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铅炭电池:电化学储能新赛道

发布时间:2022-07-17 09:44:52 来源:ROR体育官网app下载 作者:ror体育





  当前,锂离子电池在电化学储能中占主导地位,但并不意味着它就是市场的“终极选择”。除了铅炭电池,近年来,固态锂离子电池、金属空气电池、新型空气压缩储能等新技术如雨后春笋般不断涌现,以适用于不同应用场景,满足不同的功能需求。

  近日,吉林白城年产20吉瓦铅炭电池产线正式开工,该项目由国家电投下属吉电能谷(白城)储能投资有限公司参与投建。当前,锂离子电池在电化学储能中已占据绝对主导地位,企业另辟蹊径布局铅炭电池有何深意?铅炭电池适用于哪些场景?其市场前景如何?

  何为铅炭电池?铅炭电池可理解为铅酸电池的升级版。作为新型超级电池,铅炭电池将铅蓄电池和超级电容器两者的技术相融合,是一种既有电容特性又有电池特性的双功能储能电池。具有超级电容瞬间大容量充电的优点,还兼备能量优势,可快速充放电。

  近两年,受新冠肺炎疫情等因素影响,锂电池原材料价格大幅上涨。在储能产业快速发展的当下,供应链风险问题突出,相关企业在积极寻找备选方案。

  事实上,铅炭电池并非新事物,与锂离子电池和液流电池同为新能源储能电池的三大发展方向。“兆瓦级锂离子电池储能系统价格约1.7元/瓦时,铅炭电池储能系统价格约为1.2元/瓦时,考虑到残值,有10%的锂离子电池储能系统可实现回收,铅炭储能有30%左右。”天能控股集团董事长张天任指出,预计未来几年,锂离子电池价格还将维持高位,而铅炭电池材料价格较为稳定,具备有一定经济优势。

  安全性也是铅炭电池的一大卖点。近年来,锂离子电池储能电站燃烧爆炸的事故时有发生,核定原因多为电池“热失控”。“这是由电池特性所决定。铅炭电池无易燃物,能量密度相对较低,温升过程时间较长,易被BMS(电池管理系统)监控管理,加上无机电解液、阻燃ABS(热塑性工程塑料)电池壳,不会出现燃烧问题。” 张天任称。

  2020年5月,天能集团完成了国家电网雉城12兆瓦/24兆瓦时铅炭储能项目,这是我国首座铅碳电池电网侧储能电站。项目配有20160个铅炭蓄电池,总容量相当于40多万个10000毫安时的普通家用充电宝的电量。

  前些年,铅炭电池在储能领域已有多个项目案例,比如,浙江舟山东福山岛风光柴储能电站、新疆吐鲁番新能源城市微电网示范工程、南方电网光储一体化柴储能电站等。中关村000931)新型电池技术创新联盟秘书长于清教指出,作为铅蓄电池升级而来的电容型电池技术,铅炭电池应用领域与铅酸电池高度重合,可作为动力电池、启停电池、储能电池、备用电池和特种动力电池广泛使用。国内外铅酸电池头部企业均进行了相关产品的研发布局。经过多年探索,我国铅炭电池技术已取得长足进步。

  业内人士介绍,我国铅资源储量丰富,位居世界第二,不存在资源“卡脖子”问题。铅炭电池性能远优于传统的铅酸蓄电池,同时又具有与其相近的低廉价格以及成熟的工业制造基础,适用于大规模储能领域。但铅炭电池负极活性碳材料研发类型众多,如何进一步提升性能与做好成本控制上还需进一步平衡。

  《2022储能产业应用研究报告》统计数据显示,2021年,我国锂离子电池储能装机规模4658.9兆瓦/8254.2兆瓦时,功率规模占比91.0%;铅蓄电池(包含铅炭电池)储能装机规模279.5兆瓦/1632.2兆瓦时,功率规模占比5.5%。2021年,我国新增电化学储能项目131个,其中120个项目为锂离子电池储能电站。铅炭电池市场规模还相对较小。

  当前锂离子电池在电化学储能中占主导地位,但并不意味着它就是市场的“终极选择”。除了铅炭电池,近年来,固态锂离子电池、金属空气电池、新型空气压缩储能等新技术如雨后春笋般不断涌现,以适用于不同应用场景,满足不同功能需求。

  国家发改委、国家能源局去年印发的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》《“十四五”新型储能发展实施方案》等文件均明确坚持储能技术路线的多元化发展,开展钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池、压缩空气储能等关键核心技术、装备和集成优化设计研究。

  “储能政策层面,我国鼓励不同技术路线‘百花齐放’,铅炭电池与其他技术路线是互补关系。” 于清教指出,铅炭电池相对安全、单位能量成本和系统成本低、原材料循环性好、温度适应性好,但同时在度电成本、能效方面不具备优势。随着技术的升级和成本的下降,铅炭电池在储能应用市场将占据一席之地。

  张天任介绍,公司正在进一步攻关,提高掺碳技术,保障铅炭电池的循环性能。在他看来,电化学储能市场是以投资收益率来衡量产品优劣,哪种储能电池更适合市场也要根据用户需求而定。在现阶段锂离子电池储能成本出现反弹的情况下,预计铅炭电池储能建设容量会比往年有所增长。

  业内人士认为,铅炭电池初始投资成本较低,适用于场地宽裕、成本要求高的领域;而锂离子电池能量密度高,更适合于场地空间有限,对成本接受度相对较好的分布式场景。



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