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(shù)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(shù)是推動汽車電動化可持續(xù)發(fā)展的第一技術(shù),。
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(lǐng)域全面去碳化,,其中動力電池是關(guān)鍵技術(shù),。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(chǔ)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(guān)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(guān)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(guān)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,?!?/p>
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?!八圆捎么笕萘俊⒋蟮碾姵匕鼇硖岣唠妱悠嚴m(xù)航里程的方法實際上是不可持續(xù)發(fā)展的,?!?/p>
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,?!皩οM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,。”
王朝陽表示,,安全的快充技術(shù)是推動汽車電動化可持續(xù)發(fā)展的第一技術(shù),,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(shù),,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,。”
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(guān)鍵技術(shù)?!霸诎滋煊刑柲?、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,。”
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(guān)鍵技術(shù),,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(shù)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,?!蓖醭柋硎尽?/p>
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