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二次使用的电动汽车电池能为太阳能电网带来效益

随着电动汽车在全球范围内的迅速普及,很快就会出现一波废旧电池浪潮,这些电池的性能不再足以满足需要可靠加速和行驶里程的汽车。但一项新的研究表明,这些电池仍有可能为电网规模的太阳能光伏发电装置提供后备储存,在未来十多年里,二次使用电池可以在这个要求不那么高的领域发挥作用。

这项研究发表在《应用能源》杂志上,由六位现任和前任麻省理工学院的研究人员完成。

作为一个测试案例,研究人员详细考察了一个假设电网规模的太阳能发电厂。他们研究了几种方案的经济效益:仅建造一个2.5兆瓦的太阳能发电厂;与新的锂离子电池存储系统一起构建相同的太阳能电池阵列;用电动汽车上重复使用的电池构建相同的阵列。

研究人员发现,新的电池装置无法提供合理的净投资回报率,但只要电池的成本低于原始价格的60%,对使用过的电动汽车电池进行妥善管理的系统可能是一项不错的获利投资。

研究人员表示这个过程可能听起来很简单,而且它偶尔会在较小规模的项目中实现,但是将其扩展到网格规模并不简单。麻省理工学院的博士后伊恩·马修斯说:“在技术层面上有很多问题。当你把电池从车里拿出来的时候,你如何对它们进行筛选,以确保它们足够好,可以重复使用?你如何把不同汽车的电池组装在一起让它们可以很好地协同工作?其中你还要确保不会有一个电池比其他电池差很多,否则就会拖累系统的性能。”

该研究使用了电池退化的半经验模型,使用测量数据进行训练,预测这些锂离子电池在不同运行条件下的容量衰减,发现电池在相对温和的充放电周期下运行可以实现最大的寿命和价值。这一发现挑战了之前的一些假设,即最初以最大容量运行电池将提供最大的价值。

一个未知的因素是,在第二种应用中,电池还能有效工作多久。这项研究做出了一个保守的假设,即当电池的额定容量从最初的80%(即从电动汽车使用中退役的那一刻起)下降到70%后,电池将从他们的太阳能发电厂备用服务中退役。但是,马修斯说,很有可能继续降低到60%甚至更低的产能可能会证明是安全和值得的。他说,要确定这一点,还需要进行长期的试点研究。许多电动汽车制造商已经开始进行此类试点研究。

根据研究公司麦肯锡(McKinsey Corp.)最近的一份报告显示,从现在到2030年,可再生能源项目对备用电池的需求不断增长,二次使用的电动汽车电池有可能满足一半的需求。

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