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我小时候在山西省岚县的农村生活，记得很清楚做饭要烧柴火，点着火后要拉bài。所谓bài就是风箱、鼓风机，有一个木头的拉杆来回拉，这样火才能烧得旺。大人拉bài很辛苦，我当时作为小孩也拉过bài。现在做梦的时候，也会想起老家的灶台和bài。然而，bài是什么？这个字怎么写？我一直以为，这是老家的方言，普通话里天知道有没有这个字，正规的说法应该就是风箱。#科技袁人# #微博公开课# #V光计划#
然而最近，我惊讶地发现，bài的文字是“韛”，这样一个很复杂的字。这是古人对风箱的正式称呼！原来我老家这个词并不是方言，而是正规文言文！这是在一篇介绍压缩空气储能的演讲（https://t.cn/A6a7uKuT）中看到的，作者是中国科学院工程热物理研究所研究员陈海生博士。
陈海生说到，为了研究压缩空气储能，他们做了文献调研，看看前人做了哪些工作。结果惊奇地发现，我们的祖先在一千年前就使用过压缩空气储能。宋朝的《朱子语类》记载了用水轮机鼓韛为炼铁炉鼓风的操作，这是世界上最早的压缩空气储能。而且它用水能驱动，这堪称可再生能源加储能，是现在最前沿、最热门的研究方向！
看到这里，我不禁热泪盈眶。后面他又指出，第一个现代的压缩空气储能专利是美国在1943年申请的，1948年获得了授权。第一个商业运行的现代压缩空气储能电站，是德国在1978年建成的Huntorf电站。也就是说，中国在一千年前最早应用压缩空气储能之后，在现代远远的落后了。以至于我小时候的生活方式，在某些方面还跟一千年前一样。
然而，美德等国的这些压缩空气储能在应用中也发现了问题：第一，它依赖于地理条件；第二，它依赖于化石燃料；第三，系统的效率相对较低。究其原因主要有三个方面：一是空气在压缩过程中产生的热量没有回收；二是空气的储能密度比较低，所以需要大规模的储气装置；三是压缩、膨胀等过程相互独立，使得它的总体效率不高。
针对这些问题，陈海生等人提出了新的思路，通过压缩热的回收、气体高压或者液化的高密度存储以及高效过程和耦合匹配，同时解决这三个问题。具体地说，首先在空气压缩的过程中，通过换热器将压缩热交换、回收回来，再在蓄热器当中存储起来。在发电的时候，膨胀机再通过蓄热器回收热量，从而摆脱对化石燃料的依赖。其次，通过压力容器球形储罐或者液态的杜瓦罐等储气装置，摆脱对地理条件的依赖。最后，通过高效的压缩和膨胀、释热和放热，来提高单个过程的效率。同时尽量使储能过程和释能过程的参数相匹配，也就是让图中的红线和绿线接近，从而使它的损失更小、效率更高。
基于这三项技术，他们设计出了先进的压缩空气储能，2016年在贵州毕节建成了国际首套10兆瓦先进压缩空气储能示范系统，2021年底在河北张家口建成了国际首套100兆瓦的先进压缩空气储能系统。他们实现了从基础研究到关键技术到集成示范再到产业化的跨越，也实现了从千瓦级到兆瓦级再到百兆瓦的跨越。在论文、专利和系统性能指标等方面，我国都达到了国际领先水平。
从我小时候的人力拉韛，到现在的压缩空气储能引领世界，这个跨越真是如梦似幻，令人热泪盈眶。相信随着可再生能源和储能技术的大规模发展，我们将经历从可再生能源补贴、到可再生能源平价、再到可再生能源 + 储能平价的各个阶段。只有到这最后一步，即可再生能源 ＋ 储能实现平价，人类的可再生能源时代才会真正到来。
