Ως συσκευή αποθήκευσης ενέργειας υψηλής αξίας, η τιμή των μπαταριών λιθίου που είναι τοποθετημένες στο ράφι δεν αντικατοπτρίζεται μόνο στη σταθερή λειτουργία τους κατά τη διάρκεια ζωής, αλλά και σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής από την παραγωγή πρώτων υλών έως τη συνταξιοδότηση και την ανακύκλωση. Χρησιμοποιώντας την ψηφιακή παρακολούθηση, την ιεραρχική αξιοποίηση και τις τεχνολογίες αναγέννησης υλικών, μπορεί να κατασκευαστεί ένα σύστημα κλειστού βρόχου "πράσινης παραγωγής αποτελεσματικής χρήσης της περιβαλλοντικής αποθήκευσης".
1 Τέλος παραγωγής: Κατασκευή χαμηλού άνθρακα και ψηφιακή ανιχνευσιμότητα
Το «πράσινο γονίδιο» των μπαταριών λιθίου που είναι τοποθετημένες στο ράφι διαμορφώνεται από τη διαδικασία παραγωγής. Ένα εργοστάσιο μπαταρίας που τροφοδοτείται από φωτοβολταϊκά μπορεί να μειώσει τις εκπομπές άνθρακα στη διαδικασία παραγωγής κατά 30%. Η γραμμή παραγωγής GWH σε επίπεδο GWH χρησιμοποιεί 100% πράσινη ηλεκτρική ενέργεια για τον έλεγχο του αποτυπώματος άνθρακα κάθε μπαταρίας kWh εντός 5kg co ₂, το οποίο είναι μόνο το ήμισυ του μέσου όρου της βιομηχανίας. Από την άποψη της επιλογής υλικών, προωθούνται φιλικά προς το περιβάλλον υλικά, όπως κάθοδοι χωρίς κοβαλτίου και συνδετικά με βάση το νερό. Μια συγκεκριμένη μπαταρία λιθίου με φωσφορικό σίδηρο μαγγανίου μειώνει την κατανάλωση ενέργειας κατά τη διάρκεια του σταδίου εξόρυξης πρώτων υλών κατά 15%, εξαλείφοντας τα στοιχεία του κοβαλτίου.
Το σύστημα ανιχνευσιμότητας blockchain έχει επιτύχει πλήρη διαφάνεια. Από τα θετικά υλικά ηλεκτροδίων, τους διαχωριστές, τα κύτταρα της μπαταρίας σε ολόκληρο το μηχάνημα, κάθε σύνδεσμος δημιουργεί ένα μοναδικό αναγνωριστικό blockchain για την καταγραφή δεδομένων όπως πηγές πρώτων υλών, παραμέτρους παραγωγής και δοκιμές ποιότητας. Οι πελάτες κατάντη μπορούν να δουν το "ιστορικό άνθρακα" των μπαταριών με σάρωση του κώδικα. Κατά την αγορά, ένα ευρωπαϊκό κέντρο δεδομένων δίνει προτεραιότητα στις μπαταρίες rack με αποτύπωμα άνθρακα κάτω από 8kg CO ₂/kWh για την προώθηση μετασχηματισμού χαμηλών εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα στην αλυσίδα εφοδιασμού. Αυτή η τεχνολογία ανιχνευσιμότητας μπορεί επίσης να εντοπίσει τη βασική αιτία των σφαλμάτων. Όταν μια παρτίδα μπαταριών βιώνει μη φυσιολογική εξασθένηση, το ζήτημα της καθαρότητας μιας παρτίδας θετικών υλικών ηλεκτροδίων μπορεί να τοποθετηθεί γρήγορα μέσω δεδομένων blockchain, μειώνοντας τον χρόνο ανιχνευσιμότητας από 7 ημέρες σε 4 ώρες.
2 Τέλος χρήστη: Διαχείριση υγείας και επέκταση ζωής
Η έξυπνη λειτουργία και συντήρηση είναι ο πυρήνας της επέκτασης της διάρκειας ζωής της μπαταρίας. Το σύστημα BMS των μπαταριών λιθίου που είναι τοποθετημένες στο ράφι δημιουργεί εξατομικευμένες στρατηγικές φόρτισης και εκφόρτισης αναλύοντας πάνω από 100 παραμέτρους όπως το βάθος της φόρτισης και της εκκένωσης (DOD), τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τους χρόνους κύκλου. Για τις μπαταρίες του σταθμού βάσης επικοινωνίας με συχνή ρηχή φόρτιση και εκφόρτιση, πραγματοποιείται πλήρης βαθμονόμηση φόρτισης μία φορά το μήνα. Για τις μπαταρίες ηλεκτροπαραγωγής αποθήκευσης ενέργειας με βαθιά φόρτιση και βαθιά εκφόρτιση, το βάθος της ενιαίας εκφόρτισης δεν πρέπει να υπερβαίνει το 80%. Ένα συγκεκριμένο έργο αποθήκευσης ενέργειας έχει επεκτείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας από 6000 σε 7500 φορές και αύξησε τη διάρκεια ζωής κατά 3 χρόνια μέσω αυτής της προσαρμοσμένης διαχείρισης.
