儲(chǔ)能賽道,又有了新的變化。
近日,昆工科技控股子公司昆工恒達(dá)(寧夏)與中電(甘肅)能源投資有限公司、中電(廣東)能源投資有限公司達(dá)成合作,分別簽訂昆工中電靈武 10 萬千瓦和 30 萬千瓦光伏發(fā)電項(xiàng)目保障性風(fēng)電項(xiàng)目合作協(xié)議。
中電(甘肅)能源投資有限公司、中電 (廣東) 能源投資有限公司,均是中國電力國際發(fā)展有限公司的關(guān)鍵分支;中國能源建設(shè)集團(tuán)、中建三局集團(tuán)有限公司,實(shí)力超凡,近年來在新能源項(xiàng)目綜合開發(fā)領(lǐng)域聲名遠(yuǎn)揚(yáng)。
兩個(gè)項(xiàng)目,將同時(shí)配套建設(shè)10%的 4 小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng),啟用昆工科技首創(chuàng)的鋁基儲(chǔ)能電池及系統(tǒng)集成融入光伏風(fēng)電發(fā)電項(xiàng)目,通過安全性與長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能能力相結(jié)合,為綠電調(diào)節(jié)機(jī)制注入了關(guān)鍵的穩(wěn)定要素。強(qiáng)強(qiáng)合作,打造行業(yè)標(biāo)桿,引發(fā)了業(yè)界對(duì)鉛炭電池的更多關(guān)注。
事實(shí)上,在剛剛過去的 2024 年,昆工科技憑借獨(dú)門絕技“鋁基鉛炭電池”,在行業(yè)可謂一路攻城略地。
鋁基鉛炭電池為何成為新“風(fēng)口”?挑戰(zhàn)鋰電池,鋁基鉛炭電池有何底氣??jī)?chǔ)能賽道百花齊放,昆工科技和鋁基鉛炭電池何以脫穎而出?
鉛酸電池和鉛炭電池的“升級(jí)版”
作為工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用最早的電池,鉛酸電池自 1859 年發(fā)明至今已經(jīng)有 160 多年的歷史,其在電化學(xué)電池市場(chǎng)中份額比較大、使用范圍最廣。盡管近年來鋰電池異軍突起,但由鉛酸電池衍生出來的一系列產(chǎn)品,仍然具有不可替代的地位。
鋁基鉛炭電池,就是由傳統(tǒng)鉛酸蓄電池演化而來的先進(jìn)技術(shù)電池。
之所以稱之為“先進(jìn)”,是因?yàn)殂U炭電池將鉛酸蓄電池和比較優(yōu)秀電容器二合為一,在發(fā)揮比較優(yōu)秀電容器短時(shí)間大容量充電特點(diǎn)的技術(shù)上,保持了鉛蓄電池高比能量的優(yōu)勢(shì),從而擁有良好的充放電性能及較長(zhǎng)的使用壽命。
除了性能方面的優(yōu)勢(shì),鉛炭電池還在循環(huán)壽命、性價(jià)比、安全性、低溫性能、生產(chǎn)及回收技術(shù)等方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)。
以儲(chǔ)能行業(yè)為例,盡管鋰電池目前仍居新型儲(chǔ)能主位,但隨著鋰電池市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,鋰電池的許多問題開始暴露出來:鋰金屬活性高,本真安全存在問題,鋰電池起火、爆炸等安全事故頻發(fā),安全問題凸顯……
而另一廂,鉛炭電池由于自身結(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,在安全層面力壓鋰電池。同時(shí),鉛炭電池通過在負(fù)極材料中增加電容活性炭,完成了“逆天改命”,擁有更安全、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì),在能量密度、功率密度方面得到了優(yōu)化,也讓其在儲(chǔ)能領(lǐng)域找到了用武之地。
從成本看,鋁、鉛、炭資源在自然界較為豐富,原材料成本較低。中國能源報(bào)曾援引保障數(shù)據(jù):鋁基鉛炭電池儲(chǔ)能電站建造成本在0. 65 元/Wh~ 1 元/Wh左右,相較于鋰離子電池0. 8 元/Wh~ 2 元/Wh,具有一定經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。此外,鋁基鉛炭電池全生命周期環(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(jiǎn)單、技術(shù)成熟,回收率高達(dá)99%,因此度電成本也更低。
更為重要的是,隨著新能源電源和電力電子設(shè)備的大規(guī)模接入,沒有長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能支撐,新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建將十分困難。由于鋰電的 2 至 4 小時(shí)的短時(shí)儲(chǔ)能不具備相應(yīng)的支撐能力,大規(guī)模長(zhǎng)周期儲(chǔ)能的作用顯得尤為重要。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能不僅能在季節(jié)性氣候或極端天氣下提供更長(zhǎng)時(shí)間的電力安全保障儲(chǔ)備,還能在跨天、跨周甚至跨月的充放電循環(huán)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的擴(kuò)展,長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能已成為保障新能源電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵解決方案之一。而這,也是鉛炭電池的長(zhǎng)效。
