鉛碳電池憑借安全性優(yōu)勢，有望打開人口密集地區(qū)或工業(yè)園區(qū)周邊的工商業(yè)儲(chǔ)能市場。

日前，總投資2.24億元、占地11畝的江蘇長強(qiáng)鋼鐵公司用戶側(cè)儲(chǔ)能電站順利并網(wǎng)投運(yùn)。該電站是國內(nèi)用戶側(cè)單體最大的鉛碳電池儲(chǔ)能項(xiàng)目，投運(yùn)后年放電量約為5720萬度，每年可為用戶節(jié)約近471萬元的用電成本。

由于傳統(tǒng)的鉛酸電池存在使用循環(huán)壽命短、能量密度低等缺點(diǎn)，目前國內(nèi)的新型儲(chǔ)能主要以鋰離子電池為主，但自去年下半年以來，鉛碳電池儲(chǔ)能項(xiàng)目中標(biāo)、投運(yùn)、擴(kuò)產(chǎn)等利好消息不斷，是否在技術(shù)方面取得了新進(jìn)展？市場前景如何？

鉛酸電池的“升級版”

據(jù)了解，鉛碳電池是一種電容型鉛酸電池，它在傳統(tǒng)鉛酸電池負(fù)極中加入了活性碳，使其兼具超級電容器與鉛酸電池的優(yōu)點(diǎn)，可以將其簡單理解為鉛酸電池的升級版。市場上也存在“鉛碳電池”和“鉛炭電池”兩種表述，業(yè)內(nèi)人士指出，不同企業(yè)理解不同，但本質(zhì)上兩者是一種電池技術(shù)。

鉛碳儲(chǔ)能電池此前多用于備用電源，2021年，受通信儲(chǔ)能鋰電化影響，發(fā)展勢頭有所下降。數(shù)據(jù)顯示，目前在全國新型儲(chǔ)能裝機(jī)中，鋰離子電池憑借能量密度高、技術(shù)成熟的優(yōu)勢占比超過80%，鉛酸(碳)電池還較為小眾。

太湖能谷是國內(nèi)較早從事鉛碳電池研發(fā)布局的企業(yè)之一。該公司通過在負(fù)極添加改性碳材料，使鉛碳電池在儲(chǔ)能應(yīng)用場景部分荷電態(tài)（PSoC）循環(huán)條件下的性能得到顯著改善，這為其在儲(chǔ)能領(lǐng)域規(guī)?；茝V創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

近兩年，國內(nèi)鉛碳電池發(fā)展明顯加快。2022年5月，國家電投旗下吉電能谷在吉林白城投資的年產(chǎn)20吉瓦鉛炭電池產(chǎn)線開工建設(shè)；同年9月，昆工科技發(fā)布公告，將在云南曲靖投資建設(shè)年產(chǎn)10吉瓦的鉛炭電池項(xiàng)目。

國內(nèi)儲(chǔ)能市場各類型項(xiàng)目招投標(biāo)中，鉛碳電池身影也頻頻出現(xiàn)。今年3月，國家電投煤山用戶側(cè)共享儲(chǔ)能項(xiàng)目Ⅰ期工程EPC總承包公開招標(biāo)，建設(shè)規(guī)模達(dá)5.04MW/48.66MWh，為鉛碳電池儲(chǔ)能電站；6月，吉洋綠儲(chǔ)200MW/400MWh共享儲(chǔ)能電站項(xiàng)目和中衛(wèi)市塞上江南200MW/400MWh共享儲(chǔ)能示范項(xiàng)目發(fā)布了中標(biāo)候選人公示，兩個(gè)項(xiàng)目均采用鉛碳電池技術(shù)路線。

“單體裝機(jī)規(guī)模百兆瓦級的鉛碳電池儲(chǔ)能電站已不罕見，最大項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模已超過1吉瓦。”太湖能谷副總裁周群在接受《中國能源報(bào)》記者采訪時(shí)指出，目前，鉛碳電池儲(chǔ)能裝機(jī)容量占全部電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)的10%左右，且未來這一占比還將有相當(dāng)程度的提升。

