12月17日，美國國家發(fā)明家科學院院士，賓夕法尼亞州立大學講席教授、電池與儲能技術研究院院長王朝陽在《財經(jīng)》年會2023上表示，只有做到原材料可持續(xù)供應、成本不斷下降、高頻率使用儲能系統(tǒng)，才能真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的電氣化轉(zhuǎn)型。安全的快充技術是推動汽車電動化可持續(xù)發(fā)展的第一技術。
王朝陽認為，做好三件事就可以穩(wěn)健實現(xiàn)“雙碳”目標。一是在交通領域全面去碳化，其中動力電池是關鍵技術。二是發(fā)電過程全面去碳化，在電網(wǎng)中盡可能更全面使用風能、太陽能等可再生能源，至少讓可再生能源發(fā)電占比超過80%。三是大幅度增加電氣化比重，以鋰為基礎進行轉(zhuǎn)型。
交通電動化已是全球共識，中國是全球最大的新能源汽車市場，汽車市場需求爆增導致動力電池需求爆增。王朝陽表示，目前已帶來一些挑戰(zhàn)，比如電池價格飛漲，過去一年，碳酸鋰從一噸不到5萬元飆升到一噸50萬元，電池成本顯著增加，這對中國發(fā)展新能源市場不利。
“在中國尤其是三四線城市，價格是消費者首先考慮的一大因素，所以我們必須要考慮如何讓電動汽車價廉物美。”王朝陽表示，第二要考慮有沒有足夠的原材料滿足未來電池和儲能的生產(chǎn)需要，動力電池還需要鎳、鈷等戰(zhàn)略金屬資源，所以電池原材料的可持續(xù)供應同樣至關重要。第三是考慮如何減少電池生產(chǎn)過程中的碳排放，“這些因素的考慮都會讓我們能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的電動化轉(zhuǎn)型?！?/p>
電池是電能的儲存載體，電池相當于倉庫，倉庫的貨物周轉(zhuǎn)越快，也就是電能源的使用頻率越高，倉庫的經(jīng)濟價值就越大。所以電池大小不是最重要的，關鍵是電池里的能源能否被反復高頻率使用，達到價值最大化。
續(xù)航里程一直是制約電動汽車推廣的關鍵難題，提升續(xù)航里程的普遍做法是增大電池容量，將大電池裝機到汽車上?！斑@幾年很多企業(yè)都推出續(xù)航里程能夠達到1000公里的電動汽車，1000公里續(xù)航實際上是需要150度電的大電池，成本至少要15萬元，甚至現(xiàn)在可能要超過20萬元。一旦用大電池來解決續(xù)航，成本就居高不下。”
與此同時，王朝陽表示，150度電的電池包會消耗大量原材料，包括鋰資源以及鎳、鈷等緊缺金屬資源。大電池在制作過程中也會產(chǎn)生大量碳排放。一輛電動汽車的使用周期大約是15-20萬公里，假如一次充電續(xù)航1000公里，那么電池使用150次的循環(huán)就退役了，這會造成資源的巨大浪費。“所以采用大容量、大的電池包來提高電動汽車續(xù)航里程的方法實際上是不可持續(xù)發(fā)展的。”
王朝陽團隊一直在研究一種新路徑，他假設，如果電動汽車采用50度電的小電池，每充一次電可行駛350公里，基本可滿足日常通勤需求。同時小電池又具備10分鐘快速充電的能力，所以可通過快速補能，輕松滿足遠距離出行需求。“對消費者來講，電池成本降低了三倍；對社會來講，原材料的消耗降低了三倍。每輛汽車在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排量也降低了三倍?！?/p>
他表示，這是電池儲能經(jīng)濟學的一個典型應用。10分鐘充電的小電池也只需要300千瓦的充電樁，完全可以匹配現(xiàn)有的和在建的充電樁。利用這種快充電池，還可以提高充電樁的利用率?！澳壳白詈玫某潆姌洞蟾乓恍r只能服務一輛車，未來用10分鐘充電的電池，可以提高到每小時服務6輛車?！?/p>
王朝陽表示，安全的快充技術是推動汽車電動化可持續(xù)發(fā)展的第一技術，急需國家政策的鼓勵和大力的投資推廣?！霸趪H上我們已經(jīng)在大踏步地引入快充技術，它的核心是用最低的成本、最少的原材料消耗、最小的碳排放來達到電動汽車的普及?！?/p>
此外，王朝陽表示，能夠儲存10小時左右的儲能系統(tǒng)是電網(wǎng)24小時不間斷依賴再生能源的關鍵技術。“在白天有太陽能、風能時，不但可以產(chǎn)電讓我們使用這些可再生能源，多余的可以存到10小時儲能系統(tǒng)里，晚上拿出來用，全天候依賴可再生能源的發(fā)電，這是非常美好的一個前景?！?/p>
王朝陽還提到了100小時的長時儲能系統(tǒng)，這是讓至少80%的電力來自可再生能源的一個關鍵技術，也是目前科學上跟行業(yè)中最大的一個挑戰(zhàn)。因為在這種場景中，能源的周轉(zhuǎn)頻率不高，普遍的想法是要把儲能裝置的成本做到極低才有市場競爭力。
“假如從使用側(cè)來考慮，能夠找到一些補充收入的商業(yè)模型，它帶來的經(jīng)濟性就可以允許儲能系統(tǒng)的成本更高一點，這時候馬上就會有好幾種成熟的儲能技術出現(xiàn)，可以工程化，不需要等待科學上的重大突破。長時儲能的建設周期很長，贏得時間就是金錢?！蓖醭柋硎?。
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