賦予電動車電池「第二生命」：通用汽車與Redwood Materials 如何引領永續循環經濟的綠色浪潮

2025/07/31 更新2025/07/21 發佈閱讀 13 分鐘

電動車（EV）的普及正以驚人的速度重塑全球交通面貌，成為減少碳排放和擺脫化石燃料依賴的關鍵。預計到2030年，全球將有高達1.45億輛電動車行駛於路上，然而，這股綠色浪潮背後，卻隱藏著對電動車電池生命週期管理的嚴峻挑戰。作為電動車的核心，鋰離子電池在達到其主要使用壽命後，如何進行永續且環保的處理，已成為全球產業必須正視的關鍵議題。

電動車電池的「第二生命」：環保再利用的綠色契機

當電動車電池完成在車輛中的使命，即使其容量衰減至原始的60%至80%，已不適合車輛對高續航力或動力輸出的嚴苛要求，它們仍非「廢物」。這正是「第二生命」概念的誕生契機。它指的是對這些退役電池進行評估、測試和重組，讓它們在其他對能量密度和充放電頻率要求較低的應用中繼續發揮價值。

這項創新不僅能有效減少廢棄物，降低電池生產的環境影響，更是實現全球可持續發展和減少碳足跡的關鍵一環。過去，退役電池可能被視為廢棄物，帶來有毒物質洩漏、火災隱患等潛在環境風險。然而，「第二生命」理念的出現，將這些電池從「廢棄物」轉變為「新資源」，這正是循環經濟的核心精髓。它要求企業從傳統的「製造-使用-丟棄」線性模式，轉向「製造-使用-再利用-回收」的循環模式，最大化資源的利用效率。

這些退役電池可以廣泛應用於：

固定式儲能系統：這是電動車電池最有前景的第二生命應用之一。這些系統能夠儲存來自太陽能和風能等可再生能源的過剩電力，有效解決這些清潔能源固有的間歇性問題，確保能源供應的穩定性。例如，Enel Group已在西班牙建立了一個利用日產Leaf退役電池的儲能設施，而Stellantis也與Enel合作，在羅馬菲烏米奇諾機場利用退役電池儲存太陽能，為機場運營供電。
電網穩定與調峰：再利用的電動車電池可在電網穩定中發揮關鍵作用。透過在非高峰時段儲存能量，並在高峰需求期間釋放，這些電池有助於平衡電網的供需，減少對傳統發電廠的壓力，並最大限度地降低停電風險，提升電網的韌性。中國國家電網公司已提出將退役電池整合利用，為電網提供調峰調頻和輔助服務。
商業與住宅備用電源：第二生命電動車電池可作為家庭和企業的可靠備用電源。這一應用在容易發生停電的地區或主電網接入有限的偏遠地區尤其具有價值。在英國，能源公司Powervault與法國汽車製造商雷諾合作，將退役電池用於家庭儲能系統。
電動車充電站：值得注意的是，二次生命電池也能夠支持它們所來自的行業。這些電池可用於儲存電動車充電站的能量，幫助管理高峰負荷，並在高需求期間減少對當地電網的壓力，提升充電效率。充電站營運商（CPOs）和汽車製造商可以利用第二生命電池來降低能源成本，並提高投資回報率。
資料中心與通訊基地台供電：為能源需求快速增長的資料中心（預計2028年將消耗美國12%的電力）和5G通訊基站提供穩定且更環保的備用電源。
移動式/臨時電源：例如Zenobē公司的「Powerskids」，作為柴油發電機的清潔替代品，為節日、電影拍攝和建築工地提供臨時電力，顯著減少噪音和空氣污染。

