2.铅酸老树发新枝,铅炭储能步入商业化初期
铅蓄电池历史悠久,技术革新拓展储能应用。铅蓄电池自1859年发明以来已具有150多年历史。时至今日,传统铅酸蓄电池凭借其安全可靠、容量大、性价比高等优点,在二次电源应用领域仍具有稳固的地位。近年来,以铅炭电池为代表的新兴铅酸技术的出现,大大弥补了传统铅酸电池比能量低、寿命短等缺点,使其在大规模储能领域的应用成为可能。目前铅蓄电池行业已具备较为成熟的技术体系和产业链,先进铅酸电池受益于相对较低的生产成本,有望率先在大规模储能领域实现商业化。
图2:铅蓄电池行业已形成“原料-生产-应用-回收”循环产业链
数据来源:国泰君安证券研究
表2:先进技术增强铅酸电池活力
数据来源:《我国储能电池技术的主要进展》,国泰君安证券研究
铅炭电池是当前先进铅酸技术发展的主流方向。铅炭技术的核心是在负极引入活性炭,使电池兼具铅酸电池和超级电容器的优势,同时可有效抑制普通铅蓄电池负极不可逆硫酸盐化的问题,使其大电流充放电性能和循环寿命得到显著提升。测试评估结果显示,同等工作状况下铅炭电池的放电功率是普通铅酸电池的3-4倍,循环寿命提升至其6倍,充电速度可提高8倍,而其生产成本仅比普通铅酸电池增加30-40%。当前铅炭技术研究的重点在于铅炭负极的作用机理、炭材料的选择和抑制析氢等问题上。美国ALABC、AxionPower,日本Furukawa,澳大利亚CSIRO,法国CEA-INESD等公司和机构,都在积极从事相关方面的研究和开发。南都电源是国内铅炭电池开发和推广的领军企业,其产品和技术已在国内市场形成一定竞争优势。
图3:铅炭电池结构示意图
数据来源:《铅酸电池技术原理》
图4:先进铅酸储能系统在电网中应用广泛
数据来源:《先进铅炭电池储能技术》
表3:铅炭技术发展历程
数据来源:《先进铅炭电池储能技术》,国泰君安证券研究
铅炭储能步入商业化初期,市场空间大。以南都电源为例,目前公司已在国内投运铅炭储能项目48个,总规模242MWh,已签署储能商用储能电站项目约1000MWh,系统广泛应用于调峰调频、风光储、用户侧储能等领域,具有广阔的商业化前景。与锂电池等其他主流电化学储能技术相比,铅炭电池的成本仅为其三分之一,短期性价比优势仍然显著。长期来看,铅炭电池在循环寿命、环境影响等方面仍具有一定局限性,预计未来其他电化学储能技术的发展和成本的进一步降低将对其市场空间构成一定挑战。
表4:铅炭储能已在多领域实现商业化应用
数据来源:《南都储能电站商业化模式介绍》,国泰君安证券研究