然而最近，我惊讶地发现，bài的文字是“韛”，这样一个很复杂的字。这是古人对风箱的正式称呼！原来我老家这个词并不是方言，而是正规文言文！这是在一篇介绍压缩空气储能的演讲（https://t.cn/A6a7uKuT）中看到的，作者是中国科学院工程热物理研究所研究员陈海生博士。
陈海生说到，为了研究压缩空气储能，他们做了文献调研，看看前人做了哪些工作。结果惊奇地发现，我们的祖先在一千年前就使用过压缩空气储能。宋朝的《朱子语类》记载了用水轮机鼓韛为炼铁炉鼓风的操作，这是世界上最早的压缩空气储能。而且它用水能驱动，这堪称可再生能源加储能，是现在最前沿、最热门的研究方向！
看到这里，我不禁热泪盈眶。后面他又指出，第一个现代的压缩空气储能专利是美国在1943年申请的，1948年获得了授权。第一个商业运行的现代压缩空气储能电站，是德国在1978年建成的Huntorf电站。也就是说，中国在一千年前最早应用压缩空气储能之后，在现代远远的落后了。以至于我小时候的生活方式，在某些方面还跟一千年前一样。
然而，美德等国的这些压缩空气储能在应用中也发现了问题：第一，它依赖于地理条件；第二，它依赖于化石燃料；第三，系统的效率相对较低。究其原因主要有三个方面：一是空气在压缩过程中产生的热量没有回收；二是空气的储能密度比较低，所以需要大规模的储气装置；三是压缩、膨胀等过程相互独立，使得它的总体效率不高。
针对这些问题，陈海生等人提出了新的思路，通过压缩热的回收、气体高压或者液化的高密度存储以及高效过程和耦合匹配，同时解决这三个问题。具体地说，首先在空气压缩的过程中，通过换热器将压缩热交换、回收回来，再在蓄热器当中存储起来。在发电的时候，膨胀机再通过蓄热器回收热量，从而摆脱对化石燃料的依赖。其次，通过压力容器球形储罐或者液态的杜瓦罐等储气装置，摆脱对地理条件的依赖。最后，通过高效的压缩和膨胀、释热和放热，来提高单个过程的效率。同时尽量使储能过程和释能过程的参数相匹配，也就是让图中的红线和绿线接近，从而使它的损失更小、效率更高。
基于这三项技术，他们设计出了先进的压缩空气储能，2016年在贵州毕节建成了国际首套10兆瓦先进压缩空气储能示范系统，2021年底在河北张家口建成了国际首套100兆瓦的先进压缩空气储能系统。他们实现了从基础研究到关键技术到集成示范再到产业化的跨越，也实现了从千瓦级到兆瓦级再到百兆瓦的跨越。在论文、专利和系统性能指标等方面，我国都达到了国际领先水平。
从我小时候的人力拉韛，到现在的压缩空气储能引领世界，这个跨越真是如梦似幻，令人热泪盈眶。相信随着可再生能源和储能技术的大规模发展，我们将经历从可再生能源补贴、到可再生能源平价、再到可再生能源 + 储能平价的各个阶段。只有到这最后一步，即可再生能源 ＋ 储能实现平价，人类的可再生能源时代才会真正到来。
#LG新能源电池侠##中国大学生动力电池创新竞赛#
退役电动汽车锂电池的梯次利用现状
当电动汽车中锂电池的容量下降到其初始值的70%-80%时，必须从电动汽车中退役锂电池，以确保电动汽车的安全性和行驶里程。对于少量残值低的锂电池，它们被直接回收利用。当锂电池的产能在梯次利用过程中下降到其初始值的30%-40%时，这些锂电池将第二次退役并用于材料回收。
关于退役锂电池梯次利用的研究较早在欧洲，美国，日本和其他国家进行。
1996年，阿贡国家实验室从事电动汽车电池生命周期价值的研究。
2002年，退役的电池被桑迪亚国家实验室用于储能系统。
2009年，东芝开始重复使用退役的锂电池，开展剩余价值租赁业务。