電動車電池第二生命的主要應用場景及其效益

環境永續的雙贏策略：第二生命電池的綠色貢獻與挑戰

電動車電池的「第二生命」策略為環境永續發展帶來多重顯著效益：

巨幅減少廢棄物：透過給予電池第二次生命，可顯著減少最終進入垃圾掩埋場的廢棄物數量。若電池直接丟棄，不僅佔用大量土地，更可能導致有毒物質洩漏，污染土壤和地下水，甚至引發難以撲滅的垃圾掩埋場火災，對生態系統造成長期且難以逆轉的破壞。
降低新礦物開採需求：延長電池壽命意味著推遲對新電池生產的需求，從而直接減少對鋰、鈷、鎳等關鍵礦物的開採。這些礦物的開採過程通常伴隨著高昂的環境成本，例如大量的淡水消耗和有毒物質的釋放。舉例來說，生產一噸鋰大約需要消耗200萬噸水，這對水資源稀缺地區造成巨大壓力，加劇全球水資源危機。透過第二生命應用，可以有效緩解這種環境壓力。
顯著減少製造碳足跡：電池生產階段是電動車全生命週期中碳排放量最顯著的環節。透過再利用退役電池，可以避免新電池製造過程中產生的碳排放，從而顯著降低電動車的整體碳足跡。研究顯示，回收鋰離子電池相比開採新金屬，可減少58%至81%的溫室氣體排放，72%至88%的水資源消耗，以及77%至89%的能源消耗，效益驚人。

強力支持再生能源整合：第二生命電池作為一種成本效益高的儲能方案，能夠儲存太陽能和風能等間歇性可再生能源的過剩電力。這有助於穩定電網，減少對化石燃料發電的依賴，從而加速全球能源結構向清潔能源的轉型，進一步推動全球去碳化目標。
替代有毒鉛酸電池：鋰離子第二生命電池可以取代目前廣泛使用的有毒鉛酸電池。特別是在非洲等缺乏安全回收設施的地區，鉛酸電池在溫暖氣候下壽命短，且易導致嚴重的鉛污染。相比之下，鋰離子電池毒性更低、壽命更長，為這些地區提供了更清潔、更安全的儲能替代方案，改善當地居民的健康和環境品質。

然而，儘管第二生命電池具有顯著的環境效益，但也存在一些挑戰和權衡：電池生產的初始碳排放與採礦對環境的影響仍然存在；鋰離子電池回收效率目前僅約5%，仍有待提升；退役電池在儲存和處理過程中存在熱失控風險，可能導致火災並釋放有毒氣體，對環境和人體健康構成威脅。因此，要真正實現其環境效益最大化，需要產業鏈的共同努力來克服這些挑戰。

循環經濟的典範：通用汽車與Redwood Materials 的戰略合作

在推動電池循環經濟的進程中，通用汽車（GM）與Redwood Materials的合作樹立了一個引人注目的典範。這份不具約束力的備忘錄已於2025年7月17日在底特律簽署。由特斯拉聯合創辦人JB Straubel創立的Redwood Materials，已成為電池回收與再利用領域的領軍企業。他們的目標是利用GM在美國工廠生產的新型動力電池和退役電動車電池組，來加速儲能系統的部署，並透過回收再利用技術來延長電池的生命週期，從而降低儲能系統的成本。具體的項目規模、投資金額和落地時間表預計將在2025年晚些時候公布。

Redwood Materials, Inc. 是一家美國公司，總部位於內華達州卡森市。該公司的目標是回收鋰離子電池並生產用於電動車和電力儲存系統的電池材料

這種深度合作的目標是實現電池材料的**「閉環」循環**：從退役電池中回收關鍵礦物，並將這些材料重新用於製造新的電池，或者將電池模組直接用於第二生命應用。這不僅為大量退役電池提供了明確且環保的去向，也確保了稀有礦物的可持續供應，顯著降低了對新礦物開採的依賴，從源頭上減少了對地球資源的損耗。

Redwood Materials在內華達州雷諾附近的微電網專案，是其技術實力和循環經濟理念的集中體現。該專案結合太陽能板和數百個回收的電動車電池，為一個包含2,000顆GPU的資料中心供電，不僅展示了第二生命電池在解決高能耗問題上的巨大潛力，其成本僅為全新鋰離子系統的一半，而性能卻能與之媲美。這項成功案例證明，將退役電池從「廢棄物」轉化為「能源資產」是完全可行的，並且能夠提供經濟高效的綠色解決方案。