而鋁基鉛炭電池,又是鉛炭電池的“升級(jí)版”。
昆工科技在總結(jié)市場(chǎng)主流電池鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池等優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)多年在電化學(xué)冶金及鋁基鉛合金復(fù)合材料電極制備等方面積累的成功經(jīng)驗(yàn),從鉛炭電池最核心的板柵材料制備技術(shù)入手,將創(chuàng)舉的鋁基鉛合金復(fù)合材料應(yīng)用到常規(guī)的鉛炭電池中,替代原有的鉛合金板柵,首創(chuàng)一種新型水系固態(tài)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電池制備技術(shù),儲(chǔ)電時(shí)長(zhǎng)超過 120 小時(shí)。
產(chǎn)能和裝機(jī)持續(xù)擴(kuò)張
手握安全、長(zhǎng)時(shí)、成本低等多張關(guān)鍵品牌,鋁基鉛炭電池開始日漸受到相關(guān)部門和市場(chǎng)的青睞。
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)模化發(fā)展。其中,鉛炭電池位居首位。
國家發(fā)展改革委、國家能源局下發(fā)的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》也提出,要推動(dòng)新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新能力顯著提高,核心技術(shù)裝備自主可控水平大幅提升,在低成本、高可靠、長(zhǎng)壽命等方面取得長(zhǎng)足進(jìn)步。
比能量高、重量輕,是鋰電池相對(duì)于鉛蓄電池的比較大優(yōu)勢(shì)。但國家更為關(guān)注的低成本、高可靠和長(zhǎng)壽命,恰恰是鋁基鉛炭電池的比較大優(yōu)勢(shì)。
隨著鋁基鉛炭電池技術(shù)在近年日趨成熟,國內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)各類型的項(xiàng)目招投標(biāo)中,鋁基鉛炭電池已經(jīng)成為重要參與者之一。
以昆工科技為例。從制造能力看:其位于云南曲靖陸良的國際首條鋁基鉛炭長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電池生產(chǎn)線,順利調(diào)試完成,具備年產(chǎn)5GWh大容量高安全鋁基鉛炭長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電池的生產(chǎn)能力;位于寧夏銀川靈武市的一期10GWh鋁基鉛炭長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電池生產(chǎn)線建設(shè)接近尾聲,預(yù)計(jì) 2025 年 6 月可實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。
從市場(chǎng)拓展看:除了靈武項(xiàng)目外,其在云南省頭個(gè)“光儲(chǔ)一體” 分布式光伏項(xiàng)目,6.2MW的裝機(jī)規(guī)模搭配0.5MW/2MWh鋁基鉛炭電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng),向外界昭顯了昆工科技推動(dòng)高安全綠色能源發(fā)展的篤定決心與超凡實(shí)力;在海外,昆工科技6V/430Ah的鋁基鉛炭電池的儲(chǔ)能逆控一體機(jī)順利出口烏茲別克斯坦,與“一帶一路”沿線國家贊比亞、剛果(金)等合作持續(xù)深入,彰顯鋁基鉛炭電池在國際市場(chǎng)得到了廣泛認(rèn)可。
從整個(gè)行業(yè)看,儲(chǔ)能市場(chǎng)各類型項(xiàng)目招投標(biāo)中,鉛炭電池身影也頻頻出現(xiàn)。比如。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,為鉛炭電池儲(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)目均采用鉛炭電池技術(shù)路線。
目前,單體裝機(jī)規(guī)模超過100MW的鉛炭?jī)?chǔ)能電站已很普遍,大容量、長(zhǎng)時(shí)是鉛炭?jī)?chǔ)能項(xiàng)目的兩大特征。
市場(chǎng)前景看好
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能賽道,多種技術(shù)路線并存,紛紛渴望成為最后的大贏家,呈現(xiàn)出“百花齊放”的格局。鉛炭電池能夠勝出?
