（如锂枝晶生长或因制造缺陷导致极耳撕裂）的单个电池单元。他们在这一层级进行动态调整的能力，避免了必须降低整个系统功率或过早报废有风险电池单元的情况。开发合适的电化学筛选协议和局部诊断指标对SLB公司至关重要，尤其是随着行业向更大规模的FTM应用迈进，各种电池设计和SOH水平的混合将变得尤为常见。
另一个重要的考虑因素是SLB系统中电池温度传感器的布置位置。如果SLB公司依赖OEM温度传感器，但修改甚至关闭了OEM热管理系统，这一点尤为重要。例如，传感器可能布置在冷却液管道上，但如果冷却液不再循环，它就会给出错误的结果[19]. 一家接受采访的SLB公司表示，他们对无法控制OEM温度传感器在电动汽车电池内部的布置位置感到担忧。据报告，他们必须拆下电池包盖，将热成像仪置于电池包上方，并在热成像仪运行的同时进行电池测试，才能确信电池在没有液冷的情况下，在预期的应用场景中安全运行。如果没有此类验证研究，SLB公司在解读二次利用应用中OEM传感器读取的温度时，可能需要保持保守态度。2.5.4. 电池性能限制
与新电池相比，SLB的性能由于容量衰减、内阻增加以及为提高安全性而可能受限的操作，而存在固有局限。为了应对这些电池性能限制，SLB公司必须制定操作控制策略，以平衡实时性能与安全性、寿命和成本。
如第2.5.3节所述，SLB系统可能出现热失控起始温度降低和温度测量值被低估的情况，这促使SLB公司应用比同类新建BESS更窄的运行温度限制。保持理想的温度范围也有助于减缓退化，从而延长SLB系统的使用寿命。三家接受采访的SLB公司表示，他们有意采用更保守的上限温度限制，而一家较新的公司则表示，在制定自己的控制策略时，他们依赖于原始设备制造商（OEM）的建议。
另一种应对SLB（退役电池）性能限制（相较于新建BESS）的方法是缩小运行SOC窗口，以减缓退化速率。大多数受访的SLB公司表示，在充放电过程中都会在一定程度上限制SOC，但具体方法差异很大。一些公司采用类似于电动汽车应用的SOC限制，例如5%至95%的SOC，而一家公司则表示，其合作伙伴OEM建议在二次利用其电动汽车电池时，放电深度保持在70%。另外两家涉及多性向电动汽车电池类型的公司报告称，虽然他们通常使用的放电深度比首用电池更小，但他们会根据每种电池类型量身定制特定的SOC限制和其他运行参数，因为不同的化学体系有时需要避免不同的SOC范围。一家公司报告称，通过使用比电动汽车应用中更保守的温度和SOC限制，其SLB产品在电动汽车服务期间的年退化率大约只有同类型电池在电动汽车服务期间的一半。
通常情况下，应用更窄的温度和SOC限制会导致SLB系统的能量和功率能力降低。此外，SLB公司必须考虑功率和爬坡速率将如何影响电极材料中已经部分退化的降解机制（如锂沉积、机械应力和SEI生长）。为了应对这些功率限制，可以通过安装超过满足系统所需能量和功率能力所需的电池单元数量，来故意扩大SLB系统的规模。系统在实际电池容量方面的冗余度越高，每个独立电池单元所需的能量和功率就越少（辅助系统可按需配置，无需冗余）。两家接受采访的SLB公司表示，他们有意让SLB系统超配，以便单个电池单元能在更窄的温度和SOC限制范围内运行，从而延长其寿命。超配程度最终取决于系统全寿命周期经济价值的优化，即更多的前期超配成本会带来更长的运行寿命。
一家接受采访的SLB公司指出，其细粒度功率转换架构降低了对系统范围温度和SOC限制的需求。他们采用了与电动汽车应用相同的温度和SOC限制，转而依靠细粒度的监控和控制能力，根据需要减轻单个电池单元的压力。该架构使他们能够充分利用每个单个电池单元以及整个系统的最大能力。2.5.5. 监控与控制系统
