【仪表网 研发快讯】近日，中国科学院广州能源研究所能源战略与碳资产研究中心蔡国田研究员、陈磊副研究员团队在退役家用电动汽车电池的全生命周期管理和政策优化研究方面取得突破。
随着我国家用电动汽车的快速普及，大量动力电池将在未来10-20年内集中退役，这将给资源环境、能源体系和产业政策产生深远影响。针对目前电池退役过程中存在的区域发展差异明显、电池梯次利用匹配不足等问题，研究团队创新性地提出了“省域时空—梯次适配—退役演化”的综合分析框架，为我国动力电池循环经济的高质量发展提供支撑。
图1：中国家用新能源汽车动力电池管理研究框架：基于情景的梯次利用、储能潜力与退役回收优化路径评估
首先，研究团队通过全生命周期建模方法，系统分析了电动汽车与电池退役生命周期的差异，分别研究了整车退役、电池提前更换和电池二次退役的情景，精确预测各省电池的退役时间节点和规模，为区域回收基地布局提供数据支撑。同时，该研究还综合考虑磷酸铁锂、高镍三元、固态电池等不同类型电池的发展趋势，分析了电动化路径不同情景下的电池退役节奏，明确了对回收体系的不同影响。
图2：在不同区域扩散情景下动力电池储能适配性的评估
其次，研究团队构建了退役电池供应与储能需求的匹配模型，综合评估了区域光伏装机量、电网调峰需求以及储能政策，提出了“电池适配度”指标。研究发现，北京、广东等地区存在退役电池资源过剩的风险，而西北等地区则面临电池资源不足的问题，建议推进跨区域的梯次电池再分配机制。此外，通过模拟多种政策路径和区域扩散策略，验证了因地制宜的政策措施明显优于统一政策，并提出了区域性调控建议。
图3：中国动力电池梯次利用与回收情景分析
最后，研究构建了综合成本效益分析模型，考虑了电池的梯次利用寿命、残余价值、回收材料价格和区域政策补贴，动态分析了不同地区电池退役至回收过程的经济效益变化。结果表明，经济发达地区前期回报较快但后期趋稳，西部地区在后期具有较大的经济潜力。团队还分析了不同类型电池的经济表现，提出了分类激励政策，建议政府根据电池类型和区域经济特征实施差异化的补贴与市场引导政策。
本研究不仅为我国建立退役动力电池资源高效利用体系提供了科学依据，也为实现“双碳”目标与构建电池循环经济提供了政策参考。
该研究获得国家自然科学基金、教育部人文社科项目及广州市基础研究基金的资助。研究成果以From Wastes to Resources: The Future of Residential EV Batteries in China through Cascade Utilization, Recycling, and Energy Storage为题，发表于国际期刊Waste Management。
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