近日，中國科學院廣州能源研究所能源戰略與碳資產研究中心蔡國田研究員、陳磊副研究員團隊在退役家用電動汽車電池的全生命周期管理和政策優化研究方面取得突破。
隨著我國家用電動汽車的快速普及，大量動力電池將在未來10-20年內集中退役，這將給資源環境、能源體系和產業政策產生深遠影響。針對目前電池退役過程中存在的區域發展差異明顯、電池梯次利用匹配不足等問題，研究團隊創新性地提出了“省域時空—梯次適配—退役演化”的綜合分析框架，為我國動力電池循環經濟的高質量發展提供支撐。
圖1：中國家用新能源汽車動力電池管理研究框架：基于情景的梯次利用、儲能潛力與退役回收優化路徑評估
首先，研究團隊通過全生命周期建模方法，系統分析了電動汽車與電池退役生命周期的差異，分別研究了整車退役、電池提前更換和電池二次退役的情景，精確預測各省電池的退役時間節點和規模，為區域回收基地布局提供數據支撐。同時，該研究還綜合考慮磷酸鐵鋰、高鎳三元、固態電池等不同類型電池的發展趨勢，分析了電動化路徑不同情景下的電池退役節奏，明確了對回收體系的不同影響。
圖2：在不同區域擴散情景下動力電池儲能適配性的評估
其次，研究團隊構建了退役電池供應與儲能需求的匹配模型，綜合評估了區域光伏裝機量、電網調峰需求以及儲能政策，提出了“電池適配度”指標。研究發現，北京、廣東等地區存在退役電池資源過剩的風險，而西北等地區則面臨電池資源不足的問題，建議推進跨區域的梯次電池再分配機制。此外，通過模擬多種政策路徑和區域擴散策略，驗證了因地制宜的政策措施明顯優于統一政策，并提出了區域性調控建議。
圖3：中國動力電池梯次利用與回收情景分析
最后，研究構建了綜合成本效益分析模型，考慮了電池的梯次利用壽命、殘余價值、回收材料價格和區域政策補貼，動態分析了不同地區電池退役至回收過程的經濟效益變化。結果表明，經濟發達地區前期回報較快但后期趨穩，西部地區在后期具有較大的經濟潛力。團隊還分析了不同類型電池的經濟表現，提出了分類激勵政策，建議政府根據電池類型和區域經濟特征實施差異化的補貼與市場引導政策。
本研究不僅為我國建立退役動力電池資源高效利用體系提供了科學依據，也為實現“雙碳”目標與構建電池循環經濟提供了政策參考。
該研究獲得國家自然科學基金、教育部人文社科項目及廣州市基礎研究基金的資助。研究成果以From Wastes to Resources: The Future of Residential EV Batteries in China through Cascade Utilization,?Recycling,?and Energy Storage為題，發表于國際期刊Waste Management。