成本和安全優(yōu)勢突出

鉛碳電池憑什么得到市場青睞？

據(jù)周群介紹，目前，國內(nèi)從事鉛碳電池研究開發(fā)與生產(chǎn)的企業(yè)主要有南都電源、天能電池、圣陽電源、超威集團(tuán)、雙登集團(tuán)、昆工科技等，鉛碳電池已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化階段，應(yīng)用領(lǐng)域主要包括儲(chǔ)能、UPS電源、電動(dòng)車、電動(dòng)自行車、船舶啟動(dòng)電池等。

相比傳統(tǒng)鉛酸電池，鉛碳電池具有更高的能量密度、更長的壽命、更穩(wěn)定的性能、更低的成本和更好的環(huán)保性能等優(yōu)點(diǎn)。而相較新型儲(chǔ)能領(lǐng)域主流的鋰離子電池，安全是鉛碳電池最大的賣點(diǎn)。鉛碳電池由于自身結(jié)構(gòu)及反應(yīng)機(jī)理，主要使用稀硫酸水溶液作為電解液，不會(huì)發(fā)生熱失控、自燃爆炸情況。

與此同時(shí)，成本也是鉛碳電池的一大優(yōu)勢。鉛、碳資源在自然界較為豐富，原材料成本較低。鉛碳電池儲(chǔ)能建造成本在0.35元/Wh-1元/Wh左右，相較于鋰離子電池0.8元/Wh-2元/Wh的成本，具有一定經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。此外，鉛碳儲(chǔ)能全生命周期環(huán)境負(fù)荷低，電池正負(fù)極材料及電解液均可回收，且回收工藝簡單、技術(shù)成熟，回收率高達(dá)99%。

昆工科技在接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)指出，鉛碳電池容量大，需要的芯片少，這也意味著成本低，節(jié)約了儲(chǔ)能電站的建設(shè)成本和運(yùn)維費(fèi)用。

“鉛碳電池的主要缺點(diǎn)是循環(huán)壽命較短和能量密度較低。由于鉛碳電池本身的低成本，可在儲(chǔ)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性測算中彌補(bǔ)循環(huán)壽命較低的弱點(diǎn)。因其優(yōu)越的安全性，鉛碳電池在儲(chǔ)能應(yīng)用中，可密集堆疊，這也完全彌補(bǔ)了能量密度的弱點(diǎn)?！敝苋悍Q。

市場前景好看

當(dāng)前，儲(chǔ)能行業(yè)多種技術(shù)路線并存。國家《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》明確，開展包括鉛炭電池、鈉離子電池、新型鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣、氫（氨）儲(chǔ)能、熱（冷）儲(chǔ)能等關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備和集成優(yōu)化設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用落地，支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能高質(zhì)量規(guī)?；l(fā)展。

開源證券發(fā)布研究報(bào)告認(rèn)為，在峰谷電價(jià)逐步拉大的背景下，鉛炭電池憑借安全性優(yōu)勢，有望打開人口密集地區(qū)或工業(yè)園區(qū)周邊的工商業(yè)儲(chǔ)能市場，后續(xù)隨著工商業(yè)儲(chǔ)能市場放量，鉛炭電池滲透率有望提升。

“在儲(chǔ)能領(lǐng)域，鉛碳電池更適用于大規(guī)模和長時(shí)儲(chǔ)能，以及有儲(chǔ)能和應(yīng)急備電雙重要求的應(yīng)用場景。在其他儲(chǔ)能應(yīng)用場景中，鉛碳電池方案也具有不俗的競爭力。因安全規(guī)范的要求，鉛碳電池儲(chǔ)能在地下空間、人員密集區(qū)、?；瘓鏊约皩Π踩砸髽O高的數(shù)據(jù)中心的儲(chǔ)能應(yīng)用中有著難以替代的地位。”周群認(rèn)為，鉛碳電池儲(chǔ)能是長時(shí)大儲(chǔ)的理想方案，完全可以成為抽水蓄能的強(qiáng)有力補(bǔ)充，解決抽水蓄能建設(shè)周期長、“遠(yuǎn)水不解近渴”的困擾。在可預(yù)見的未來，隨著鉛碳電池性能和管理技術(shù)的提升，以及社會(huì)對鉛碳電池技術(shù)認(rèn)識的深入，鉛碳電池儲(chǔ)能將獲得巨大發(fā)展機(jī)會(huì)。整體來看，鉛碳電池與鋰離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域互為補(bǔ)充。