前四个小节已经明确，监控和控制对于SLB系统至关重要。然而，监控和控制系统也给SLB公司带来了独特的挑战。在监控方面，SLB公司必须与OEM合作以访问和编程OEM BMS，或者开发自己的自定义方法来访问和编程OEM BMS，亦或是购买第三方BMS，或者设计并生产自己的自定义BMS。这四种方案都充满挑战：与OEM合作可能需要耗费大量时间和精力，仅仅为了使用一个适配特定电动汽车电池类型的BMS；在没有OEM支持的情况下访问OEM BMS需要开发自定义接口工具，并可能产生法律后果；第三方BMS仍需投入人力、时间和成本来连接电池，且不同电动汽车电池类型的操作流程也会有所不同；自主研发则需要巨额投资。
可用的BMS选项还可能取决于所获取的电动汽车电池类型以及所选的SLB业务模式。接受采访的SLB公司之一直接从OEM接收二手电动汽车电池模块，但未收到任何BMS硬件，因此别无选择，只能开发电芯电压线束，并建立模块与第三方BMS之间的通信。同样，另一家SLB公司与一家OEM合作，该OEM明确要求不得在二次生命中继续使用其原厂BMS。另一家SLB公司倾向于重新利用未经改装的电动汽车电池包以降低成本，但由于原始设备制造商（OEM）不提供电池管理系统（BMS）支持，他们别无选择，只能开发自定义方法来访问OEM的BMS。另外两家SLB公司则不得不开发专有的BMS技术，以实现其业务模式核心的电池无关系统设计。这些差异说明了SLB公司在进入该行业、与新OEM合作或开发新产品时，必须应对的充满挑战的路径。
在控制方面，SLB公司必须开发功率转换架构和控制策略，这两者都需要做出许多关键决策，这些决策会影响SLB系统的成本、性能、寿命和安全性，同时还需要具备灵活性，以便未来能够适应不同类型的电动汽车电池，用于系统扩展。对于SLB而言，这些决策尤其具有挑战性，因为二手电动汽车电池在设计、性能和退化方面存在显著差异。在接受采访的SLB公司中，有两家似乎在开发电池无关的控制系统方面取得了进展，该系统利用细粒度功率转换架构结合专有BMS技术来控制和优化单个电池单元。其中一家公司解释说，他们的系统设计是公用事业公司有兴趣与他们在FTM项目（包括辅助服务）上合作的重要原因，因为更细粒度的监控和控制能力解决了SLB的许多缺陷。由此产生的SLB产品也足够灵活，能够适应各种类型的辅助服务应用。未来采用不同锂离子化学成分混合的SLB系统也将需要细粒度架构和控制，并配备专门的参数，以应对它们显著的性能差异。2.6. 二次电池的优势
虽然SLB面临诸多监管、经济和技术挑战，但与SLB公司的交流也凸显了SLB行业在电力网储能项目中的独特优势。本节将探讨SLB相较于新建BESS的六个重要优势领域。
2.6.1. 制造标准
几家接受访谈的SLB公司认为，电动汽车电池本质上比固定式电池更安全，因为它们必须按照更严格的汽车应用安全标准进行制造。这些标准在[17]中有所描述，包括FMVSS 305碰撞测试、SAE J2464滥用测试和IP67密封。2.6.2. 早期失效
任何制造的产品在产品生命周期早期都更有可能出现与缺陷相关的失效，这一概念同样适用于电池。几家接受访谈的SLB公司指出，已在路上行驶1年以上的电动汽车电池已经度过了早期失效阶段。这意味着SLB系统在缺陷相关电池失效方面的固有风险低于新建的BESS。其他系统组件（如功率转换器）在SLB系统和新建BESS中发生早期失效的风险是相同的。2.6.3. 功率能力
电池可以设计为高能量密度或高功率密度。接受采访的SLB公司之一指出，虽然电动汽车电池设计为高能量密度以最大化续航里程，但混合动力电动汽车电池通常设计为高功率密度，以便相对较小的电池仍能应对车辆加速和再生制动。功率密度电池更适合辅助服务等高功率电网应用，但它们往往也更昂贵。受访者建议，二手混合动力电动汽车电池可以以大幅折扣专门用于辅助服务项目，从而在辅助服务中提供优于新建电池储能系统（BESS）的SLB性能和/或成本优势。然而值得注意的是，未来二手混合动力电动汽车电池的规模将远小于二手电动汽车电池。此外，正如在...中提到的第2.5.4节，在高功率应用中使用SLB的公司必须考虑，与新电池相比，功率和充放电速率将如何影响部分降解电极材料中的降解机制。2.6.4. 控制优化
