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新型儲能是指除傳統抽水儲能技術之外，以輸出電力為主要形式的的儲能技術項目，通常具有建設周期短、選址相對靈活、調節能力強，與新能源開發更加匹配等優勢。
國家能源局科技司副司長劉亞芳分析指出，新型儲能有物理儲能與化學儲能兩大類別。物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪儲能、重力儲能、相變儲能等；化學儲能主要包括鋰離子電池、釩液流電池、鐵鉻液流電池、鈉離子電池以及氫（氨）儲能等多種技術路線。
2020年，伴隨“十三五”規劃的完成，中國新型儲能技術實現由研發示范向商業化初期的過渡，而在隨后的短短三年間，中國儲能行業進入爆發期。
2023年，中國新增新型儲能項目數量（含規劃、建設中和運行項目）已超2500個，較2022年增長46%。
來自國家能源局的最新數據顯示，截至2023年底，全國已建成投運新型儲能項目累計規模達31.39GW/66.87GWh，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機規模約22.60GW/48.70GWh，較2022年底增長超過260%，近10倍于“十三五”末裝機規模。
當下，種種“瘋狂”行業現狀不由讓人思考：儲能技術到底價值何在？新型儲能技術的發展為何能夠吸引如此多的關注？市場對于新型儲能技術的需求，到底是什么？“鈉電”“鋰電”等熱門技術路線，未來誰主沉浮？
儲能嚴究院將為您逐篇解析，揭開新型儲能技術的面紗，共同探討新型儲能技術的未來趨勢。
本期為儲能戈爾迪之結系列第三篇，聚焦鉛炭儲能。
文 / 馬沙沙 編輯 / 楊倩來源 / 儲能嚴究院頭圖來源 / DALL·E
新型儲能賽道正呈現井噴之勢，百花齊放的技術路線中，鉛炭電池「出鏡率」并不高，卻也擁有著不容忽視的地位。
國家能源局1月25日公布的最新數據顯示，截至2023年底，全國已投運鋰離子電池儲能占比97.4%，鉛炭電池儲能占比0.5%，壓縮空氣儲能占比0.5%，液流電池儲能占比0.4%，其他新型儲能技術占比1.2%。可見，鉛炭電池在鋰離子電池之外的儲能路線中，成為“最佳平替”之一。
早在2023年7月，中國工業和信息化部、國家發改委、商務部印發的《輕工業穩增長工作方案（2023~2024年）》提出：圍繞提高電池能量密度、降低熱失控等方面，加快鉛蓄電池、鋰離子電池、原電池等領域關鍵技術及材料研究應用。大力發展高安全性鋰離子電池、鉛炭電池、鈉離子電池等產品，擴大在新能源汽車、儲能、通信等領域應用。
在該方案中，鉛炭電池地位也僅次于鋰離子電池。
就在2023年11月12日，鉛炭電池儲能公司太湖能谷完成C輪數億元融資，估值達到了40億元，成為鉛炭儲能領域數一數二的獨角獸企業。
2024年，鉛炭電池會成為儲能賽道又一個蓄勢待發的引爆點嗎？
01兩大賣點：安全與低成本
鉛炭電池和鉛酸電池類似，正極材料使用二氧化鉛、電解液使用硫酸溶液，但在負極材料中，鉛炭電池引入了碳材料，比如石墨、活性炭、石墨烯等物質。
碳材料的加入，能夠有效抑制電池負極材料在大電流放電時出現的硫酸鹽化現象，從而提高電池在高倍率部分荷電態性能。因此，相比傳統鉛酸電池，鉛炭電池具有更大的充放電功率、更長的電池循環壽命，即“改良升級版”鉛酸電池。
早在2007年，鉛炭電池就已經在動力領域實現商業化應用了，比如用于通信、兩輪電動車等產品中，以及船舶啟動電池。與此同時，鉛炭電池也很早就有了儲能場景的應用，比如被置于UPS電源中，是一種常見的備用電源。
然而可惜的是，由于能量密度不高，自2021年鋰離子電池興起之后，鉛炭電池既沒有成為動力電池的主流路線，在儲能技術領域也沒有吸引足夠的關注，反而變成了一類小眾技術路線。
