电动汽车电池二次利用迈出重要一步

作者:塔利·特里格 日本住友商事购买二手电动汽车电池用于大型储能 电动汽车(EV)的价值主张不仅仅是将发动机组更换为电池。

加入我们的科学爱好者社区!

本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


作者:塔利·特里格

日本住友商事购买二手电动汽车电池用于大型储能

电动汽车(EV)的价值主张不仅仅是将发动机组更换为电池。部分价值在于它们不仅能够适应,而且还能支持社会向更高比例的可变可再生能源过渡。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于发现和塑造我们当今世界的想法的具有影响力的故事。


在清洁能源转型中,一个关键问题是我们如何在不需要能源时储存能源,以便在需要时可以使用它?

一个答案可能是利用电动汽车中的电池进行储能。广义上讲,您可以将电动汽车电池储能分为三种方式

  • 首先,您可以将它们用作车到户(V2H)系统的一部分,在该系统中,您的住宅、电动汽车和太阳能电池板(例如)都使用电源控制器单元互连,从而在很大程度上绕过电网本身。日产已经在日本售出了超过2000套LEAF车到户套件,部分原因是其在后福岛时代的应急备用功能。

  • 其次,人们可以想象一种车到建筑(V2B)系统,类似于上面的例子,但在办公楼综合体中,利用大量车队。如果将其提升到宏观层面,这可以成为具有实时定价的动态双向电网(所谓的车到电网(V2G)系统设计)的一部分,但我们离这个梦想得到广泛实现可能还有一段距离。

  • 第三,也许是最明显的利用方式:您取出用过的电动汽车电池,将它们堆叠在一起,并赋予它们作为储能解决方案的第二次生命。

第三种选择非常巧妙。毕竟,如果日产LEAF在100%充电时可以行驶120到135公里,那么一旦电池老化,经过10年的平均使用后下降到70-80%,减少的84-104公里续航里程很可能需要更换电池。因此,为这些昂贵的电池找到售后市场几乎是必然的。而现在我们离目标又迈进了一大步。

2014年2月7日,日本住友商事建造了“世界首个利用从电动汽车回收的二手电池的大型储能系统。” 该系统(600kW/400kWh)包括16个二手锂离子电动汽车电池,旨在调节附近太阳能发电厂的能源波动。住友通过与日产汽车公司于2010年9月成立的合资企业“4R Energy Corporation”推出了该系统,旨在为二手锂离子电动汽车电池寻找新的商业模式。

在住友宣布后的12天,特斯拉汽车详细阐述了其建造世界最大电池制造工厂的雄心,耗资20亿美元。除了旨在降低特斯拉大型电池(85千瓦时)的成本外,其价值主张还与其姊妹公司SolarCity紧密相连,该公司已经在使用特斯拉的储能系统为住宅和商业用途储存太阳能。

然而,还存在其他储能替代方案;即使在电池领域内也是如此。例如,钠硫电池目前充当某些具有关键需求的设施(包括医院)的备用储能。虽然不适用于汽车,但它们也可能能够用作可变可再生能源的储存。虽然存在大量电池配置,但电动汽车电池之所以成为有趣的价值主张,是因为它们的数量可能会开始不断增加。选择要么是回收电池(回收成另一个电动汽车,或分解成其组成材料),要么是寻找另一个商业机会,例如固定式储能。公司最终会选择什么仍然悬而未决,但就目前而言,该技术正在接受测试以证明其可行性。

根据克里斯蒂安·汉德伯格(Kristian Handberg)撰写的一篇关于电动汽车作为电网支持的白皮书,创建电动汽车电池二次利用市场的关键障碍是公认的电池状况测试和报告标准,“如果对于电池已经行驶或剩余的里程数没有达成一致的说法,那么与回收材料相比,买卖用于二次应用的电池将很困难。

汉德伯格指出,一旦这个问题得到解决,就应考虑与储能相关的更广泛的问题,“电力市场规则必须允许并激励储能的参与。由于这些规则复杂且变化缓慢,因此早期的二次电池应用很可能是在家庭或商业建筑中进行,用于完全在电表后发生的交互。

稍微思考一下 - 鉴于目前全球大约有35万辆电动汽车,并假设平均电池组可以存储17千瓦时(考虑到插电式混合动力汽车是35万辆电动汽车的一部分,因此权重偏向较低端),那么今天电动汽车的总电池存储容量为:6千兆瓦时。

这相当于为经合组织国家的17,000台新冰箱供电。即使我们将这个容量降至75%(由于电池退化),仍然有12,750台冰箱。

换句话说,即使基础设施还不太完善(尚未),但今天世界已经具备实现V2G的潜力。对于二手电动汽车电池的大型储能,肯定存在技术可行性和潜力,但商业案例需要首先证明自己,尤其是与汽车制造商发现简单回收高端电池比将其出售用于住友项目等应用更便宜的情况相比。

关于作者

塔利·特里格是一位国际能源和交通分析师,其专业领域是交通问题和技术,重点是智能增长政策、快速公交系统(BRT)和电动汽车(EV)。可以在Twitter @talitrigg上找到特里格先生。他应Plugged In的梅丽莎·C·洛特的邀请撰写了这篇客座文章。

 

图片来源:照片,2009年东京车展上的日产Leaf电池组,由Tennen-Gas拍摄,并使用知识共享许可。

© . All rights reserved.