2010年，4R能源公司在日本成立，研究退役汽车电池在储能系统中的二次利用。
2011年，美国国家可再生能源实验室将电动汽车退役的锂电池用于储能系统和商业住宅建筑的二次使用。
2012年，通用汽车使用退役的锂电池为小家庭构建电源系统。
2016年，博世利用宝马i3退役电池，建成了大规模的“光伏-电池储能-电网”系统。
2016年，中国铁塔公司应用退役锂电池为移动通信基站建设应急电源。
2017年，梅赛德斯奔驰利用1000辆电动汽车的退役电池建设储能站。
2017年，中国某新能源科技公司建成MWh级储能站，，用于为电网切峰补谷
梯队利用在全世界范围内得到了积极发展。电动汽车公司、电池公司和研究机构正在积极探索和实践梯队利用的关键技术和应用。
梯次利用的应用场景包括静态场景和动态场景。
典型的静态场景是储能系统，它应用于发电或配电或用户侧的储能，如通信基站、建筑储能、微电网等。
典型的动态场景是低速车辆的动力源，如电动自行车、低速滑板车、物流车、城市环卫车。
目前，梯队利用主要有两条技术路线：
（A）小区级梯队利用。首先，将退役的电池模块拆卸成单节电池。然后，测试或估计电池的电池容量，内阻，自放电或其他参数，并根据上述一个或多个指标对这些电池进行排序。最后，对细胞进行重新组合以进行二次利用。
（B） 模块一级的梯队利用情况。该模块直接用作测试、排序和重新分组的基本单元 。
一般来说由于材料和技术的不成熟，退役模块中每个电池的剩余容量不均衡。在这种情况下，技术路线（A）是一个理想的方案，并被广泛使用。但是(A)方案增加了电池拆卸与重组成本，降低了经济效益。
随着电池材料和制造工艺的进步，同一退役电池模块中电池的一致性几乎没有区别，这为技术路线（B）提供了可能性。 此外，技术路线（B）充分利用退役电池模块中的每个组件，降低了集成成本，并且不需要拆卸成本。因此，技术路线（B）正在成为主流技术解决方案。
梯队利用仍面临诸多挑战，可归纳如下：
（1）退役电池材料体系、结构、制造工艺的多样性增加了梯队利用的难度。
（2）电池的历史数据通常缺失或碎片化，这使得很难准确评估退役电池的健康和剩余价值。
（3）退役的锂电池可能处于梯队利用过程中的加速老化期，这给梯队利用带来了潜在的安全隐患。
（4）退役电池的拆卸，测试，分类和重新组合需要花费。而且，新电池的价格正在下降。这些因素给梯队利用的经济性和必要性带来了严峻挑战。
（5）产业链尚未形成良性互动，政策法规有待完善。
中国大学生动力电池创新竞赛是目前国内最早面向国内大学生群体，并聚焦新能源动力电池技术创新的专业赛事之一，赛事由LG新能源于2018年发起，中国汽车动力电池产业创新联盟、国际汽车工程科技创新战略研究院作为指导单位，2019年，LG新能源与中国大学生知行促进计划联合主办，赛事成为知行计划核心项目，并荣获2021CSR教育榜“最受公众认可项目”。四届赛事累计吸引全国66所高校342支大学生团队申报，1250名大学生直接参与，205位专家老师鼎力支持，为大学生团队提供专业指导。参赛团队累计发布2,480+推送，聚焦90万+公众关注。速速扫码参与！！！
退役电动汽车锂电池的梯次利用现状
当电动汽车中锂电池的容量下降到其初始值的70%-80%时，必须从电动汽车中退役锂电池，以确保电动汽车的安全性和行驶里程。对于少量残值低的锂电池，它们被直接回收利用。当锂电池的产能在梯次利用过程中下降到其初始值的30%-40%时，这些锂电池将第二次退役并用于材料回收。
关于退役锂电池梯次利用的研究较早在欧洲，美国，日本和其他国家进行。