轉機發生在2022年，彼時，鋰離子電池儲能電站的安全事故頻發，引起行業反思。國家能源局隨即發布《防止電力生產事故的二十五項重點要求（2022年版）（征求意見稿）》并著重指出：中大型電化學儲能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動力電池。同時，還規定鋰電池儲能電站不能設在人員密集的場所，也不得設置在有人居住或者活動的建筑物內部或者地下空間。
鉛炭電池，則重新登上儲能指導目錄。由此，安全成為了鉛炭電池最大的新賣點。
相比鋰離子電池，鉛炭電池采用無機電解質溶液，無易燃物，不易發生自燃、爆炸，且溫升過程時間較長，不易發生熱失控，且更容易被電池管理系統監控管理，裝置時再加上阻燃的電池殼，安全性可以得到很好的保證，適合裝置在中心城區電網側或者人多的區域。
除此之外，低成本，也是鉛炭電池受到資本青睞的優勢之一。
鉛炭電池的低成本展現在兩個方面。一方面，是鉛、碳等原材料具有較低的成本優勢。據網絡公開信息分析，應用于儲能領域的鉛炭電池建造成本約為0.35元~1元/Wh，而儲能領域鋰離子電池的建造成本約為0.8元~2元/Wh。另一方面，鉛炭電池的正負極材料、電解液均可回收，且回收技術已經非常成熟，回收率可以高達99%，這使得鉛炭電池儲能的全生命周期環境負荷相比鋰離子電池儲能大幅降低。
此外，在儲能電站的建設中，使用鋰離子電池時，必須要使用獨立倉存放，并且鋰離子電池儲能柜之間的間隔不得小于3米。而鉛炭電池對儲能柜間距緊密度的要求較低，可以小于1米，還支持疊層安裝——這樣可以大幅減少安裝空間。可見，鉛炭電池不僅不易自燃，安全性能高，可以安裝在不適合放置鋰離子電池的儲能場景中，比如人口密集場合；在地價較貴、空間受限的儲能場景中，鉛炭電池也展現了顯而易見的空間成本優勢。
得益于此，近年來，已經落地投建的鉛炭電池儲能項目普遍單體裝機規模超過100MW——大容量，也成為了鉛炭電池儲能項目顯著的特征。
長興太湖能谷副總裁周群在接受《中國能源報》采訪時曾指出，“單體裝機規模百兆瓦級的鉛炭電池儲能電站已不罕見，最大項目裝機規模已超過1吉瓦。”
02鉛炭電池的戈爾迪之結
老玩家、新技術——這是中國鉛炭電池市場現狀繞不開的關鍵詞。
相對于競爭激烈的鋰離子電池賽道，鉛炭電池行業的參與者數量較少。工商信息顯示，截至2024年1月24日，經營范圍中包含“鉛炭蓄電池”的在業企業僅有116家。且現有鉛炭電池市場上有大量是來自鉛酸電池行業的“老玩家”——公司普遍成立時間已接近20年，客戶囊括了中國電力、通訊領域的巨頭。
比如雙登集團，早在2009年已研發出具有高循環壽命的鉛炭儲能電池產品。
成立于2003年的天能電池集團股份有限公司在近年來已參與投入運營了20多個鉛炭儲能項目和電站的建設，企業下游客戶覆蓋了國電投、國家電網、中國移動等行業巨擘。
除了“老玩家”，近10年成立的鉛炭儲能新興企業表現也非常亮眼。
成立于2016年的長興太湖能谷科技公司，僅用數年時間便成功建立了電化學儲能實時遠程大數據管理平臺，能夠對電池模組進行全生命周期管理，不僅能將鉛炭電池儲能系統的循環次數從800次提升到1600次以上，還能將鉛炭電池的度電成本最低降到0.25元。
2023年11月12日，該公司完成C輪數億元融資，估值達到了40億元，領投機構為中金資本， 國家電投、德合基金跟投。該公司還曾于2020年6月掛牌浙江科創助力板。
目前，由長興太湖能谷研發的“智能鉛炭儲能系統”已廣泛應用于珠三角、華中地區的新能源基地。浙江長興經濟開發區也逐漸發展成了新興鉛炭電池企業的集聚地，中國規模最大的鉛炭儲能電站100MW/1000MWh“和平共儲”綜合智慧零碳電廠也于2023年在長興啟動建設，并且進入了2024年首批國家新型儲能試點示范項目名單。