經濟潛力與市場展望：挑戰與機遇並存

全球第二生命電池市場正呈現爆炸性增長。預計其市場規模將從2024年的12億美元增長到2030年的47億美元，複合年增長率（CAGR）高達25.5%。這種增長趨勢為車廠帶來新收入，降低電動車隊的總擁有成本，並提供具成本效益的儲能方案，將原本的廢棄物處理成本轉化為電池的殘餘價值，形成一個良性循環，進一步促進能源轉型和去碳化進程。

然而，市場也面臨多重挑戰：新電池價格的持續下降帶來競爭；缺乏標準化的電池健康評估與認證方法；高昂的物流成本；以及尚未完善的監管框架。此外，電池所有者對其殘值的期望與第二生命公司願支付的價格之間存在巨大落差，也嚴重阻礙了市場的健康發展。

值得注意的是，不同電池化學成分會影響其「終極歸宿」。例如，熱穩定性較好、成本較低的磷酸鐵鋰（LFP）電池，由於其回收經濟性相對較差，預計將在第二生命市場中佔據獨特的戰略優勢，成為未來第二生命應用的主流。這也凸顯了在推動電池循環經濟時，需考量不同電池技術的特性，制定更精準的發展策略。

未來之路：政策、技術與協作

要充分釋放電動車電池「第二生命」的巨大潛力，並克服當前市場面臨的挑戰，需要多方面的協同努力。

首先，標準化測試與認證至關重要。建立一套統一的測試方法和協議，準確評估退役電池的健康狀況和剩餘容量，能夠降低交易的複雜性，減少買賣雙方的風險，加速市場的成熟。這將為電池的流轉和再利用建立信任機制，為其大規模應用奠定基礎。

其次，政策支持與產業協作是推動市場發展的雙重引擎。政府政策可以透過提供激勵措施、明確法規，積極支持第二生命電池市場的發展，例如推動綠色採購、提供稅務減免等。同時，產業鏈上下游的深度協作，包括汽車製造商、電池回收商、儲能系統集成商等，對於建立高效的循環系統至關重要。只有透過跨領域、跨企業的協同努力，才能形成一個完整的生態系統，讓退役電池能夠順暢地從車輛中流出，再進入第二生命應用。

最後，技術進步對第二生命電池的影響將是深遠的。技術創新，如AI驅動的診斷和管理系統，能夠優化第二生命電池的性能，透過繞過弱點電池單元，提高整體可用容量，並顯著降低成本。此外，建立一個標準化、透明的電池健康數據共享機制，將極大地提升市場效率、降低評估成本、增強買家信心，是推動第二生命電池市場規模化發展的隱性但關鍵的基礎基礎設施。這意味著汽車製造商需要更透明地提供電池碳足跡數據，有助於整個供應鏈的去碳化。

結論：邁向更綠色、更智慧的能源未來

電動車電池的「第二生命」不僅是一種處理廢棄物的環保策略，更是實現循環經濟、減少資源消耗和降低碳足跡的關鍵路徑。它為可再生能源儲存、電網穩定、商業與住宅備用電源等多元應用提供了具成本效益的解決方案，從而加速了全球能源轉型的步伐，推動全球邁向更綠色的未來。

通用汽車與Redwood Materials的合作，特別是Redwood在內華達州利用退役電池為資料中心供電的微電網項目，是產業協同和技術創新的典範。這類合作證明了電池閉環生命週期的可行性與巨大價值，為其他企業和行業提供了寶貴的借鑒經驗。

展望未來，電動車的普及將持續加速，退役電池的數量也將不斷增長，為第二生命市場提供堅實的資源基礎。最終目標是超越單個產品的生命週期，實現關鍵材料的永續循環利用。電池的第一生命是車用，第二生命是儲能等應用。當第二生命也結束時，電池最終需要被回收，提取其中的關鍵礦物。這些回收的材料將再次用於製造新電池，從而形成一個完整的閉環，「製造-使用-再利用-回收」的循環模式，不僅是產品的再利用，更是材料的無限循環。第二生命是實現這一目標的關鍵中間環節，它最大化了電池的直接價值，同時也為最終的材料回收爭取了時間，並將為電池回收產業的成熟提供了緩衝。這無疑是實現真正意義上的「循環經濟」願景，為全球帶來深遠的環境效益與永續發展的可能。