王朝阳院士：安全的快充技术是汽车电动化可持续发展第一技术

·王朝阳认为，做好三件事就可以稳健实现“双碳”目标。一是在交通领域全面去碳化，其中动力电池是关键技术。二是发电过程全面去碳化，在电网中尽可能更全面使用风能、太阳能等可再生能源，至少让可再生能源发电占比超过80%。三是大幅度增加电气化比重，以锂为基础进行转型。

·只有做到原材料可持续供应、成本不断下降、高频率使用储能系统，才能真正实现可持续发展的电气化转型。安全的快充技术是推动汽车电动化可持续发展的第一技术。

12月17日，美国国家发明家科学院院士，宾夕法尼亚州立大学讲席教授、电池与储能技术研究院院长王朝阳在《财经》年会2023上表示，只有做到原材料可持续供应、成本不断下降、高频率使用储能系统，才能真正实现可持续发展的电气化转型。安全的快充技术是推动汽车电动化可持续发展的第一技术。

王朝阳认为，做好三件事就可以稳健实现“双碳”目标。一是在交通领域全面去碳化，其中动力电池是关键技术。二是发电过程全面去碳化，在电网中尽可能更全面使用风能、太阳能等可再生能源，至少让可再生能源发电占比超过80%。三是大幅度增加电气化比重，以锂为基础进行转型。

交通电动化已是全球共识，中国是全球最大的新能源汽车市场，汽车市场需求爆增导致动力电池需求爆增。王朝阳表示，目前已带来一些挑战，比如电池价格飞涨，过去一年，碳酸锂从一吨不到5万元飙升到一吨50万元，电池成本显著增加，这对中国发展新能源市场不利。

“在中国尤其是三四线城市，价格是消费者首先考虑的一大因素，所以我们必须要考虑如何让电动汽车价廉物美。”王朝阳表示，第二要考虑有没有足够的原材料满足未来电池和储能的生产需要，动力电池还需要镍、钴等战略金属资源，所以电池原材料的可持续供应同样至关重要。第三是考虑如何减少电池生产过程中的碳排放，“这些因素的考虑都会让我们能够实现可持续发展的电动化转型。”

电池是电能的储存载体，电池相当于仓库，仓库的货物周转越快，也就是电能源的使用频率越高，仓库的经济价值就越大。所以电池大小不是最重要的，关键是电池里的能源能否被反复高频率使用，达到价值最大化。

续航里程一直是制约电动汽车推广的关键难题，提升续航里程的普遍做法是增大电池容量，将大电池装机到汽车上。“这几年很多企业都推出续航里程能够达到1000公里的电动汽车，1000公里续航实际上是需要150度电的大电池，成本至少要15万元，甚至现在可能要超过20万元。一旦用大电池来解决续航，成本就居高不下。”

与此同时，王朝阳表示，150度电的电池包会消耗大量原材料，包括锂资源以及镍、钴等紧缺金属资源。大电池在制作过程中也会产生大量碳排放。一辆电动汽车的使用周期大约是15-20万公里，假如一次充电续航1000公里，那么电池使用150次的循环就退役了，这会造成资源的巨大浪费。“所以采用大容量、大的电池包来提高电动汽车续航里程的方法实际上是不可持续发展的。”

王朝阳团队一直在研究一种新路径，他假设，如果电动汽车采用50度电的小电池，每充一次电可行驶350公里，基本可满足日常通勤需求。同时小电池又具备10分钟快速充电的能力，所以可通过快速补能，轻松满足远距离出行需求。“对消费者来讲，电池成本降低了三倍；对社会来讲，原材料的消耗降低了三倍。每辆汽车在生产过程中产生的碳排量也降低了三倍。”

他表示，这是电池储能经济学的一个典型应用。10分钟充电的小电池也只需要300千瓦的充电桩，完全可以匹配现有的和在建的充电桩。利用这种快充电池，还可以提高充电桩的利用率。“目前最好的充电桩大概一小时只能服务一辆车，未来用10分钟充电的电池，可以提高到每小时服务6辆车。”

王朝阳表示，安全的快充技术是推动汽车电动化可持续发展的第一技术，急需国家政策的鼓励和大力的投资推广。“在国际上我们已经在大踏步地引入快充技术，它的核心是用最低的成本、最少的原材料消耗、最小的碳排放来达到电动汽车的普及。”

此外，王朝阳表示，能够储存10小时左右的储能系统是电网24小时不间断依赖再生能源的关键技术。“在白天有太阳能、风能时，不但可以产电让我们使用这些可再生能源，多余的可以存到10小时储能系统里，晚上拿出来用，全天候依赖可再生能源的发电，这是非常美好的一个前景。”

王朝阳还提到了100小时的长时储能系统，这是让至少80%的电力来自可再生能源的一个关键技术，也是目前科学上跟行业中最大的一个挑战。因为在这种场景中，能源的周转频率不高，普遍的想法是要把储能装置的成本做到极低才有市场竞争力。

“假如从使用侧来考虑，能够找到一些补充收入的商业模型，它带来的经济性就可以允许储能系统的成本更高一点，这时候马上就会有好几种成熟的储能技术出现，可以工程化，不需要等待科学上的重大突破。长时储能的建设周期很长，赢得时间就是金钱。”王朝阳表示。