在加州南部小镇新库亚马 (New Cuyama) 郊外一块超过8,000平方米的土地上,一座1.5兆瓦的太阳能发电厂正持续为附近的600个电池缓慢充电。到了晚上,当能耗需求上升时,电力就会被输送到电网,为附近的居民提供清洁能源。
为了在最需要的时段使用太阳能和风能等间歇性的可再生能源,利用蓄电池事先存储电力并在相应时间供能已变得越来越普遍。但本月开始运营的库亚马工厂有一件事不太常见:作为储能容器的电池都是电动车替换下来的退役电池。
SEPV Cuyama 设施位于圣芭芭拉东北方向约两小时车程的地方,是初创公司 B2U Storage Solutions 开设的第二个混合存储设施。它的第一个工厂位于洛杉矶郊外,使用1,300个本田 Clarity 和日产 Leaf 电动车的退役电池,总储能容量大约28兆瓦时,足以为9,500个家庭供电。
这些设施旨在论证电动车电池在回收前作为固定存储装置获得二次利用的可行性。这样做可以提高该技术供应链的可持续性,减少关键矿物的开采需求,同时提供一种更便宜的方式来扩建电网规模的存储。
“这就是大规模应用的答案。”这家位于洛杉矶的大型存储系统公司的首席执行官弗里曼·霍尔(Freeman Hall)说。
新能源车的电池通常在电池效率下降到 70% 至 80% 时进行更换,此时它们能支撑的续航里程开始迅速减少。但电池中几乎所有的关键材料,包括锂、镍和钴,其实都是可重复使用的。
在美国能源部数十亿美元的贷款和《2022降低通胀法》(Inflation Reduction Act)的激励措施的支持下,北美的电池回收行业正在不断发展,为的就是在未来某天能够更经济、更有效的处理上千万从电车上退役的电池组。
不过根据统计,并非所有的退役电池都能成功回收利用,只有大约70%的适合作为固定存储容器进行二次利用。有些电池组可能没有足够的使用寿命,因为碰撞损坏得太严重,或者有其他故障。
“第一代电动汽车的工作寿命已经接近结束,但其中70%或更多的电池仍然具有非常高的剩余价值,”霍尔说。在最终被回收处理之前,它们还能以其他的方式延续三到五年的生命周期。
Freeman Hall
除了供能,延长新能源车电池的利用周期对电池制造业也有积极的影响。
推广电车的根本目的在于减少碳排放以及其他制造过程等对环境的负面影响。通过延长现有电池的利用周期,短期内就能缓解对于各类稀有金属矿藏的开采压力。
此外,正如电池对于减少交通排放至关重要一样,它们也需要充分实现清洁能源的优势。如果没有大规模的固定存储介质,风能和太阳能只能在刮风或阳光明媚时向电网供电。能够有效存储和传输几乎是所有新能源计划和工程中最重要的环节。
从2020年到2025年,美国公用事业规模化电池存储的使用量预计将从1,500兆瓦时猛增至30,000兆瓦时。电动汽车电池组可以为这一扩建提供储备。美国已经有至少3,000兆瓦时的退役电池组可供部署,而且从新能源车上拆除的电池组数量每两年就会翻一番。
B2U 表示,其技术允许以近乎“即插即用的方式”重新利用电池。它们不需要拆卸,来自多个制造商的电池组(B2U 已经测试了本田、日产、特斯拉、通用汽车和福特的电池)可以在一个系统中使用。
这些电池组存放在大柜子中,并通过专门设计的软件进行管理,实时检控安全性并根据每个电池的容量进行放电和充电。白天,电池通过太阳能电池板和电网充电。然后,B2U 在夜间将电力出售给公用事业公司,此时需求和价格都高得多。
霍尔表示,使用二次电池可以获得与新的电网规模电池相同的财务回报,而初始成本只有一半。不仅如此,对新能源车制造商们来说,重新利用这些电池组比直接将它们送进回收厂更有利可图。在电池回收行业充分发展之前,回收这些电池组仍然相当昂贵。通过将退役电池组出售或租赁给电网存储公司,制造商可以从中榨取更多价值。
而且,这甚至还能帮助降低电动汽车的成本。如果电池的全部价值得到提升和重复利用,那么租赁轮式电池的实际成本应该会下降。“当我们以聪明的方式重复利用时,每个人都会受益。”
B2U 预计明年将在 Palmdale 附近的第三个太阳能设施中增加存储设施。这些设施旨在证明这一想法的可行性,之后 B2U 计划将其硬件和软件出售给其他存储项目开发商。
目前,这个行业有着广泛的发展空间。根据 B2U 预测,到 2027 年,美国退役电动汽车电池中只有约6%将用于电网规模存储。
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