电动汽车电池在设计、性能和退化方面的显著差异，促使一些SLB公司进行创新，构建能够集成和优化任何电动汽车电池类型的SLB系统。通过使用先进的BMS技术和细粒度的功率转换架构，这些公司可以监控和控制单个电池包或模块，从而协同优化系统中每个电池单元的性能、寿命和安全性。对于使用统一电池单元的新建BESS而言，这些创新超出了必要和成本效益的范畴，但随着新建BESS在整个生命周期中的退化，缺乏细粒度优化可能会导致BESS的性能低于运行时间相同的优化SLB系统。虽然这种情况目前仍是假设性的，但它展示了如何通过创新将SLB的挑战转化为优势。2.6.5. 电池更换
由于SLB系统必须以比新建BESS更短的保修期进行销售，SLB公司不得不做出调整以保持经济竞争力。因此，许多SLB项目在设计时就考虑到了电池的轻松更换，以应对系统寿命期间可能出现的电池更换需求。即使SLB系统完成了其10至15年的保修期，一些SLB公司仍允许客户购买更换电池，从而使系统的使用寿命与非电池组件（至少20至25年）保持一致。二手电动汽车电池相对较低的成本，结合易于更换的设计策略，意味着延长SLB系统的寿命比新建BESS更具成本效益，因为新建BESS通常本身就提供20至25年的保修。虽然具体经济效益因情况而异，但SLB系统有可能以更低的成本比新建BESS使用更久。2.6.6. 市场切入点
梯次利用通常被视为电动汽车电池生命周期中的几个渐进阶段之一，包括制造、首次在电动汽车中服役、在电动汽车中重复使用、翻新或再制造用于电动汽车服务、转换为电池储能系统（BESS）服务以及回收利用。一家接受访谈的SLB公司也专注于再制造业务，与多家电动汽车OEM厂商紧密合作。他们指出，在电动汽车电池正式转换为第二生命周期之前，还有其他机会让其提供BESS服务，且他们所指的并非车辆到电网（V2G）技术。
在与电动汽车OEM厂商的合作中，这家SLB公司对一种仓储业务模式产生了兴趣，即电动汽车电池在再制造前后闲置存放时，可以有效地作为BESS运行。这些电池仅需进行轻度循环以抵消仓储成本，且不会造成明显的性能衰减。他们还解释说，由于当前汽车行业中制造的电动汽车电池存在过剩，当电动汽车电池在初始制造后等待首次安装到电动汽车之前（“零号寿命”），作为电池储能系统（BESS）使用时，也可能出现类似模式的机会。虽然这种模式目前仅是一个概念，但它展示了电动汽车电池生命周期的本质本身就是相对于新建电池储能系统的优势，存在大量低成本机会从现有电动汽车电池中提取价值，从而造福电力网。然而需要注意的是，应研究“零号寿命”循环（即新电动汽车电池在长期储存期间的低速率、浅循环）对第一和第二寿命中潜在退化的影响。3. 加拿大公用事业公司和系统运营商的观点
我们对三家加拿大电力公用事业公司和两家加拿大独立电力系统运营商进行了访谈，以了解他们对SLBs作为BESS新技术的解决方案的前景、要求和看法。本节总结了从这五家实体中了解到的信息，为简便起见，下文将统称其为“电网运营商”。
3.1. 电池储能的机会
与电网运营商的交流凸显了SLB可以帮助满足的一系列储能需求，尽管这些机会因司法管辖区而异。例如，一位受访者引用了2026年年度规划展望报告[20] 在为安大略省电池储能系统（BESS）的当前和未来机遇构建框架方面。受访者表示，安大略省已安装的储能容量已领先于加拿大其他省份，预计到2028年将达到3000兆瓦，以支持安大略省预期的电力需求增长。此外，由于安大略省寻求并网的大型快速响应读档（例如数据中心）数量不断增加，该省对辅助服务的需求也在增长，预计频率调节需求将从2026年的100兆瓦增长到2030年的200兆瓦。尽管对辅助服务的需求不断增长，但各电网运营商似乎都认为，相比于单纯的辅助服务，套利和削峰等能源服务能为电池储能系统（BESS）带来更强的经济效益。这意味着，如果将辅助服务与能源服务叠加使用，BESS将能发挥出最佳的辅助服务性能，这一概念同样适用于储能电池（SLB）。虽然SLB也能参与安大略省的运行备用市场，但电网运营商似乎一致认为，由于大量新建BESS的涌入导致市场饱和，SLB在该市场中的机会正在减少。
