【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所能源戰(zhàn)略與碳資產(chǎn)研究中心蔡國田研究員、陳磊副研究員團隊在退役家用電動汽車電池的全生命周期管理和政策優(yōu)化研究方面取得突破。
 

　　隨著我國家用電動汽車的快速普及，大量動力電池將在未來10-20年內(nèi)集中退役，這將給資源環(huán)境、能源體系和產(chǎn)業(yè)政策產(chǎn)生深遠影響。針對目前電池退役過程中存在的區(qū)域發(fā)展差異明顯、電池梯次利用匹配不足等問題，研究團隊創(chuàng)新性地提出了“省域時空—梯次適配—退役演化”的綜合分析框架，為我國動力電池循環(huán)經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展提供支撐。
 

　　圖1：中國家用新能源汽車動力電池管理研究框架：基于情景的梯次利用、儲能潛力與退役回收優(yōu)化路徑評估
 

　　首先，研究團隊通過全生命周期建模方法，系統(tǒng)分析了電動汽車與電池退役生命周期的差異，分別研究了整車退役、電池提前更換和電池二次退役的情景，精確預(yù)測各省電池的退役時間節(jié)點和規(guī)模，為區(qū)域回收基地布局提供數(shù)據(jù)支撐。同時，該研究還綜合考慮磷酸鐵鋰、高鎳三元、固態(tài)電池等不同類型電池的發(fā)展趨勢，分析了電動化路徑不同情景下的電池退役節(jié)奏，明確了對回收體系的不同影響。
 

圖2：在不同區(qū)域擴散情景下動力電池儲能適配性的評估
 

　　其次，研究團隊構(gòu)建了退役電池供應(yīng)與儲能需求的匹配模型，綜合評估了區(qū)域光伏裝機量、電網(wǎng)調(diào)峰需求以及儲能政策，提出了“電池適配度”指標。研究發(fā)現(xiàn)，北京、廣東等地區(qū)存在退役電池資源過剩的風(fēng)險，而西北等地區(qū)則面臨電池資源不足的問題，建議推進跨區(qū)域的梯次電池再分配機制。此外，通過模擬多種政策路徑和區(qū)域擴散策略，驗證了因地制宜的政策措施明顯優(yōu)于統(tǒng)一政策，并提出了區(qū)域性調(diào)控建議。
 

圖3：中國動力電池梯次利用與回收情景分析
 

　　最后，研究構(gòu)建了綜合成本效益分析模型，考慮了電池的梯次利用壽命、殘余價值、回收材料價格和區(qū)域政策補貼，動態(tài)分析了不同地區(qū)電池退役至回收過程的經(jīng)濟效益變化。結(jié)果表明，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)前期回報較快但后期趨穩(wěn)，西部地區(qū)在后期具有較大的經(jīng)濟潛力。團隊還分析了不同類型電池的經(jīng)濟表現(xiàn)，提出了分類激勵政策，建議政府根據(jù)電池類型和區(qū)域經(jīng)濟特征實施差異化的補貼與市場引導(dǎo)政策。
 

　　本研究不僅為我國建立退役動力電池資源高效利用體系提供了科學(xué)依據(jù)，也為實現(xiàn)“雙碳”目標與構(gòu)建電池循環(huán)經(jīng)濟提供了政策參考。
 

　　該研究獲得國家自然科學(xué)基金、教育部人文社科項目及廣州市基礎(chǔ)研究基金的資助。研究成果以From Wastes to Resources: The Future of Residential EV Batteries in China through Cascade Utilization, Recycling, and Energy Storage為題，發(fā)表于國際期刊Waste Management。