在全球加速向碳中和目标迈进的背景下,太阳能作为清洁可再生能源的重要性日益凸显。然而,太阳能发电受限于昼夜交替和天气变化,如何高效存储日间过剩的太阳能成为关键挑战。近期,《Engineering》期刊发表的研究提出,退役的电动汽车(EV)电池可通过 “二次生命” 实现大规模太阳能储能,为解决这一难题提供了创新方案。
一、EV 电池的 “第二职业”:储能新主力
电动汽车的普及带来了电池退役潮。尽管这些电池在汽车上的使用寿命通常为 5-8 年,容量降至 70%-80% 后不再满足车辆需求,但其剩余能量仍可满足固定储能场景的要求。研究表明,全球退役 EV 电池的潜在储能容量到 2050 年可能超过 200 吉瓦时(GW・h),相当于每年减少数亿吨二氧化碳排放。
论文通过模拟 2021-2050 年的数据发现,中国、欧盟、德国等太阳能装机大国将在 2035-2040 年间实现 100% 的太阳能存储能力,英国甚至可能在 2030 年率先达成这一目标。以中国为例,预计到 2036 年,退役电池储能可满足 4000 吉瓦时的太阳能存储需求,2050 年将增至 6500 吉瓦时,相当于每天存储的太阳能可供数百万家庭使用。
二、技术突破:从 “车轮” 到 “电网” 的跨越
实现 EV 电池二次利用的关键在于技术创新。目前,行业已探索出多种解决方案:
- 模块化重组:将退役电池拆解为单元模块,根据化学特性、电压和健康状态重新组合成大型储能系统。例如,美国 B2U Storage Solutions 公司将 1300 个退役特斯拉电池包改造为太阳能储能系统,成功并入电网。
- 健康状态评估:通过容量测试、电化学阻抗谱等技术,精准评估电池剩余寿命,确保其安全可靠地用于储能。
- 云端预测系统:利用云计算实时监测电池健康状态,优化退役时间点,最大化其全生命周期价值。
三、全球实践:从试点到规模化应用
多国已展开实践探索:
- 美国兰卡斯特项目:利用退役 EV 电池构建的太阳能储能系统,满足当地电网峰值需求,减少化石能源依赖。
- 比利时 Octave 公司:开发基于退役电池的储能系统,计划为家庭和企业提供稳定电力。
- 中国政策推动:通过《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》等法规,构建电池回收网络,加速技术商业化。
四、挑战与未来:标准化与协同发展
尽管前景广阔,EV 电池二次利用仍面临多重挑战:
- 技术标准化:不同厂商电池设计差异大,需建立统一标准以降低回收成本。
- 安全风险:密集存储可能引发热失控,需强化安全管理与监控技术。
- 经济竞争力:新电池成本持续下降,需通过政策补贴和技术创新提升二次电池的经济性。
- 法规框架:多数国家缺乏明确的退役电池储能认证标准和责任划分。
五、展望:开启可持续能源新时代
EV 电池的二次利用不仅是资源循环的典范,更是推动能源革命的关键一环。通过跨行业合作、技术创新和政策支持,这一技术有望重塑全球能源格局。未来,随着自动驾驶和智能电网的发展,退役电池还可与车联网协同,实现能源双向流动,为构建 “零碳社会” 提供坚实支撑。正如论文所述,当 EV 电池完成从 “驱动车轮” 到 “储存阳光” 的使命转变,人类将向可持续未来迈出更坚实的一步。
来源: Engineering前沿