隨著中國乃至全球馬路上不斷增多的電動汽車(EV),不可避免地會有各種二手EV電池進入市場。美國麻省理工學院的研究人員表示,這將為電網規模的可再生能源存儲(如太陽能、風能)提供千載難逢的機會,即二手EV電池的再次使用可以讓大型可再生能源存儲項目更具商業可行性。
據太陽能產業協會(Solar Energy Industry Association)的數據,美國現有200萬太陽能裝置,預計到2021年增長到300萬,到2023年增長到400萬。然而,太陽能或風力發電的間歇性與不可控性,需要儲能裝置的參與與輔助。
瑞典能源協會收集使用過的EV電池,并將其組裝到儲能系統中。
隨著太陽能在電網中滲透率的提高,鋰電池在該領域得到了廣泛的應用。但鋰電池價格比較昂貴,而且依賴于有限且日益減少的自然資源,因為它們需要鈷一樣的稀有礦物來制造。基于此,麻省理工學院的研究人員從跨學科MIT能源計劃的電網規模太陽能農場20年生命周期中,對三種存儲方案的經濟性進行了建模。他們研究了在沒有存儲情況下、有新的鋰電池組存儲情況下產生的收入,同時研究了存儲電池組由原始容量80%的二手EV電池構成情況下產生的收入。
研究小組選擇了一座與電池相連的太陽能發電廠,該發電廠可以在白天充電,晚上可以銷售到商用電源市場。他們發現,原始容量80%的二手EV電池比類似的新電池組能為太陽能工廠帶來更好的收入。而且,如果太陽能發電站能夠以原始零售價的60%購買這些二手電池的話,那么在所有其他因素都相同的情況下,該發電站有可能會獲得一定的利潤回報。
大型太陽能裝置可能需要多種存儲方式,該研究小組所做的廢舊電池的短期儲存可以滿足晝夜需求,而長期儲存可以在陰天或雨天更好地存儲電能,一些超長期存儲甚至可以在夏天預留額外的電能,以便在冬天使用。
研究人員指出,目前一部分業主也在利用電動汽車的存儲功能上網,以至于人們還未意識到二手EV電池的作用,但預計幾年后這種情況會改變,它們對于任何規模的儲能應用都是非常有價值的,二手EV電池的使用范圍將可能會更加廣泛。對于將電池容量減少到其原始容量的80%的電池,可以合理地假設為電動汽車車主希望汽車能獲得更好的性能,如以舊換新或直接購買新的電池。
現在,該研究團隊已經找到了可行的太陽能存儲參數,同時他們已經與一些投資者建立了聯系,而這些投資者已經與“二次電池”市場建立了聯系。短期內,可能會有更多的應用規模的二手EV電池存儲量,而較小容量電池組的應用將會是一個較好的起點,因為目前尚未建立起必要的基礎設施以連接這些重新使用的二手EV電池,這其中還可能涉及來自許多不同制造商的電池。
目前,這一應用還剛剛起步,實施起來所面臨的挑戰還需逐步解決。其一大挑戰涉是對二手電動車電池的掃描和分類問題,如對二手電池進行電量檢測,一些已經用完的電池當然是不能再利用的,而在給定電池組電路的一個區域中某些電池組合在一起可能會產生更好的效益,這就需要對二手電池進行分門別類了。此外,該分類階段可能需要使用超聲波或其他成像技術來掃描這些二手電池,或者運行正確的電壓和電流充電和放電來測量套件等。
另一個挑戰就是構建通用的第二次使用的電池管理系統,它涉及擁有數據的人員、可以構建智能控制算法的人員以及圍繞這些系統構建電子設備的人員之間的協作,因此接下來還有許多工作要做。