我国住所电动轿车(EV)的快速遍及对作废牵引
电池的可继续办理提出了重大应战
电池本研讨开发了一个依据情形的省级模型,用于猜测退役电动轿车
电池的时空散布特征,评价其二次储能潜力,并量化不同电气化率和区域方针支撑下的收回经济效益。该剖析经过建模模仿高镍
电池、磷酸铁锂(LFP)
电池及新式固态
电池在电动轿车车队中占比的动态改变,清晰纳入了
电池化学体系的演进趋势,进而探究其对未来资料构成和收回价值链的影响。研讨结果表明,到2038年,动力
电池年退役量将到达425万吨的峰值,且各省份间存在明显差异。在快速电气化和强力方针鼓励情形下,广东、江苏等区域经过
电池梯次使用与收回至2050年可累计获得超过34万亿美元的经济效益,相较电动轿车推行缓慢的情形提高24%。相反,在电动轿车增速放缓但实施针对性当地方针的情形中,储能范畴对退役
电池的适配率比全国一致战略最高可提高161%。跟着磷酸铁锂和固态
电池化学体系商场占比继续扩展,资料平均收回价值估计将有所下降,但全体安全性和可继续性将得到提高。这些研讨结果为差异化方针规划和基础设施投资供给了强有力的定量依据,有助于推动对我国长期脱碳进程与动力安全至关重要的
电池循环经济开展。
图形摘要

气候改变——由全球动力需求激增、化石燃料枯竭以及对传统动力的继续依靠所驱动——已成为人类面临的最深入且紧迫的应战之一(Mahata等,2023)。这些彼此关联的要素导致全球变暖加剧、动力危机恶化以及温室气体排放增加,因而火急需要采纳敏捷协调的世界举动,以完成深度脱碳和长期可继续开展(Pan和Guo,2025)。在各排放来源中,交通运输是要害范畴,其动力相关二氧化碳排放量约占全球总量的23%。2排放(Guo等人,2021;Yin等人,2015)。居民乘用车主要用于家庭或私人用处,约占全球轿车总量的70%。其巨大比例凸显了它们在完成全球减排方针中的重要作用。因而,将居民车辆从传统内燃机转向电动轿车(EVs)被视为减少碳排放的一项有远景的战略(Shutler等人,2022)。在全球范围内,受技术创新、政府支撑方针以及顾客环保认识增强的推动(Chanda等人,2024),电动轿车的遍及速度明显加快。
家用乘用电动轿车——一般代表家庭或非商业用处——构成了全球电动轿车商场的主导部分,反映出个人车辆电动化程度的提高以及生活方式的改变。近年来,包含我国、欧盟和美国在内的主要电动轿车商场均出现出强劲增加态势,使家庭新动力车(NEVs)成为气候减缓与空气质量改善战略的中心组成部分(Wang et al., 2022)。值得注意的是,我国已成为全球最大的家用电动轿车商场,占全球电动轿车销量的70%以上(IEA,2024)。依据最新猜测,到2030年我国家用乘用电动轿车年销量估计将到达1200万至1500万辆,占国内乘用车总销量的60%以上(IEA,2024)。这一快速扩张估计将发生明显的下游影响,其中最杰出的是作废牵引
电池数量的急剧增加。鉴于其有限的使用寿数——一般为5至8年(Jiang等,2021;Qiao等。2021;Tan等,2023)——这些退役的电动轿车
电池估计将日益成为全球环境和资源办理方面的紧迫应战。
退役电动轿车
电池一般保留约70%-80%的原始储能容量(Hua et al., 2020)。这种剩余容量支撑梯次使用(亦称级联使用或二次寿数使用),该战略现已被世界公认为延长
电池价值的有用办法。二次寿数
电池可改造用于固定式储能体系,支撑风电、光伏等间歇性可再生动力并网,稳定电网运行,并促进本地化动力办理(Bauer et al., 2022)。世界上,关于梯次使用的研讨正敏捷扩展。例如,多项研讨报导了欧盟将退役电动轿车
电池整合到可再生动力体系中的试点与演示项目(Bobba等人,2019年)。最新法规还拟定了
电池再使用与收回的一致方针(Aishwarya等人,2025年)。在美国,研讨已讨论了多种二次使用场景的经济与技术可行性(Richa等人,2014年)%% 与此同时,新的演示项目继续探索电网集成与商场化使用途径(Gu等人,2024年)。
但是,许多近期世界研讨往往聚集于国家或区域层面的平均值,而忽视次国家层面的空间或方针异质性(Prakhar等,2024)。这可能导致各区域在电动轿车推行方针、
电池化学体系、可再生动力资源及顾客行为等方面的重要差异未能充分体现。我国电动轿车商场凭借其巨大规划与明显的区域差异性,为研讨此类异质性怎么影响梯次使用与收回效益供给了抱负样本(Jiang等,2021;Wu等,2020)。跟着全球电动轿车商场快速扩张,退役