相比之下，其他受访者描述了新斯科舍省的地理环境以及缺乏大型水电和核电站的情况，这意味着要实现其80%的可再生能源目标，将需要严重依赖基于逆变器的资源，如风能、太阳能以及与Maritime Link的高压直流互联。为了在煤电厂退役的情况下确保电网可靠性，新斯科舍省新建的发电资产需要支持其自身的互联点并具备辅助服务能力。这一要求，结合计划中的快速响应燃气轮机以及通过新不伦瑞克省连接北美主电网的新输电线路，意味着新斯科舍省的辅助服务市场将不会很大。主要例外是确保电压稳定的无功功率服务，预计新斯科舍省的三座50兆瓦、200兆瓦时电池储能系统（BESS）设施将有助于提供这项服务。不过，电压支持服务也将由新安装的同步调相机提供。新斯科舍省新增的电池储能系统容量将主要提供弃风电能的能量套利服务以及公用事业削峰服务。
多家SLB公司、公用事业公司和系统运营商一致认为，BESS通常会针对能源套利和削峰填谷等应用进行容量配置（通常功率持续时间小于1小时），并作为叠加收入流提供辅助服务。多位受访者指出，人工智能和加密货币数据中心建设的快速加速，也正在创造对快速响应、高功率储能的需求。这为更符合高功率辅助服务要求的BESS设计提供了盈利的收入流，这意味着与低功率的能源套利或削峰填谷用例相比，辅助服务在高功率数据中心应用中可能实现更具盈利性的叠加。3.2. 并网考虑因素
受访的电网运营商强调，任何电池储能系统（BESS）除非同时符合管辖区的并网要求并通过电网运营商的电力系统建模测试，否则不会被批准并网。并网建模要求意味着SLB公司必须能够提供其SLB产品与电网交互的详细模型，甚至需要达到电磁层面的精细度。SLB公司面临的一个潜在挑战是，在原始设备制造商（OEM）可能不提供支持甚至根本不为人知的情况下，获取生产如此详细模型所需的电池规格。此外，公用事业规模的SLB系统更有可能包含多种不同的电池化学成分、电压、SOH（健康状态）水平等，这使得建模更加复杂。另一方面，基于逆变器的资源与电网的交互方式，很大程度上取决于功率控制器设计的特性，而非电源（即电池）本身。这意味着，SLB公司的主要任务可能是对其功率转换系统进行详细建模，而非电池电化学行为。尽管电池能量效率会影响电力系统模型所需的系统回合效率数据，但受访的电网运营商表示，该特定数据的准确性对于互联批准并非至关重要。然而，对于SLB而言，功率转换系统可能比新电池更复杂，这为寻求FTM互联的SLB公司带来了另一个潜在挑战。即使该模型被证明与新建电池储能系统（BESS）的模型一样简单，这种高级建模的必要性仍可能成为寻求构建FTM系统的小型SLB初创公司的准入门槛。一位接受采访的电网运营商表示，除了构建模型之外，唯一的替代方案是针对已建成产品进行高级高分辨率测试，以测量与电网接口的真实交互，从而根据结果拟合模型，这同样是一项不小的任务。因此，公用事业级应用更有可能由拥有丰富经验和专业知识的SLB公司来提供服务。
即使对于一些BTM系统，互联要求也可能非常繁重。一位接受采访的电网运营商会激励BESS项目接入其分布式能源管理系统（DERMS）平台，据报道，供应商（包括SLB公司）需要花费数月时间才能通过该系统互联所需的所有测试。长期的互联延迟可能会给试图启动早期BTM项目的SLB初创公司带来经济挑战。此外，互联要求通常包括安全认证要求，如UL 9540，正如在第2.3.1节.
