鉛炭電池：儲能新秀主打“安全牌” 電化學儲能或將成主流新型儲能技術

近日，位于澳大利亞維多利亞州的特斯拉Megapack儲能電站發生爆燃，引起火災。據了解，該儲能項目是全球最大的電池儲能項目之一，發生事故的設施為重達13噸的鋰電池。而今年4月，北京南四環的一處鋰電池儲能電站也發生了爆炸事故。

過去幾年，在各路資本的加持下，儲能市場逐漸升溫，但與之相關的安全性問題也逐步暴露。據不完全統計，過去3年間，全球范圍內的儲能項目發生爆炸和火災事故共計20余起。

面對這種情況，人們不禁要問，有沒有既可以保證能量存儲，又可以確保安全的儲能之道呢?

電化學儲能或將成主流新型儲能技術

中關村儲能產業技術聯盟發布的《儲能產業研究白皮書2021》顯示，截至2020年底，我國已投運儲能項目累計裝機規模35.6GW，占全球市場總規模的18.6%，同比增長9.8%。其中，抽水蓄能的累計裝機規模最大，為31.79GW，同比增長4.9%;電化學儲能累計裝機規模位列第二，為3269.2MW，同比增長91.2%;在各類電化學儲能技術中，鋰離子電池的累計裝機規模最大，為2902.4MW。

目前，儲能行業仍處于多種儲能技術路線并存階段，鉛酸電池和鋰電池都屬于電化學儲能，抽水蓄能依然是當前裝機最多的主流儲能技術。“從儲能技術發展和商業化應用看，抽水蓄能會受水資源分布的限制，而電化學儲能所受約束條件少、建設周期短、應用場景廣泛，‘十四五’期間，主流新型儲能技術是電化學儲能。”天能集團智慧能源研究院院長郝三存說。

鉛炭電池是儲能電池的又一發展方向

對于全球屢次發生的鋰電池儲能電站安全事件，全國人大代表、天能集團董事長張天任認為，主要原因在于鋰電池的熱失控。而鋰電池熱失控則可能是由于電池電芯本身缺陷或電池管理系統等設備的安全、質量、設置問題導致的。

“鉛酸電池是非常成熟的電池技術，在可靠性和穩定性方面，是其他電池技術不能比擬的。電池的電解液是水基體系，熱失控和燃燒爆炸的概率很小。”郝三存說，以現有的全自動回收產線為例，鉛酸電池回收利用率可達99%以上。除鉛以外，電池的塑料部分可做成再生塑料顆粒，硫酸也可循環再利用。

現在鉛酸電池還有了“升級版”

2020年，天能集團完成了國家電網雉城(金陵變)12MW/24MWh鉛炭儲能項目，這是浙江省乃至全國首座超大型鉛炭儲能電站項目。在這之前，中國科學院大連化學物理研究所(以下簡稱大連化物所)李先鋒、張華民研究員帶領團隊研制的百千瓦時級(100kWh)鉛炭電池儲能系統，已經在大連化物所星海二站園區成功并網運行。

鉛炭電池技術是一種新型電化學儲能技術，從本質上來說，是對鉛酸電池配方的優化。“鉛炭電池是在鉛酸電池的負極中加入碳材料制成的電池。”張華民介紹，碳是非常神奇的元素，擁有的化合物種類最豐富，它的加入，使鉛炭電池在保留鉛酸電池原有功率密度的基礎上，充放電性能得到大幅改善。而且鉛炭電池和鉛酸電池一樣，基本可實現100%回收，是目前相對經濟可行的電力儲能技術路線之一。由于鉛炭電池的電解液是硫酸水溶液，只要保持通風，就不會發生燃燒爆炸，安全性好。“今后隨著技術的不斷成熟，鉛炭電池在儲能領域將占據越來越大的市場份額。”張華民說。