电池的可继续办理已成为发达国家与开展经济体共同重视的议题(Cao等,2021)。我国的经验值——以大规划电动轿车遍及、区域异质性和新式梯次使用实践为特征——为其他国家应对相似转型供给了宝贵参考。因而,本研讨不只致力于应对火急的国内应战,还旨在深化对大型多元化电动轿车商场怎么拟定区域性
电池再使用与收回战略的了解——特别是经过建模省际分散进程及其影响机制来完成这一方针。
鉴于我国在全球电动轿车商场占据主导比例且具备多样化的地舆特征,该国为评价梯次使用潜力及后续收回机会供给了极具价值的研讨布景。我国各省份在可再生动力可获得性、经济条件、顾客电动轿车采纳率及电网基础设施方面均表现出明显异质性(Wu等, 2020)。但是,现有研讨大多仅隐性地讨论区域差异,或直接假定全国出现同质化开展态势。现在很少有研讨体系量化省级层面的可再生动力消纳能力、电动轿车遍及时间表或收回基础设施成熟度等要害方针的差异——这些要素可能对动力
电池二次使用价值流发生重大影响(Bobba等, 2019; Gu等, 2024)。因而,开发一个专门针对我国住所乘用电动轿车
电池的情形驱动、空间限制级结构,不只能够应对国内要害的可继续性应战,还为了解区域差异怎么影响世界范围内的梯次使用和收回实践供给了更广阔的视角。
在梯次使用后的终究作废阶段,电动轿车
电池的收回被广泛认为是资源节省和环境保护的优先事项(Zhou et al., 2025)。跟着全球
电池商场面临锂、钴等要害原资料地舆会集带来的不确定性,优化退役
电池收回途径对于加强资料安全和完成循环经济方针至关重要(Sun et al., 2025)。欧盟和美国的很多剖析研讨强调,必须经过有用的收回体系来办理资源可用性和环境影响(Ai et al., 2019; Richa et al., 2014)。但是,这些研讨大多未能充分纳入
电池在二次使用进程中衰减的定量模型,也未充分考虑电动轿车商场渗透率的区域动态特征及当地收回能力差异(Martinez-Laserna et al., 2018)。相比之下,我国电动轿车行业出现出大规划商场遍及、方针快速演化以及可再生动力资源、遍及率和收回基础设施成熟度存在明显区域差异的特色(Wu et al., 2020)。这些要素使我国成为评价区域差异对
电池梯次使用与收回成效影响的独特试验场,也为比较方针驱动与商场驱动途径的有用性供给了抱负场景。因而,可收回资料量的预算与收回基础设施规划往往存在较大不确定性(Ciez and Whitacre, 2019)。鉴于这些应战,有必要推动清晰考虑二次寿数衰减形式(Gu et al., 2024)和区域分散进程的场景化评价。我国规划巨大且异质性明显的家庭电动轿车商场,为此类精细化剖析供给了抱负研讨情境(Jiang et al., 2021)。
为体系应对这些应战,本研讨开发了一种新式的、具有退化感知和分散灵敏特性的情形结构,专门针对我国住所电动轿车
电池退役与办理的时空动态特性而规划。经过整合生命周期退化建模、区域动力基础设施异质性以及梯次使用动态,该结构能够完成全面且区域差异化的剖析,在以下几个要害范畴推动了当前研讨:(1) 时空猜测:在多种电气化情形下猜测我国各省退役电动轿车
电池的时空散布,以捕捉
电池退役格式的动态演化;(2) 二次寿数与适应性评价:评价二次寿数储能体系在不同区域的潜力与适应能力,清晰考虑可再生动力整合、方针异质性以及导致本地再使用结果差异的社会经济要素;%% (3) 退化信息驱动的收回剖析:经过纳入
电池容量退化轨道来优化收回产量与经济收益的预算,从而下降资料收回与循环经济猜测的不确定性;%% 以及(4) 方针与商场驱动的战略模仿:在方针驱动和商场驱动两种情形下模仿差异化的区域专属办理途径,以杰出
电池再使用与收回的有用干预措施。本研讨经过将技术退化建模与空间方针模仿相结合,初次建立了我国居民用电动轿车
电池再使用与收回的全国性综合及区域细分路线图。该办法的新颖性在于其融合了空间分散理论与容量退化模型,要点重视我国区域异质性特征,并为世界社会供给了比较性洞见。该结构不只为我国循环经济实践与大规划储能布置供给了实证指导,也为面临相似电动轿车转型的国家供给了可推行的办法论启示。此外,本研讨为后续作业奠定了理论基础,包含动态电网交互模仿、全生命周期碳足迹剖析以及区域
电池价值链的技术经济优化等范畴。