Η ισορροπημένη τεχνική συντήρησης επιλύει το "φαινόμενο βαρέλι". Η ενεργή μονάδα εξισορρόπησης μπορεί να ελέγξει την απόκλιση της χωρητικότητας εντός 2% για τα κύτταρα με διαφορές απόδοσης στο πακέτο της μπαταρίας. Μετά από 5 χρόνια λειτουργίας, η μπαταρία rack σε ένα κέντρο δεδομένων αύξησε το συνολικό ποσοστό διατήρησης χωρητικότητας από 65% σε 75% μέσω της εξισορρόπησης της συντήρησης, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής της κατά 2 χρόνια. Η βελτιστοποίηση της θερμικής διαχείρισης είναι εξίσου κρίσιμη. Η διατήρηση της θερμοκρασίας λειτουργίας της μπαταρίας εντός της βέλτιστης περιοχής 25-35 βαθμών μπορεί να μειώσει το ποσοστό αποσύνθεσης χωρητικότητας κατά 50%. Ένα συγκεκριμένο έργο πέτυχε διαφορά θερμοκρασίας μικρότερη ή ίση με 3 μοίρες στο υπουργικό συμβούλιο μέσω ραφιναρισμένου ελέγχου ψύξης υγρού, με αποτέλεσμα την αύξηση 2% στην ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
3 συνταξιούχος τέλος: κλιμακωτή χρήση και αναγέννηση υλικού
Η αξιοποίηση της χρήσης των μπαταριών λιθίου με συνταξιούχο ράφι (με χωρητικότητα κάτω του 80%) δημιουργεί δευτερεύουσα τιμή. Στον τομέα των ηλεκτρικών οχημάτων χαμηλής ταχύτητας, οι συνταξιούχοι πακέτες μπαταριών έχουν υποστεί αναδιάρθρωση και αναβαθμίσεις BMS και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγές ενέργειας. Μια συγκεκριμένη εταιρεία έχει μετατρέψει 500 συνταξιούχους μπαταρίες rack σε ηλεκτρικές πηγές τροφοδοσίας περονοφόρων, με την καταρράκτη της κάθε μπαταρίας να φτάνει το 30% της αρχικής τιμής πώλησης. Στο σενάριο αποθήκευσης ενέργειας των νοικοκυριών, ένα ντουλάπι αποθήκευσης ενέργειας 5kWh που αποτελείται από συνταξιούχους μπαταρίες κοστίζει μόνο το 50% των νέων μπαταριών, αλλά μπορεί να καλύψει τις βασικές ανάγκες ηλεκτρικής ενέργειας των νοικοκυριών και είναι δημοφιλές στην αφρικανική αγορά.
Η ανακύκλωση υλικού επιτυγχάνει έναν κλειστό βρόχο πόρων. Όταν η χωρητικότητα της μπαταρίας είναι κάτω από 50%, εισέρχεται στη διαδικασία ανακύκλωσης. Η πυρομεταλλαγή μπορεί να ανακάμψει περισσότερο από το 95% του νικελίου, του κοβαλτίου και του μαγγανίου, ενώ η υδρομεταλλουργία μπορεί να ανακτήσει το λίθιο. Μια επιχείρηση ανακύκλωσης μπορεί να εξαγάγει 25kg λιθίου και 80kg νικελίου από 1 τόνο συνταξιούχων μπαταριών rack, το οποίο ισοδυναμεί με τη μείωση της εξόρυξης 1,2 τόνων ανθρακικού λιθίου. Η πιο προηγμένη τεχνολογία άμεσης επισκευής, μέσω της διαδικασίας αναγέννησης υλικών ηλεκτροδίων, αποκαθιστά τα συνταξιούχα θετικά υλικά ηλεκτροδίων στο 90% της αρχικής τους απόδοσης, μειώνοντας το κόστος παραγωγής κατά 40% σε σύγκριση με τα νέα υλικά. Ένα πιλοτικό έργο έχει επιτύχει ένα κλειστό βρόχο "άμεσης επισκευής ανακατασκευής".
Η πλήρης διαχείριση του κύκλου ζωής των μπαταριών λιθίου που είναι τοποθετημένες στο ράφι σπάει το γραμμικό μοντέλο "χρήσης και καταναλώσεως" και μέσω εξόρυξης αξίας σε κάθε σύνδεσμο μειώνει την κατανάλωση πόρων ανά μονάδα αποθήκευσης ενέργειας κατά περισσότερο από 30% και εκπομπές άνθρακα κατά 40%. Με τη βελτίωση των μηχανισμών, όπως η λογιστική του αποτυπώματος άνθρακα και η βαθμολογία ESG, αυτό το πράσινο κλειστό βρόχο θα γίνει η βασική ανταγωνιστικότητα των επιχειρήσεων, προωθώντας τον μετασχηματισμό της βιομηχανίας αποθήκευσης ενέργειας από την "επέκταση της κλίμακας" σε "βιωσιμότητα υψηλής ποιότητας".