1996年，阿贡国家实验室从事电动汽车电池生命周期价值的研究。
2002年，退役的电池被桑迪亚国家实验室用于储能系统。
2009年，东芝开始重复使用退役的锂电池，开展剩余价值租赁业务。
2010年，4R能源公司在日本成立，研究退役汽车电池在储能系统中的二次利用。
2011年，美国国家可再生能源实验室将电动汽车退役的锂电池用于储能系统和商业住宅建筑的二次使用。
2012年，通用汽车使用退役的锂电池为小家庭构建电源系统。
2016年，博世利用宝马i3退役电池，建成了大规模的“光伏-电池储能-电网”系统。
2016年，中国铁塔公司应用退役锂电池为移动通信基站建设应急电源。
2017年，梅赛德斯奔驰利用1000辆电动汽车的退役电池建设储能站。
2017年，中国某新能源科技公司建成MWh级储能站，，用于为电网切峰补谷
梯队利用在全世界范围内得到了积极发展。电动汽车公司、电池公司和研究机构正在积极探索和实践梯队利用的关键技术和应用。
梯次利用的应用场景包括静态场景和动态场景。
典型的静态场景是储能系统，它应用于发电或配电或用户侧的储能，如通信基站、建筑储能、微电网等。
典型的动态场景是低速车辆的动力源，如电动自行车、低速滑板车、物流车、城市环卫车。
目前，梯队利用主要有两条技术路线：
（A）小区级梯队利用。首先，将退役的电池模块拆卸成单节电池。然后，测试或估计电池的电池容量，内阻，自放电或其他参数，并根据上述一个或多个指标对这些电池进行排序。最后，对细胞进行重新组合以进行二次利用。
（B） 模块一级的梯队利用情况。该模块直接用作测试、排序和重新分组的基本单元 。
一般来说由于材料和技术的不成熟，退役模块中每个电池的剩余容量不均衡。在这种情况下，技术路线（A）是一个理想的方案，并被广泛使用。但是(A)方案增加了电池拆卸与重组成本，降低了经济效益。
随着电池材料和制造工艺的进步，同一退役电池模块中电池的一致性几乎没有区别，这为技术路线（B）提供了可能性。 此外，技术路线（B）充分利用退役电池模块中的每个组件，降低了集成成本，并且不需要拆卸成本。因此，技术路线（B）正在成为主流技术解决方案。
梯队利用仍面临诸多挑战，可归纳如下：
（1）退役电池材料体系、结构、制造工艺的多样性增加了梯队利用的难度。
（2）电池的历史数据通常缺失或碎片化，这使得很难准确评估退役电池的健康和剩余价值。
（3）退役的锂电池可能处于梯队利用过程中的加速老化期，这给梯队利用带来了潜在的安全隐患。
（4）退役电池的拆卸，测试，分类和重新组合需要花费。而且，新电池的价格正在下降。这些因素给梯队利用的经济性和必要性带来了严峻挑战。
（5）产业链尚未形成良性互动，政策法规有待完善。
中国大学生动力电池创新竞赛是目前国内最早面向国内大学生群体，并聚焦新能源动力电池技术创新的专业赛事之一，赛事由LG新能源于2018年发起，中国汽车动力电池产业创新联盟、国际汽车工程科技创新战略研究院作为指导单位，2019年，LG新能源与中国大学生知行促进计划联合主办，赛事成为知行计划核心项目，并荣获2021CSR教育榜“最受公众认可项目”。四届赛事累计吸引全国66所高校342支大学生团队申报，1250名大学生直接参与，205位专家老师鼎力支持，为大学生团队提供专业指导。参赛团队累计发布2,480+推送，聚焦90万+公众关注。速速扫码参与！！！
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