大型可再生能源存储,二手电动车电池将更具商业可行性
随着中国乃至全球马路上不断增多的电动汽车(EV),不可避免地会有各种二手EV电池进入市场。美国麻省理工学院的研究人员表示,这将为电网规模的可再生能源存储(如太阳能、风能)提供千载难逢的机会,即二手EV电池的再次使用可以让大型可再生能源存储项目更具商业可行性。
据太阳能产业协会(Solar Energy Industry Association)的数据,美国现有200万太阳能装置,预计到2021年增长到300万,到2023年增长到400万。然而,太阳能或风力发电的间歇性与不可控性,需要储能装置的参与与辅助。
瑞典能源盒会收集使用过的EV电池,并将其组装到储能系统中
随着太阳能在电网中渗透率的提高,锂电池在该领域得到了广泛的应用。但锂电池价格比较昂贵,而且依赖于有限且日益减少的自然资源,因为它们需要钴一样的稀有矿物来制造。基于此,麻省理工学院的研究人员从跨学科MIT能源计划的电网规模太阳能农场20年生命周期中,对三种存储方案的经济性进行了建模。他们研究了在没有存储情况下、有新的锂电池组存储情况下产生的收入,同时研究了存储电池组由原始容量80%的二手EV电池构成情况下产生的收入。
研究小组选择了一座与电池相连的太阳能发电厂,该发电厂可以在白天充电,晚上可以销售到商用电源市场。他们发现,原始容量80%的二手EV电池比类似的新电池组能为太阳能工厂带来更好的收入。而且,如果太阳能发电站能够以原始零售价的60%购买这些二手电池的话,那么在所有其他因素都相同的情况下,该发电站有可能会获得一定的利润回报。
大型太阳能装置可能需要多种存储方式,该研究小组所做的废旧电池的短期储存可以满足昼夜需求,而长期储存可以在阴天或雨天更好地存储电能,一些超长期存储甚至可以在夏天预留额外的电能,以便在冬天使用。
研究人员指出,目前一部分业主也在利用电动汽车的存储功能上网,以至于人们还未意识到二手EV电池的作用,但预计几年后这种情况会改变,它们对于任何规模的储能应用都是非常有价值的,二手EV电池的使用范围将可能会更加广泛。对于将电池容量减少到其原始容量的80%的电池,可以合理地假设为电动汽车车主希望汽车能获得更好的性能,如以旧换新或直接购买新的电池。
现在,该研究团队已经找到了可行的太阳能存储参数,同时他们已经与一些投资者建立了联系,而这些投资者已经与“二次电池”市场建立了联系。短期内,可能会有更多的应用规模的二手EV电池存储量,而较小容量电池组的应用将会是一个较好的起点,因为目前尚未建立起必要的基础设施以连接这些重新使用的二手EV电池,这其中还可能涉及来自许多不同制造商的电池。
目前,这一应用还刚刚起步,实施起来所面临的挑战还需逐步解决。其一大挑战涉是对二手电动车电池的扫描和分类问题,如对二手电池进行电量检测,一些已经用完的电池当然是不能再利用的,而在给定电池组电路的一个区域中某些电池组合在一起可能会产生更好的效益,这就需要对二手电池进行分门别类了。此外,该分类阶段可能需要使用超声波或其他成像技术来扫描这些二手电池,或者运行正确的电压和电流充电和放电来测量套件等。
另一个挑战就是构建通用的第二次使用的电池管理系统,它涉及拥有数据的人员、可以构建智能控制算法的人员以及围绕这些系统构建电子设备的人员之间的协作,因此接下来还有许多工作要做。