中國工程院院士楊裕生曾撰文稱,鉛炭電池理應(yīng)成為目前大規(guī)模儲(chǔ)能的優(yōu)選。他表示,鉛炭電池解決了硫酸鹽化問題(即硫酸鉛結(jié)晶顆粒長(zhǎng)大而失去充放可逆性),使電池壽命延長(zhǎng)了若干倍,再加上原有的安全、廉價(jià)、易于再生等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)在美國出于安全考量,已經(jīng)在重新重用鉛炭電池,相信全球包括中國將有更多的企業(yè)加入到使用行列,鉛炭電池生產(chǎn)也將回歸到正常的發(fā)展軌道。
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民也認(rèn)為,憑借充電接受能力強(qiáng)、安全可靠、制造成本低等優(yōu)勢(shì),在可再生能源廣泛利用和儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的背景下,鉛炭電池將成為繼鋰離子電池、液流電池之后,儲(chǔ)能電池的又一發(fā)展方向。
開源證券則發(fā)布報(bào)告提出,鉛炭電池技術(shù)是儲(chǔ)能電池領(lǐng)域的主流技術(shù),因其成本低、安全性高等突出優(yōu)勢(shì),大容量鉛炭?jī)?chǔ)能電池可廣泛用于太陽能、風(fēng)能、風(fēng)光互補(bǔ)等各種新能源儲(chǔ)能系統(tǒng),智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)系統(tǒng)、無市電、惡劣電網(wǎng)地區(qū)的供電儲(chǔ)能系統(tǒng),電力調(diào)頻及負(fù)荷跟蹤系統(tǒng)、電力削峰填谷系統(tǒng)以及生活小區(qū)儲(chǔ)能充電系統(tǒng)等,是主流儲(chǔ)能電池之一。
工業(yè)和信息化部印發(fā)《新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》中要求,面向數(shù)據(jù)中心、智算中心、通信基站、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)企業(yè)、公路服務(wù)區(qū)等對(duì)供電可靠性、電能質(zhì)量要求高和用電量大的用戶,推動(dòng)配置新型儲(chǔ)能。支持具備條件的工業(yè)企業(yè)、園區(qū)建設(shè)工業(yè)綠色微電網(wǎng),積極推進(jìn)新型儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)品在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用。依托“光儲(chǔ)充換檢”綜合性充換電站建設(shè),充分發(fā)揮新型儲(chǔ)能在車網(wǎng)互動(dòng)等新模式中的支撐作用。推動(dòng)“光伏+儲(chǔ)能”系統(tǒng)在城市照明、交通信號(hào)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、公共廣播、“智慧車棚”等公共基礎(chǔ)設(shè)施融合應(yīng)用,鼓勵(lì)構(gòu)建微型離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)。發(fā)展個(gè)性化、定制化家用儲(chǔ)能產(chǎn)品,擁有幾萬億的市場(chǎng)潛力。
此外,隨著國內(nèi)各地峰谷價(jià)差進(jìn)一步拉大以及疊加鋰電池成本的下降,工商業(yè)儲(chǔ)能成為儲(chǔ)能賽道中增速最快的分支。昆工科技的鋁基鉛炭電池可實(shí)現(xiàn)密集堆疊,在地下空間、人員密集區(qū)、?;瘓?chǎng)所以及對(duì)安全性要求很高的數(shù)據(jù)中心等儲(chǔ)能應(yīng)用中有著難以替代的地位,在這一賽道優(yōu)勢(shì)明顯。
