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动力电池梯次利用是指当电动汽车动力电池剩余容量降低到初始容量的70%～80%，无法满足车载使用要求时，经过测试、筛选、重组，用于使用工况相对温和的储能领域。对退役动力电池开展梯次利用，能分担电动汽车使用成本，提升动力电池全寿命周期价值，降低储能投资成本，节约自然资源，有利于电动汽车和储能两个行业的发展。
退役动力电池主要分布在新能源汽车发展较快的国家和地区。截至2017年底，全球新能源汽车保有量超过340万辆。其中，中国累计推广电动汽车173万辆，装配动力电池约86.9GW·h，2018年后电动汽车动力电池将逐步进入大规模退役阶段。欧洲电动汽车保有量超过60万辆，主要集中在德国、挪威、法国、荷兰、瑞典、英国等国家，由于其电动汽车自2014年才开始规模化推广，因此2020年迎来动力电池GW·h的退役规模。美国新能源汽车发展较早，2019年美国迎来动力电池退役的GW·h时代。2020年我国新能源汽车保有量为492万辆，只比2019年增加111万辆，这意味着我国新能源市场的增量出现首次负增长。
国内外均高度重视电动汽车退役动力电池梯次利用，目前，低速电动汽车和移动通信基站等用户侧储能是梯次利用的主要应用场景。在用户侧储能领域，参与主体主要有电动汽车企业、电池企业和系统集成商。国家电网公司在北京、上海、江苏、河北、河南、江西、青海等地开展了动力电池梯次利用试点工程建设，以工程示范和技术验证为主，见表3-1。总装机规模达4510kW/13600kW·h，其中，用户侧储能项目有七个，装机规模为660kW/1760kW·h。随着退役动力电池规模的快速增加、性能的不断提升和梯次利用技术的持续进步，即将形成规模效应，具备商业价值。
表3-1 国家电网公司已开展的动力电池梯次利用试点工程
（续）
1. 国外
国外关于动力电池梯次利用的政策主要集中在电池回收管理方面，以“生产者延伸责任”为原则对电池回收利用加以引导。美国实行“生产者责任延伸+消费者押金”制度，政府通过押金督促消费者上交退役电池，同时向消费者和电池生产企业收取附加环境费，引导动力电池回收利用。欧盟采用生产者承担回收费用的强制回收制度，并对电池使用者提出了法定义务。例如德国的电池生产和进口商需在政府登记，经销商需要配合生产企业组织建立回收机制，用户有义务将废旧电池上交给指定机构。日本通过《促进建立循环型社会基本法》《固体废弃物管理和公共清洁法》《资源有效利用促进法》等其他专门法，建立了“蓄电池生产-销售-回收-再生处理”的回收利用体系，退役电池统一由电池生产商负责回收，经评估、分选和重组后再流向梯次利用用户。
2. 国内
我国出台了多项政策鼓励动力电池的梯次利用，但具体回收要求和相关技术规范尚不完善，回收利用体系还未建立。2012年7月，国务院出台的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》中明确规定加强动力电池梯级利用和回收管理。2016年初，国家发展改革委、工业和信息化部、环境保护部、商务部、质检总局五部委联合发布了《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策（2015年版）》（2016年第2号公告），对新能源汽车的电池回收、利用、处理做出统一规范。2017年1月，国务院发布了《生产者责任延伸制度推行方案》，在新能源汽车领域提出建立电动汽车动力电池回收利用体系的要求。2018年3月，工业和信息化部等七部委发布的《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》明确了动力电池维修更换阶段要求、回收阶段要求、报废阶段要求、所有人责任要求、收集要求、贮存要求、运输要求、阶梯利用要求、阶梯利用电池产品要求以及再生利用要求。2018年7月，工业和信息化部发布《新能源汽车动力蓄电池回收利用溯源管理暂行规定》，建立“新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台”，对动力蓄电池生产、销售、使用、回收等全过程进行信息采集，对各环节主体履行回收利用责任情况实施监测，该平台已于2018年8月1日正式上线。2021年8月，工业和信息化部等五部联合发布了《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》，加强新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理，提升资源综合利用水平，保障梯次利用电池产品的质量，保护生态环境。我国动力蓄电池回收利用体系将逐步建立完善，为动力电池梯次利用创造有力的政策、产业环境。
当前退役动力电池综合利用成本与新电池基本相当。从国内外梯次利用技术的探索和工程示范来看，退役电池梯次利用需要经过性能评判、分选重组、系统集成等多个技术环节。我国动力电池生产企业技术水平差异较大，特别是前期生产的动力电池质量参差不齐，目前仅有自动化生产程度较高的一线厂家的电池具备梯次利用的条件。
随着大数据分析技术应用于状态评估，以及基于特征参量的快速分选技术的应用，大幅提升了梯次电池的分选效率，有效促进了梯次电池利用的成本下降。目前梯次电池成本较2015年下降40%，在0.6元/（W·h）左右，梯次利用电池成本为新电池的40%，循环次数为新电池的三分之一（超过2000次），按新电池使用周期替换三次退役电池，度电成本为0.5～0.6元/（kW·h·次），与使用新电池相当。
随着动力电池的工艺改进、质量提升，退役电池可用性将大大提升，预计到2024年，采购成本将降至0.3元/（W·h）左右，寿命超过3000次，同时伴随梯次利用关键技术的突破，其过程环节成本也将大幅度下降，系统综合度电成本将降至0.25～0.3元/（kW·h·次）。
随着电动汽车的全面普及，动力电池梯次利用市场规模也将持续增长。2015年新能源汽车销售33.1万辆，动力电池装机量为15.7GW·h，其中商业车和专用车为11.5GW·h；2016年新能源汽车销售50.7万辆，动力电池装机量为28.0GW·h，其中商业车和专用车为19GW·h。2020年我国动力电池退役量达25GW·h。2025年我国新能源汽车销量有望达600万辆，每辆车平均搭载50kW·h的电池，2030我国动力电池退役量将超过300GW·h，如图3-1所示。
图3-1 中国动力电池退役量预测（单位：GW·h）
动力电池梯次利用因其价格优势，适用于要求充放电倍率相对较低、资金周转速度高的用户，在用户侧储能多类型领域都可应用。
随着新能源汽车的高速增长，动力锂电池用量大幅提升，2018年起动力电池已逐步进入大规模退役阶段，未来退役电池应用前景较为广阔。
典型案例是江苏溧阳普莱德公司梯次利用电池储能系统，该系统总功率为180kW，总容量为1.1MW·h，有效容量为1MW·h，由上海煦达新能源科技有限公司主导设计，主要应用为削峰填谷和需量电费管理。