鉛炭儲能行業同樣也吸引來了一批“跨界者”。成立于2000年8月有色金屬研發企業昆工科技，在2021年年末開始將其獨有的鋁基鉛合金板柵制備技術應用于大容量長時鉛炭儲能電池領域，并靠著儲能概念在2022年9月1日于北京證券交易所正式掛牌上市，順利募資15億用于儲能項目投資，并啟動了陸良、寧夏兩大儲能電池項目的投資建設。
不過，鉛炭電池儲能想要更具有市場競爭力，仍然需要邁過兩道坎。
第一道坎，依舊還是成本問題。
雖然鉛炭電池在原材料和裝機上已經具有顯著的成本優勢，但是，從度電成本上看，鉛炭電池的度電成本約為0.5~0.7元/KWh，而鋰離子電池中的磷酸鐵鋰電池度電成本為0.6~0.8元/KWh，全釩液流電池的度電成本為0.8~1.3元/KWh。
相比起來，鉛炭電池的度電成本優勢并不顯著，尤其是與磷酸鐵鋰電池的度電成本差距不大。并且，由于鉛炭電池循環壽命的限制，導致其在目前的技術下裝置數年后還需要更換電芯，這在一定程度上會進一步拉低鉛炭電池的整體成本優勢。
第二道坎，是難以適用于深度充放的使用場景。
盡管鉛炭電池在充放電效率和次數上，都比傳統鉛酸電池有了極大的優化，但是循環壽命不足依舊是鉛炭電池技術上的最大軟肋。
形成軟肋的主要原因在于：鉛炭電池在較深的充放電深度下，電化學副反應會加劇并惡化電池的循環性能。因此，在實際應用場景里，人們普遍認為鉛炭電池最適宜的充放電深度是在40%~70%的區間里，更適合“淺充淺放”的使用場景。但如此這般，鉛炭電池就很難被應用到主流電動汽車領域，無法與鋰離子電池在新能源汽車等熱門賽道同臺競技。
不過，正如南方科技大學碳中和能源研究院院長趙天壽所說：“從分秒級、小時，甚至跨季度、跨年的儲能技術，只有各種時長的儲能技術成熟了，我們才能建立完整的新型電力系統。”
未來，儲能路線或將繼續延續繁花似錦的局面，誰能占據更高的市場制高點，仍然取決于能量密度、安全性、經濟性、循環次數等多維度的綜合實力大比拼。
鉛炭電池能否迎來自己的高光時刻？屆時，市場將給出回音。
附：知名鉛炭電池儲能項目一覽
2020年，天能股份參建10千伏雉城鉛炭電池儲能電站，這是浙江省首批四個在建電網側儲能項目之一。
2022年5月，國家電投旗下吉電能谷在吉林白城投資的年產20吉瓦鉛炭電池產線開工建設。
2022年8月，超威集團聯手吉電股份打造鉛炭類首個“百兆瓦時”用戶側儲能項目。
2022年9月，昆工科技發布公告，將在云南曲靖投資建設年產10吉瓦的鉛炭電池項目。
2023年3月，國家電投煤山用戶側共享儲能項目鉛炭電池儲能電站Ⅰ期工程EPC總承包公開招標，建設規模達5.04兆瓦/48.66兆瓦時。
2023年3月，國家電投湖州長興綜合智慧零碳電廠“和平共儲”項目啟動建設。該項目儲能裝機容量100MW/1061MWh，是目前世界上規模最大的鉛炭儲能電站，也是國內最大規模的用戶側智慧儲能電站。
2023年4月，內蒙古察右中旗與太湖能谷簽約10GWh鉛炭儲能電站項目，投資100億元，配套建設鉛炭電池加工制造產業。
2023年5月，江蘇長強鋼鐵液冷用戶側儲能電站順利并網，項目規模為25.3兆瓦/243.3兆瓦時，由10個儲能單元構成，是國內用戶側單體最大的鉛炭電池儲能項目。儲能時長能夠超過全釩液流電池，以預制艙戶外布置的形式建設而成，投運后的年放電量高達5720萬度電，也是中國容量最大的采用組串式儲能系統的工商業儲能電站。
2023年6月，采用鉛炭電池儲能技術的寧夏中衛市塞上江南200兆瓦/400兆瓦時共享儲能示范項目和吉洋綠儲200兆瓦/400兆瓦時共享儲能電站發布發布了中標候選人公示。
2023年7月，昆工科技位于銀川的年產2000萬KWh新型鉛炭儲能電池項目開工。
2023年12月，昆工科技位于陸良縣的儲能產業園一期鋁基鉛炭儲能電池項目建成投產，二期鋁基鉛炭儲能電池項目正式簽約。
2024年1月2日，浙江長興太湖能谷新型電力儲能及新型鉛碳儲能電池生產項目在河南舞陽開工，項目總投資55億元。