比如,《上海市新型儲(chǔ)能示范引領(lǐng)創(chuàng)新發(fā)展工作方案(2025— 2030 年)》就提出,要聚焦工業(yè)園區(qū)、商業(yè)綜合體等一批應(yīng)用場(chǎng)景,建設(shè)功能多樣、經(jīng)濟(jì)性好、安全靈活的新型儲(chǔ)能設(shè)施;支持企業(yè)用戶結(jié)合保障應(yīng)急供電、降低用電費(fèi)用和擴(kuò)容需求、滿足供電可靠性和電能質(zhì)量的需要,靈活建設(shè)新型儲(chǔ)能。積極響應(yīng)這一號(hào)召,去年 11 月,昆工科技與上海東華環(huán)球建材交易市場(chǎng)經(jīng)營管理有限公司成功簽署儲(chǔ)能服務(wù)管理合同,雙方將在石材市場(chǎng)內(nèi)建設(shè)儲(chǔ)能電站,通過電力需求側(cè)管理、電能質(zhì)量?jī)?yōu)化、負(fù)荷波動(dòng)平抑等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”與“動(dòng)態(tài)擴(kuò)容”,從而提升能源利用效率,智能調(diào)配電能、降低用電成本,并確保在突發(fā)電力狀況下市場(chǎng)運(yùn)營的穩(wěn)定性。此舉不僅標(biāo)志著昆工科技工商業(yè)儲(chǔ)能正式落地上海,也為昆工科技在一線城市工商業(yè)儲(chǔ)能領(lǐng)域打造高安全儲(chǔ)能技術(shù)積累了成功經(jīng)驗(yàn)。
新能源儲(chǔ)能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景,廣東是全國制造業(yè)大省,新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)廣闊、發(fā)展?jié)摿薮??!稄V東省推動(dòng)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》中提到,在技術(shù)上,要研發(fā)新型環(huán)保、長(zhǎng)壽命、低成本鉛炭電池;在應(yīng)用上,在安全可靠前提下,推動(dòng)工商業(yè)企業(yè)和產(chǎn)業(yè)園區(qū)配置用戶側(cè)新型儲(chǔ)能,支持精密制造、公用事業(yè)、金融證券、通信服務(wù)等行業(yè)和公共數(shù)據(jù)中心等供電可靠性和電能質(zhì)量要求高的重要電力用戶配置新型儲(chǔ)能。從技術(shù)看,昆工科技的鋁基鉛炭電池是重點(diǎn)支持方向;從效果看,昆工科技的的戶儲(chǔ)產(chǎn)品的場(chǎng)景適配性極強(qiáng),應(yīng)用場(chǎng)景幾乎不受限。在小型工廠中,可作為獨(dú)立儲(chǔ)能單元,應(yīng)對(duì)突發(fā)停電或峰谷電價(jià)差套利;在中型工廠的分布式能源系統(tǒng)里,能與光伏、風(fēng)電等可再生能源美好配合,實(shí)現(xiàn)能源的比較大化利用與存儲(chǔ);大型工廠中,可構(gòu)建大規(guī)模儲(chǔ)能集群,參與電力需求響應(yīng),平衡電網(wǎng)負(fù)荷,為工廠贏得額外收益。這些重磅政策的全方位,就像是為昆工科技“量身定制”,為加快發(fā)展注入了“催化劑”。去年, 12 月,佛山市銳利來新能源有限公司與昆工科技簽訂采購合同,昆工科技的戶儲(chǔ)系列產(chǎn)品,將進(jìn)一步增強(qiáng)其在工業(yè)儲(chǔ)能市場(chǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
總的來看,鋁基鉛炭電池儲(chǔ)能可以在眾多場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)理想應(yīng)用,在可預(yù)見的未來,隨著鉛炭電池性能和管理技術(shù)的提升,以及社會(huì)對(duì)鉛炭電池技術(shù)認(rèn)識(shí)的深入,鉛炭電池儲(chǔ)能將獲得巨大發(fā)展機(jī)會(huì)。
昆工科技就指出,預(yù)計(jì) 2025 年全球新增儲(chǔ)能需求將達(dá)到163GW/511GWh,儲(chǔ)能市場(chǎng)空間超 6000 億元。隨著公司在鉛炭電池領(lǐng)域的布局,未來儲(chǔ)能業(yè)務(wù)可能會(huì)成為公司新的業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)點(diǎn)。(謝楚欣)
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