尽管SLB公司在互联方面可能会遇到潜在困难，但电网运营商通常对技术持中立态度，在考虑拟议的互联时，不会明确反对或偏好像SLB这样经过改造的产品。所有受访的电网运营商都一致认为，只要满足互联要求（包括安全认证），并且电力系统模型中没有提出问题，SLB系统就可以接入电网。一位受访者建议，对于可能缺乏监控和维护的住宅应用中的SLB，可能需要额外的要求，但这将取决于认证标准，而非电网运营商。3.3. 经济考量中所述，许多SLB公司已经在应对这些要求。
电网运营商通常对技术保持中立，依靠经济模型来选择最具成本效益的项目提案，并以最低成本优化调度电力系统中的资源。在提议SLB项目时，SLB公司需提供资本成本、运营成本、寿命保证、性能保证、衰减曲线和扩容计划等信息，作为经济模型的输入，以便与其他提案（包括新建BESS）进行比较。为了与新建BESS竞争，SLB项目较低的资本成本必须在经济上抵消寿命缩短和加速衰减的影响。
电网运营商对其输入经济模型的成本估算要求极高的置信水平，这给SLB公司带来了潜在的难度。虽然新电池的定价相当准确，但SLB供应链仍处于碎片化且不一致的状态，导致二手电动汽车电池的价格区间更广。这意味着电网运营商的经济模型必须产生更宽的成本结果范围，与成本区间相对较窄的新建BESS相比，这可能会成为一种劣势。
另一个经济考量因素是项目寿命。一位接受采访的电网运营商表示，他们的BTM BESS项目通常提供10年的项目寿命，这与SLB公司通常提供的10至15年保修期非常吻合。其他电网运营商解释说，由于公用事业级电池储能系统（BESS）项目通常按20至25年的使用寿命进行采购，因此SLB公司需要在其提案中包含一项扩容计划，以证明SLB系统如何通过电池更换来满足所需的项目寿命，而相关成本将计入经济模型中。一位接受采访的电网运营商认为，与可部署在“即插即用”系统中的单个电动汽车电池单元合作可能具有优势，在这种系统中，其余辅助设施与新建的BESS相同，且电动汽车电池可以相对容易地进行更换，从而延长系统寿命。
一位接受采访的电网运营商描述了可能非常适合寿命为10至15年的SLB项目的特定电力市场采购方式。他们表示，容量拍卖往往周期较短，这可能与SLB的寿命相契合。他们进一步描述了一种年度容量拍卖，专门针对老旧太阳能/风能电场等寿命末期资源，这些资源可以保持在线运行相对较短的区块时间。受访者建议，SLB可以成为这些年度容量市场的良好应用案例。3.4. 建立信心
尽管通常对技术持中立态度，但一些接受访谈的电网运营商对SLB表示出一定程度的犹豫，因为这是一种由相对较新的SLB公司部署的相对较新的技术。一位受访者认为，由于SLB技术性质存在不确定性，每单位服务仅10%左右的边际成本节省可能不足以证明选择SLB项目优于新建BESS。这种犹豫表明，在SLB系统与新建BESS进行纯经济角度的权衡之前，SLB技术可能需要更多时间才能让电网运营商更加熟悉并证明其可靠性。
一些电网运营商表示，除了经济模型之外，他们还会询问额外的问题，例如新技术是否已在其他地方部署、现有项目的规模，以及提议项目的公司的过往业绩。一位电网运营商分享道，虽然他们愿意合作开展有补贴的试点项目，但通常不希望成为第一个大规模部署新技术的人。然而，他们也表示，如果能提供适当水平的性能保证、认证和文件，就能建立对技术和公司的信心，从而推动创新项目向前发展。4. 结论与建议
这项利益相关者研究项目汇集了八家北美SLB公司和五家加拿大电力公用事业公司及电力系统运营商的观点，描绘了北美SLB行业的现状，以及SLB在北美电力系统中进一步参与的机遇。本节总结了本研究的主要发现，并提出了17项可操作的建议以支持SLB行业。
图2直观展示了受访SLB公司所面临的主要挑战，这些挑战按电池再利用过程的各个阶段（从左至右）进行分类。这说明SLB项目开发的几乎每一个步骤都存在一个或多个超出传统BESS项目开发商所面临挑战的难题。解决这些特定挑战将有助于确保SLB行业的增长与成功。
