交能融合的关键：长时储能电池与资源循环利用

推进交通与能源的融合需重视资源的循环利用，将沥青、轮胎废料转化为电池材料已实现落地应用。

5月1日，湖南省永州市道县，零道高速道县段施工现场。交通与能源融合意味着路、车、网协同，需要重视提升资源循环利用水平。

交通与能源都是支撑国民经济发展的重要基础产业，同时也是碳排放重点领域。

2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，要求重点实施“碳达峰十大行动”，包括能源绿色低碳转型行动、交通运输绿色低碳行动、循环经济助力降碳行动、绿色低碳科技创新行动等。2025年4月，交通运输部等十部门联合发布《关于推动交通运输与能源融合发展的指导意见》，提出到2035年，推动交通运输和新型能源体系全面融合互动，交通运输行业电能占行业终端用能比例保持高位，依托交通基础设施开发的绿色电力以就地就近消纳利用为主。

交能融合是实现碳达峰碳中和的关键路径，更是推动交通强国和新型能源体系建设的重要抓手。电池是交能融合场景落地的关键，也是提升交能融合资源循环利用率的一个突破点。

长时储能电池需求攀升

2025年9月12日，国家发展改革委、国家能源局印发《新型储能规模化建设专项行动方案（2025—2027年）》。方案指出，2027年全国新型储能装机规模超过1.8亿千瓦，带动项目直接投资约2500亿元。

可再生能源比例提升，其发电的随机性、波动性、季节性不均衡等问题驱动长时储能的需求攀升。在高速公路服务区、隧道口、充电站等交通场景中，需要长时储能有效匹配光伏发电与电动汽车充电负荷。

液流电池凭借高安全性、长寿命等优势成为长时储能的主要技术路线之一。液流电池技术是一种活性物质存在于液态电解质中的电池技术，电解液在电堆外部，在循环泵的推动下流经电堆，实现化学能与电能的转换。液流电池主要有全钒液流电池、锌溴液流电池、锌铁液流电池、铁铬液流电池、铁硫液流电池和水系有机液流电池等技术路线。目前全钒液流电池产业链建设和技术成熟度相对较高。

依托“产学研用”融合创新体系，长沙理工大学与北京德泰储能合作，成功转化多项全钒液流电池核心专利技术，覆盖关键材料、电堆结构等产业核心环节，目前已建成煤矿用1.5兆瓦/6兆瓦时“光伏+全钒液流电池”示范电站，连续稳定高效运行400余天。同时，团队研发了首款低成本铁硫液流电池系统，具有超长的循环寿命和较低的电解液成本，已与长沙的湖南创达储能科技有限公司合作完成专利成果转化。

固废资源化，破解电池材料难题

电力系统对低成本、高安全性大规模储能电池需求量急剧增加，但资源和成本正成为阻碍储能电池发展的重要瓶颈。这在短时储能领域表现得更为明显。开发储量丰富、来源广泛的储能材料和探索废旧材料高价值资源化循环使用路径，均是可选之策。

《2030年前碳达峰行动方案》第六部分“循环经济助力降碳行动”指出，抓住资源利用这个源头，大力发展循环经济，全面提高资源利用效率，充分发挥减少资源消耗和降碳的协同作用。其中，第二条要求“加强大宗固废综合利用，推动建筑垃圾资源化利用，推广废弃路面材料原地再生利用”。

将废旧沥青、废旧轮胎等固废材料转化为电池材料，是当前固废资源化与新能源材料交叉领域的研究热点。

从“大基建”向“大养护”过渡，我国高速公路和普通公路每年养护维修产生约1.6亿—2亿吨废旧沥青混合料，这会产生严重的资源浪费与生态环境破坏。目前在工程实践中，常通过向新沥青混合料中添加少量的废旧沥青的方式实现再利用。这种方法不仅再生效果差，而且无法解决日益增长的废料问题。我国也尝试利用油石分离技术对旧料进行资源化处理，但存在油石分离不完全、小粒径石料提取分离难度大等主要技术难题。

理论上，废旧沥青可以转化为高价值的硬碳，可用作钠离子电池、锂离子电池的负极材料。基于此，团队开发了新型技术配方和油石分离设备，实现了沥青从石子表面接近100%的脱离，同时研制出第一种低成本、高性能的废旧沥青基电池材料，这在国际上尚属首次。废旧沥青基电极材料应用于钠离子电池中，表现出较高的容量、高的首效以及优越的倍率性能。这样一来，不仅石料能循环利用，废旧沥青还能成为锂离子电池、钠离子电池负极材料的廉价优质碳源。

上述技术突破了传统交通领域废旧沥青混合料回收利用的瓶颈，为废旧交通材料循环利用、构建绿色交通提供了新途径，预计在高速公路领域具有广阔应用前景。2023年，我们团队将废旧沥青混合料中石料和沥青的高效分离、沥青回收及资源化利用等相关技术和专利，以1400万元授权许可给浙江八咏新型材料科技有限责任公司。双方随即启动产业化进程，目前已完成年处理10万吨废料油石分离设备中试，实现了废旧沥青混合料中沥青与石料的完全分离。同时建成电池负极材料产线，完成多家下游客户产品测试，实现小批量销售。浙江八咏已在罗洋港厂区开建油石分离产线和电池负极材料产线，预计2026年底投产，届时将会实现经济效益和社会效益的显著提升。

废旧轮胎同样是交能融合领域需要考虑再利用的固废。全世界每年报废的轮胎数量巨大。我国废旧轮胎年产生量超过3亿条，重达1000万吨，年产生量还在以6%～8%的速度增长，若利用不善，将造成大量石油基化工资源的浪费。废旧轮胎经无氧热裂解可得到裂解油、钢丝、可燃气及炭黑。这种炭黑经活化、掺杂等改性处理后，可作为锂离子或钠离子电池负极材料。

全产业链联动，打造万亿市场

科技成果只有解决实际问题，才能真正转化为生产力。

交能融合意味着路、车、网协同，需要用全产业链协同发展的理念来培育这一万亿级市场。湖南新能源汽车产业链完备，拥有长沙比亚迪、北汽株洲、中车电动等多家整车生产企业，可以进一步强化整车、电机电控、动力电池和电池材料全产业链。

材料循环链的完善尤为关键。电池材料回收技术可实现材料循环使用，解决原材料受资源限制的“卡脖子”难题。这一技术发展迫在眉睫。交通领域大宗固废及新能源领域固废制备高价值电池材料的新技术，如利用道路废旧沥青、废旧轮胎、废旧风机叶片、废旧太阳能板等制备电池材料的新技术，可以变废为宝，推动废料变身电池材料新矿源。

这个万亿级市场的培育，需要持续引入新技术，而新技术从实验室走向市场是一个系统性工程，需跨越从“最初一公里”到“最后一公里”的多重障碍。

湖南拥有多所高校及科研院所，可提供智力和研发支持。政府层面可推进高校科研供给端与市场产业需求端深度对接，系统推进“大院、大所、大企及重点高校”合作，围绕交能融合领域深度融合人才链、教育链、产业链、创新链，联动开展科技研发、项目合作、人才引育与服务，聚力打造交能融合产业高地。

（作者系长沙理工大学能源与动力工程学院副院长。编辑：张琴琴）