可再生能源行業正以指數級的速度增長。2020年，可再生能源在英國的發電量首次超過化石燃料，根據國際能源署的數據，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，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，而聯合國預計《巴黎協定》2030年目標將超額完成，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型的步伐。

克服可再生能源的障礙

可再生能源轉型面臨許多障礙。經濟障礙包括對不可再生能源的補貼、低油價以及基礎設施發展的成本。社會障礙也限制了進展，包括公眾對改變當地景觀和對既定生活方式的破壞持保留意見。雖然這些障礙持續存在，但國際社會的壓力和對化石燃料負面影響的認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行投資。然而，盡管邁出了這些大步，但一個基本的技術障礙依然存在：儲能。

電池的發展和挑戰

高容量長壽命電池的開發對公用事業和運輸部門尤為重要。鋰離子電池很可能是其成功的關鍵因素，最常見的是用于手機充電器等小規模應用，但越來越多地被開發用于大規模應用。七個歐洲國家已經承諾投入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十億美元用于該技術的生產設施。

然而，隨著這些發展，能源行業也面臨著新的挑戰。據預測，到2035年，全球儲能市場將增長10倍，達到5460億美元，因此，對于電池制造商來說，優先設計廢棄物比以往任何時候都更加重要。在可再生能源轉型的過程中，電池廢料是一個大問題。到2030年，僅電動汽車產生的鋰離子電池廢棄物就可能達到1100萬噸。再加上可再生能源在公共事業上的發展，以及其他電池驅動設備的發展，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濟中流失。由于鋰的短缺可能在2025年就會出現，這可能成為可再生能源回收的主要障礙。

延長電池壽命和回收

為確保電池充分發揮其潛力，不成為廢棄物，需要各行業之間、企業與決策者之間的合作，以及對電池所有權的重新思考。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。要想在實踐中實現再利用，還需要建立有效的轉售市場，或者制造商保留電池的所有權，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。

雖然新的商業模式、跨部門合作和電池設計可以促進電池的再利用和再制造，但也帶來了另一個挑戰：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境中，污染土壤和水至關重要。

谷歌和埃倫-麥克阿瑟基金會2018年進行的一項研究，評估了鉛酸電池和鋰離子電池的循環經濟解決方案，發現回收鋰離子電池存在技術上的困難，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。

扶持政策

要想成功地擴大規模，需要決策者的支持。歐盟委員會已經承認，決策者需要密切關注產業集群和生態系統所面臨的機遇和挑戰，這些集群和生態系統超越了傳統的產業部門，涵蓋了在價值鏈中運作的所有參與者，從中小企業到跨國公司，每個人都帶來了自己的專業知識和創新技能。歐洲電池聯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者。在實施循環經濟方法時，可以利用這種聯盟來幫助指導工作和資助大型項目，幫助消除創新障礙，提高關鍵領域的政策一致性。

歐盟委員會通過 “循環經濟創新交易”，為企業提供了一個機會，讓企業提出建議，以完善電動汽車電池大規模使用和再利用的立法框架，發展車到網服務，以及電動汽車電池的二次壽命應用。

電池的循環經濟潛力

如果能夠克服技術障礙，并制定支持性法規，建立電池的循環經濟將對全世界，特別是新興市場產生巨大影響。在全球范圍內，有8.4億人無法獲得電力，許多發展中國家正在探索將微型電網作為低碳化能源的關鍵推動力。小型電網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能源系統。

電池在循環經濟中的另一個潛在的大規模用途是支持數據中心和電信基礎設施中的備用電源系統，最終支持互聯網、連接和通信的基礎。由于鋰離子電池能夠在這種環境下運行而無需冷卻，許多運營商正在轉向使用鋰離子電池。電池技術在這個行業中是至關重要的，它可以提供不間斷的電源，保護網絡免受意外停電的影響，并為整個數字基礎設施提供更大的彈性。

循環經濟的基礎是向可再生能源過渡。它的兩個原則是消除浪費和污染，保持產品和材料的使用。將這些原則應用于電池，不僅可以確保鋰等寶貴的有限材料在經濟中循環使用，而且有助于實現能源轉型，實現凈零排放目標。

作者?Tansy Fall，清研智庫李梓涵編譯