铅碳电池进军储能领域

  日前，总投资2.24亿元、占地11亩的江苏长强钢铁公司用户侧储能电站顺利并网投运。该电站是国内用户侧单体最大的铅碳电池储能项目，投运后年放电量约为5720万度，每年可为用户节约近471万元的用电成本。

  由于传统的铅酸电池存在使用循环寿命短、能量密度低等缺点，目前国内的新型储能主要以锂离子电池为主，但自去年下半年以来，铅碳电池储能项目中标、投运、扩产等利好消息不断，是否在技术方面取得了新进展？市场前景如何？

  据了解，铅碳电池是一种电容型铅酸电池，它在传统铅酸电池负极中加入了活性碳，使其兼具超级电容器与铅酸电池的优点，可以将其简单理解为铅酸电池的升级版。市场上也存在“铅碳电池”和“铅炭电池”两种表述，业内人士指出，不同企业理解不同，但本质上两者是一种电池技术。

  铅碳储能电池此前多用于备用电源，2021年，受通信储能锂电化影响，发展势头有所下降。数据显示，目前在全国新型储能装机中，锂离子电池凭借能量密度高、技术成熟的优势占比超过80%，铅酸(碳)电池还较为小众。

  太湖能谷是国内较早从事铅碳电池研发布局的企业之一。该公司通过在负极添加改性碳材料，使铅碳电池在储能应用场景部分荷电态（PSoC）循环条件下的性能得到显著改善，这为其在储能领域规模化推广创造了机会。

  近两年，国内铅碳电池发展明显加快。2022年5月，国家电投旗下吉电能谷在吉林白城投资的年产20吉瓦铅炭电池产线开工建设；同年9月，昆工科技发布公告，将在云南曲靖投资建设年产10吉瓦的铅炭电池项目。

  国内储能市场各类型项目招投标中，铅碳电池身影也频频出现。今年3月，国家电投煤山用户侧共享储能项目Ⅰ期工程EPC总承包公开招标，建设规模达5.04MW/48.66MWh，为铅碳电池储能电站；6月，吉洋绿储200MW/400MWh共享储能电站项目和中卫市塞上江南200MW/400MWh共享储能示范项目发布了中标候选人公示，两个项目均采用铅碳电池技术路线。

  “单体装机规模百兆瓦级的铅碳电池储能电站已不罕见，最大项目装机规模已超过1吉瓦。”太湖能谷副总裁周群在接受《中国能源报》记者采访时指出，目前，铅碳电池储能装机容量占全部电化学储能装机的10%左右，且未来这一占比还将有相当程度的提升。

  铅碳电池凭什么得到市场青睐？

  据周群介绍，目前，国内从事铅碳电池研究开发与生产的企业主要有南都电源、天能电池、圣阳电源、超威集团、双登集团、昆工科技等，铅碳电池已经进入商业化阶段，应用领域主要包括储能、UPS电源、电动车、电动自行车、船舶启动电池等。

  相比传统铅酸电池，铅碳电池具有更高的能量密度、更长的寿命、更稳定的性能、更低的成本和更好的环保性能等优点。而相较新型储能领域主流的锂离子电池，安全是铅碳电池最大的卖点。铅碳电池由于自身结构及反应机理，主要使用稀硫酸水溶液作为电解液，不会发生热失控、自燃爆炸情况。

  与此同时，成本也是铅碳电池的一大优势。铅、碳资源在自然界较为丰富，原材料成本较低。铅碳电池储能建造成本在0.35元/Wh-1元/Wh左右，相较于锂离子电池0.8元/Wh-2元/Wh的成本，具有一定经济优势。此外，铅碳储能全生命周期环境负荷低，电池正负极材料及电解液均可回收，且回收工艺简单、技术成熟，回收率高达99%。

  昆工科技在接受机构调研时指出，铅碳电池容量大，需要的芯片少，这也意味着成本低，节约了储能电站的建设成本和运维费用。

  “铅碳电池的主要缺点是循环寿命较短和能量密度较低。由于铅碳电池本身的低成本，可在储能项目经济性测算中弥补循环寿命较低的弱点。因其优越的安全性，铅碳电池在储能应用中，可密集堆叠，这也完全弥补了能量密度的弱点。”周群称。

  当前，储能行业多种技术路线并存。国家《“十四五”新型储能发展实施方案》明确，开展包括铅炭电池、钠离子电池、新型锂离子电池、液流电池、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等关键核心技术、装备和集成优化设计研究与应用落地，支撑构建新型电力系统，加快推动新型储能高质量规模化发展。

  开源证券发布研究报告认为，在峰谷电价逐步拉大的背景下，铅炭电池凭借安全性优势，有望打开人口密集地区或工业园区周边的工商业储能市场，后续随着工商业储能市场放量，铅炭电池渗透率有望提升。

  “在储能领域，铅碳电池更适用于大规模和长时储能，以及有储能和应急备电双重要求的应用场景。在其他储能应用场景中，铅碳电池方案也具有不俗的竞争力。因安全规范的要求，铅碳电池储能在地下空间、人员密集区、危化场所以及对安全性要求极高的数据中心的储能应用中有着难以替代的地位。”周群认为，铅碳电池储能是长时大储的理想方案，完全可以成为抽水蓄能的强有力补充，解决抽水蓄能建设周期长、“远水不解近渴”的困扰。在可预见的未来，随着铅碳电池性能和管理技术的提升，以及社会对铅碳电池技术认识的深入，铅碳电池储能将获得巨大发展机会。整体来看，铅碳电池与锂离子电池在储能领域互为补充。