電動汽車儲能技術(shù)開始嶄露頭角

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）在全球不斷對可持續(xù)能源的追求下，電動汽車正在迎來爆發(fā)式的增長。而作為電動汽車中最重要部件的動力電池，可以充當(dāng)移動的儲能單元，通過充放電過程與電網(wǎng)進行能量交換，實現(xiàn)電能的儲存和釋放。

這種技術(shù)對于提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力、促進可再生能源消納、以及增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈活性具有重要意義。這一技術(shù)的核心在于利用大量電動汽車的電池作為分布式儲能資源，通過車輛到電網(wǎng)（V2G）技術(shù)實現(xiàn)電能的動態(tài)雙向流動，即在電力需求低谷時為電動汽車充電，在高峰時段則允許電動汽車向電網(wǎng)反向送電，以此協(xié)助電網(wǎng)進行負(fù)荷管理、頻率調(diào)節(jié)、削峰填谷，以及增強對可再生能源的吸納能力。

電動汽車發(fā)展拉動移動儲能經(jīng)濟

有數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前中國不僅是全球電動汽車市場的領(lǐng)跑者，更是未來電動汽車儲能的重要市場。有機構(gòu)預(yù)測，到2030年，如果中國將擁有1億輛電動汽車，平均日儲存電量將接近16至25座三峽水電站的發(fā)電量，顯然電動汽車儲能技術(shù)將在未來的能源體系中發(fā)揮占據(jù)重要位置。

電動汽車儲能實現(xiàn)方式多樣，包括順序充電（V1G）、車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）、電池交換和退役電池的再使用等。其中V2G技術(shù)因其在提升電網(wǎng)運行效率、降低建設(shè)成本、增進用戶經(jīng)濟利益及推動可再生能源整合方面的顯著優(yōu)勢而成為未來發(fā)展的關(guān)鍵方向。

并且目前多國政府認(rèn)識到電動汽車儲能的巨大潛力，紛紛出臺政策支持和市場激勵措施。例如，中國、歐美等地已推出一系列政策措施，包括補貼、稅收優(yōu)惠、峰谷電價、V2G服務(wù)補償機制等，以促進電動汽車的普及和V2G技術(shù)的應(yīng)用。

全球范圍內(nèi)，多個V2G項目和電動汽車儲能試點正在運行或規(guī)劃中，這些項目旨在驗證技術(shù)可行性、優(yōu)化控制策略、評估經(jīng)濟模型，并探索商業(yè)模式。通過這些實踐，可以積累寶貴經(jīng)驗，為大規(guī)模推廣奠定基礎(chǔ)。

國內(nèi)外已經(jīng)開展了一些電動汽車儲能的示范項目，例如國家電網(wǎng)在寧波北侖建成的智能雙向互動V2G充電站，以及丹麥政府啟動的Edison電動汽車智能電網(wǎng)項目。

而針對普通用戶，通過參與V2G項目，可以在非駕駛時間將車輛電池中儲存的電能回售給電網(wǎng)，尤其是在電力需求高峰期，這可以幫助用戶獲得額外的收入。同時，利用峰谷電價差進行有序充電，可以在電費較低的時段充電，節(jié)省電費支出。

用戶不再是簡單的電力消費者，而是可以成為電網(wǎng)服務(wù)的提供者，參與電網(wǎng)的調(diào)峰填谷、輔助服務(wù)等，這種角色的轉(zhuǎn)變增強了用戶在能源生態(tài)系統(tǒng)中的參與感和影響力。

當(dāng)然，為了實現(xiàn)高效的儲能互動，需要更智能、更廣泛的充電基礎(chǔ)設(shè)施支持。這可能會促進充電站和家用充電樁的建設(shè)，提升充電的便利性。同時，有序充電和V2G技術(shù)的應(yīng)用要求用戶調(diào)整充電習(xí)慣，增加了充電的靈活性但也可能需要用戶適應(yīng)新的充電計劃。

推動電動汽車儲能技術(shù)電池是關(guān)鍵

想要真正實現(xiàn)電動汽車儲能技術(shù)的普及，就需要在動力電池技術(shù)上進行迭代升級。包括提高能量密度、延長電池壽命、縮短充電時間，同時降低成本。研發(fā)新型電池材料，如固態(tài)電池，以提高安全性、能量效率和循環(huán)次數(shù)，降低對稀有材料的依賴。

比如能量密度決定了電池能夠儲存多少能量，從而影響電池的使用時間和功率。目前，鋰離子電池是最常用的儲能電池技術(shù)，但其能量密度已經(jīng)達到了瓶頸。

因此，研究人員正致力于開發(fā)更高能量密度的電池技術(shù)，如固態(tài)電池、鋰硫電池和金屬空氣電池等。這些新型電池技術(shù)能夠在單位重量和體積下儲存更多的能量，有望取代傳統(tǒng)的鋰離子電池成為未來儲能電池的主流技術(shù)。

而固態(tài)電池因其更高的安全性和更長的使用壽命而備受關(guān)注。相較于傳統(tǒng)鋰電池，固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)，從而降低了電池的起火爆炸風(fēng)險。鋰硫電池具有高能量密度和原料易得的優(yōu)點，但需解決循環(huán)壽命短和容量衰減快的問題。

其他如金屬空氣電池利用金屬與空氣中的氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電能，理論上擁有極高的能量密度，但目前仍面臨電極催化效率低和電解質(zhì)穩(wěn)定性差的技術(shù)挑戰(zhàn)。

不僅需要提升電池技術(shù)，同時還要延長電池壽命，尤其使用V2G后，會對動力電池壽命有明顯影響。電池壽命主要受制于循環(huán)壽命和容量衰減。循環(huán)壽命是指電池循環(huán)充放電過程中能夠保持額定容量的次數(shù)，而容量衰減是指電池容量隨時間的降低。延長電池壽命可以減少電池更換的頻率和成本，提高電池的可靠性。

使用高純度的活性物質(zhì)和鈍化劑可以減少材料的損耗，從而延長電池壽命。例如，采用高純度石墨和特定添加劑可以減緩鋰離子電池正極材料的降解速度。開發(fā)具有自我修復(fù)功能的電池技術(shù)也是延長電池壽命的重要方向。這類技術(shù)能夠在一定程度上修復(fù)電池內(nèi)部的微小損傷，減緩電池性能的衰退。

與此同時，還需要降低電池成本。當(dāng)前，儲能電池技術(shù)的成本主要集中在原材料和制造工藝上。為降低成本，研究人員正尋找替代資源、改進制造技術(shù)和提高生產(chǎn)效率。隨著技術(shù)進步和規(guī)模效應(yīng)的逐步發(fā)揮，儲能電池的成本預(yù)計將逐漸降低，推動其在能源市場中的應(yīng)用和普及。例如，近年來鋰離子電池的價格已顯著下降，未來這一趨勢有望持續(xù)。

小結(jié)

電動汽車儲能技術(shù)展現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景，它被視為構(gòu)建更加靈活、可靠、低碳的未來能源系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。隨著技術(shù)、市場、政策各方面的持續(xù)進步，電動汽車儲能有望在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)更廣泛的商業(yè)化應(yīng)用。