图2。SLB公司在电池再利用过程各个阶段所面临的主要挑战的视觉总结。
为了将本研究中记录的行业观点与学术界对SLB的观点进行比较，建议读者参考本研究作者撰写的综述文章[15]，该文章包含了一些尚未影响SLB行业的潜在未来挑战。总的来说，这两篇文章共同表明，学术界提出的多数SLB挑战并非假设，而是当今北美SLB公司确实正在经历的挑战。
4.1. 多样化且不断发展的行业
该项目最引人注目的观察结果之一是北美不同SLB公司之间存在着显著的差异。在八家此类公司中，大多数公司在电池来源、技术、设计偏好、规模和市场细分方面都是独一无二的。这种多样性揭示了三个关键发现：
随着许多SLB公司仍处于早期开发阶段并不断创新解决方案，观察该行业新的运营模式和商业模式如何进入商业领域将非常有趣。行业、政府和学术界之间似乎存在着许多研发合作的机会。4.2. 挑战与解决方案
尽管SLB公司在很大程度上要经历与新建BESS公司相同的监管步骤，但它们还面临着三个额外的监管障碍：
虽然一些SLB公司在为其项目获得UL认证方面取得了成功，但行业内普遍达成共识，认为当前的监管框架使得SLB公司难以扩大规模。除非SLB公司与原始设备制造商（OEM）有密切的合作关系，否则UL 1973本质上并不适应SLB，而且大多数公司认为UL 1974非常繁琐。此外，希望实现电池来源多样化的公司，在认证每种独特电池类型时都面临着巨大的成本。一些公司正试图绕过这些监管障碍，将目标转向风险容忍度较高的AHJ管辖区，但这些机会过于稀缺，无法实现规模化。长期的解决方案是修订这些标准，使其在不牺牲产品安全性和可靠性的前提下，更兼容SLB。行业领袖们已经在协同合作，通过与UL等标准组织共同努力，推动这些修订的实现。
根据接受访谈的SLB公司表示，与新建BESS相比，SLB的主要技术挑战主要涉及：
FTM服务本质上是规模化的，可能需要数以万计的二手电动汽车电池。这意味着此类系统必须兼容多种独特的电动汽车电池类型，这些电池在容量、电压、健康状态（SOH）、化学成分等方面可能存在差异。从技术角度来看，这种系统更具挑战性，而且当前的监管环境也使得混合电池系统更难获得安全认证。正如一些SLB公司所指出的，细粒度功率转换架构允许在单个电池包或模块级别进行监控和控制，这似乎是克服构建公用事业级SLB系统技术挑战的一条途径。事实上，上述列出的每项技术挑战都可以通过细粒度功率转换架构得到至少部分解决。这表明行业创新已经在克服技术挑战。4.3. 公用事业和电力系统运营商的开放性
在接受采访的SLB公司中，有两家公司表示，美国公用事业公司不愿将SLB技术作为公用事业级储能的短期解决方案。然而，与加拿大公用事业公司和电力系统运营商的交流并未反映出这种情绪。虽然受访者偶尔会对SLB表现出犹豫或提出额外问题，但只要它能与新建BESS等替代方案在经济上竞争，他们基本上对SLB技术持开放态度。他们甚至对SLB这种寿命较短的产品在项目方案设计周全的情况下如何保持竞争力持乐观态度。然而，对于与刚进入该领域的小型初创公司合作，人们的犹豫情绪是完全合理的，而且小型初创公司可能也缺乏满足大规模互联严格要求所需的建模能力。对于规模较小的SLB公司而言，挑战可能在于逐步建立成功的项目记录，或许会从较小的BTM项目开始，逐步扩展到公用事业规模的FTM项目，从而获得系统运营商（以及项目融资方和保险公司）对SLB公司及其拟建项目的支持。参与政府资助的试点项目是进入公用事业领域的另一个潜在途径。4.4. 支持行业增长的建议
SLB公司面临着诸多挑战，其中一些只能通过技术创新和内部业务发展来克服。然而，利益相关者研究揭示了政府、认证机构、项目开发商和研究人员在支持SLB行业增长与成功方面存在许多机遇。
4.4.1. 促进安全认证
4.4.2. 提升经济竞争力
4.4.3. 驱动技术创新
4.4.4. 促进公用事业规模的应用
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