可再生能源行業(yè)正以指數(shù)級的速度增長。2020年，可再生能源在英國的發(fā)電量首次超過化石燃料，根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，太陽能是歷史上最便宜的電力。然而，雖然可再生能源的能力正在加強(qiáng)，但可再生能源仍然只占世界能源的11%。這僅僅是50多年前可再生能源提供比例的兩倍，而聯(lián)合國預(yù)計《巴黎協(xié)定》2030年目標(biāo)將超額完成，接近320億公噸的二氧化碳排放量，因此需要加快向可再生能源轉(zhuǎn)型的步伐。

可再生能源轉(zhuǎn)型面臨許多障礙。經(jīng)濟(jì)障礙包括對不可再生能源的補(bǔ)貼、低油價以及基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的成本。社會障礙也限制了進(jìn)展，包括公眾對改變當(dāng)?shù)鼐坝^和對既定生活方式的破壞持保留意見。雖然這些障礙持續(xù)存在，但國際社會的壓力和對化石燃料負(fù)面影響的認(rèn)識正在催化政府采取行動。

隨著政策制定者確定了變革的方向，可再生能源正在獲得新的投資。一些大石油公司也在對可再生能源進(jìn)行投資。然而，盡管邁出了這些大步，但一個基本的技術(shù)障礙依然存在：儲能。

高容量長壽命電池的開發(fā)對公用事業(yè)和運(yùn)輸部門尤為重要。鋰離子電池很可能是其成功的關(guān)鍵因素，最常見的是用于手機(jī)充電器等小規(guī)模應(yīng)用，但越來越多地被開發(fā)用于大規(guī)模應(yīng)用。七個歐洲國家已經(jīng)承諾投入32億歐元支持鋰離子電池的研究，特斯拉和通用汽車也正在投資數(shù)十億美元用于該技術(shù)的生產(chǎn)設(shè)施。

然而，隨著這些發(fā)展，能源行業(yè)也面臨著新的挑戰(zhàn)。據(jù)預(yù)測，到2035年，全球儲能市場將增長10倍，達(dá)到5460億美元，因此，對于電池制造商來說，優(yōu)先設(shè)計廢棄物比以往任何時候都更加重要。在可再生能源轉(zhuǎn)型的過程中，電池廢料是一個大問題。到2030年，僅電動汽車產(chǎn)生的鋰離子電池廢棄物就可能達(dá)到1100萬噸。再加上可再生能源在公共事業(yè)上的發(fā)展，以及其他電池驅(qū)動設(shè)備的發(fā)展，這就形成了一個巨大且不斷增長的問題，需要加以管理。

鋰離子電池的設(shè)計和銷售方式意味著它們難以維修、再制造和回收。首先，剩余大部分充電容量的電池被丟棄，而不是使用；其次，用于制造這些電池的寶貴材料正在從經(jīng)濟(jì)中流失。由于鋰的短缺可能在2025年就會出現(xiàn)，這可能成為可再生能源回收的主要障礙。

為確保電池充分發(fā)揮其潛力，不成為廢棄物，需要各行業(yè)之間、企業(yè)與決策者之間的合作，以及對電池所有權(quán)的重新思考。對于電池而言，雖然汽車電池在8至10年后會失去20%至30%的存儲能力，不能再用于汽車。要想在實踐中實現(xiàn)再利用，還需要建立有效的轉(zhuǎn)售市場，或者制造商保留電池的所有權(quán)，以便電池能夠在多個用戶之間傳遞，可以增加維修和再制造的可能性。

雖然新的商業(yè)模式、跨部門合作和電池設(shè)計可以促進(jìn)電池的再利用和再制造，但也帶來了另一個挑戰(zhàn)：回收電池材料。這對于避免廢棄電池中的有毒金屬和材料排放到環(huán)境中，污染土壤和水至關(guān)重要。

谷歌和埃倫-麥克阿瑟基金會2018年進(jìn)行的一項研究，評估了鉛酸電池和鋰離子電池的循環(huán)經(jīng)濟(jì)解決方案，發(fā)現(xiàn)回收鋰離子電池存在技術(shù)上的困難，而且回收成本很高。然而，從電池中回收鈷和其他材料有很大的動力。比利時和加拿大已為此目的建立了大型回收中心。

要想成功地擴(kuò)大規(guī)模，需要決策者的支持。歐盟委員會已經(jīng)承認(rèn)，決策者需要密切關(guān)注產(chǎn)業(yè)集群和生態(tài)系統(tǒng)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，這些集群和生態(tài)系統(tǒng)超越了傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)部門，涵蓋了在價值鏈中運(yùn)作的所有參與者，從中小企業(yè)到跨國公司，每個人都帶來了自己的專業(yè)知識和創(chuàng)新技能。歐洲電池聯(lián)盟就是一個很好的例子，它匯集了代表整個電池價值鏈的120多個歐洲和非歐洲利益相關(guān)者。在實施循環(huán)經(jīng)濟(jì)方法時，可以利用這種聯(lián)盟來幫助指導(dǎo)工作和資助大型項目，幫助消除創(chuàng)新障礙，提高關(guān)鍵領(lǐng)域的政策一致性。

歐盟委員會通過 "循環(huán)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新交易"，為企業(yè)提供了一個機(jī)會，讓企業(yè)提出建議，以完善電動汽車電池大規(guī)模使用和再利用的立法框架，發(fā)展車到網(wǎng)服務(wù)，以及電動汽車電池的二次壽命應(yīng)用。

如果能夠克服技術(shù)障礙，并制定支持性法規(guī)，建立電池的循環(huán)經(jīng)濟(jì)將對全世界，特別是新興市場產(chǎn)生巨大影響。在全球范圍內(nèi)，有8.4億人無法獲得電力，許多發(fā)展中國家正在探索將微型電網(wǎng)作為低碳化能源的關(guān)鍵推動力。小型電網(wǎng)是以太陽能電池板等分布式可再生能源為中心的小型閉環(huán)能源系統(tǒng)。

電池在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的另一個潛在的大規(guī)模用途是支持?jǐn)?shù)據(jù)中心和電信基礎(chǔ)設(shè)施中的備用電源系統(tǒng)，最終支持互聯(lián)網(wǎng)、連接和通信的基礎(chǔ)。由于鋰離子電池能夠在這種環(huán)境下運(yùn)行而無需冷卻，許多運(yùn)營商正在轉(zhuǎn)向使用鋰離子電池。電池技術(shù)在這個行業(yè)中是至關(guān)重要的，它可以提供不間斷的電源，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)免受意外停電的影響，并為整個數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施提供更大的彈性。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)是向可再生能源過渡。它的兩個原則是消除浪費(fèi)和污染，保持產(chǎn)品和材料的使用。將這些原則應(yīng)用于電池，不僅可以確保鋰等寶貴的有限材料在經(jīng)濟(jì)中循環(huán)使用，而且有助于實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)。

作者 Tansy Fall，清研智庫李梓涵編譯