户用储能系统，选锂离子电池还是铅酸电池？

　　今年，工信部正在征集2019年绿色数据中心先进适用技术产品，其中包含能源、资源利用效率提升产品（供配电系统等）、可再生能源利用、分布式功能和微电网建设技术产品。此前近期工信部曾发布政策将试点梯次利用动力电池作为数据中心储能电池，执行削峰填谷。数据中心储能变革势在必行！那么锂电池和铅酸电池，谁在引领行业供配电的趋势呢？老牌铅酸企业天能、超威的储能业务布局近日，超威集团钠镍电池储能试点成功投运，天能集团牵手道达尔开展锂电池储能业务。资深铅酸电池企业旧貌换新颜、储能业务正面开战！

　　2018年，锂离子电池已明显抢占了电池市场风头，在从储能调频到电网侧储能项目，几笔大容量储能电池的招标采购，集结了比亚迪、力神电池、国轩高科、中航锂电等几家大型电池企业，尤以磷酸铁锂电池销量独占鳌头。2019年初，中国铁塔取消采购铅酸电池、转为采购锂电池的新闻一出，引起行业热议。很多人会有这样的疑问：铅酸电池是否大势已去?

　　也许我们能从天能、超威两大铅酸电池企业的发展现状可窥探一二。作为资深电池企业，超威和天能都积累了经验与客户资源，又具有资金和成本优势，在电池行业竞争中，可谓占尽先机。天能和超威近年都已开始投资布局锂电池等更先进的电池业务。

　　今年的3月24日，铅酸电池两大巨头天能动力和超威动力分别发布了年报，天能动力2018年营收345.52亿元，同比增长28.43％，其中锂电池销售收入约5.53亿元，同比下滑54.8％；的相比之下超威动力营收269.48亿元，同比增长约9.3％，其中锂离子电池营收7.91亿元，同比增长241.2％。

　　其实受到新能源汽车补贴大幅退坡影响，电池成本压力增大、行业竞争加剧，在电池行业混战当中，超威天能两者目前在锂电池业务发展虽不明显，但同其他大部分电池企业目标一致，两家铅酸电池企业开始将长远目标转向储能领域。

　　4月1日，超威集团旗下安力能源参与的国内首个钠镍电池储能试点项目建成投用。2017年1月，超威集团与美国通用电气公司GE签署合作协议，成立合资企业浙江安力能源有限公司，开展钠镍电池的生产、研发及销售。该司研发的钠镍电池属于钠电池，单体比能量可达135Wh/kg，循环寿命是锂电池的2～5倍，耐温宽不燃烧不爆炸、具有高安全性高可靠性，安全环保且成本低，具有更广泛的应用范围。因而杭州联通与超威集团旗下浙江薪火永明能源科技有限公司及安力能源等沟通决定在浙江省杭州联通江干区之江路干6号监控杆通信基站试点应用钠镍电池储能系统，替换原有的铅酸电池，未来将发挥削峰填谷的作用，据报道，目前超威的钠盐电池项目已进入试生产阶段，近期将全面量产下线。

　　近日，天能子公司与法国道达尔子公司SAFT成立合资企业，生产锂离子电池推进中国及国际储能市场等应用。

　　天能集团成立于1986年，是一家领先的铅酸电池制造商，产品主要以镍氢电池、铅酸电池为主，目前已拥有8个电池生产基地。今年两会期间天能集团董事长张天任曾表示，公司正计划从分拆电池制造业务A股上市，所募资金拟用于收购铅酸电池业务，和扩大锂电池制造产能。

　　今年3月25日，国家能源局局长章建华曾在北京会见道达尔集团董事长兼CEO潘彦磊，双方交流讨论了道达尔集团与我国企业合作等议题。

　　而后不久道达尔发布公告称，其子公司SAFT与我国天能集团旗下子公司天能能源科技股份有限公司已于近日签署协议，二者将在中国成立合资企业，以推动双方锂离子电池在储能等领域应用。

　　据公开资料显示，天能能源科技股份有限公司主营业务为制造和销售锂电池，此次合资企业主营业务为开发制造销售锂离子电池模块及电池组，其中电动汽车和储能解决方案是主要目标市场。其中天能集团持有60％的股份，SAFT持有40％股份。合资企业的制造工厂位于浙江湖州长兴县，潜在总产能达5.5GWh，其中已有部分产能投产，而天能还计划继续扩大长兴电池制造工厂产能，以满足未来可再生能源发展所带来的不断增长的需求。

　　道达尔CEO潘彦磊说这是道达尔继2016年收购SAFT之后的首个重大战略举措，推进SAFT在中国这个世界最大可再生能源市场的业务开展，同时也扩大储能的应用、解决在可再生能源大规模发展所带来的间歇性问题。SAFT CEO Ghislain Lescuyer认为2025年中国锂离子电池的市场需求将占全球40％以上，他和道达尔CEO都表示此次合作开展锂离子电池业务，将帮助SAFT打入正蓬勃发展的中国电池市场。

　　资料显示SAFT是一家百年电池企业，目前产品为长寿命固态电池，专注于工业领域先进电池储能解决方案。2016年SAFT被全球第四大石油及天然气公司——法国道达尔收购。据了解，道达尔在全球能源转型大背景下，正在加快在可再生能源以及低碳电力方面的投资，近年已陆续收购多家电池企业。

　　此前不久，天能集团表示在电力储能商业模式探索获得成功，位于江苏沭阳的商业化用户侧储能电站正式并网运行，系统装机总容量0.6MW/4MWh。据报道天能储能专用铅碳电池，在倍率特性、充放电效率，循环寿命、综合度电成本及安全性方面综合性能优于目前的磷酸铁锂电池，适于用户侧和新能源发电侧储能应用。

　　随着大规模储能项目的实施落地，储能市场热度不断上升，近期频繁发布的利好政策也在为储能的进一步推广应用造势。在电池市场竞争中，两大老牌铅酸企业本身已有强大资金与客户等优势，随着两者技术突破、产能释放，未来有望更快抢占储能市场份额。锂电池取代铅酸电池的时机到了吗？

　　据外媒报道，在以往，大多数部署电池储能系统的住宅太阳能用户采用的是铅酸电池，特别是完全脱离电网的电池，但在过去的几年里，这种情况开始发生变化。随着住宅储能系统越来越多地使用锂电池，那么，锂离子电池和铅酸电池哪个更适用于储能系统？以下是两者利弊的概述。

　　从20世纪70年代开始，铅酸电池一直被用于住宅太阳能发电设施的备用电源。虽然它们与传统汽车电池类似，但用于住宅储能系统的电池被称为深循环电池，因为它们的放电和充电次数高于大多数汽车电池。

　　传统上，铅酸电池的成本低于锂离子电池，这使得它们对住宅用户来说更具吸引力。但是，它们的工作寿命比锂离子电池要短得多。

　　铅酸电池的工作寿命低于锂离子电池。虽然有些铅酸电池的充电放次数高达1000次，而锂离子电池的充放电次数在1000到4000次之间。

　　大多数铅酸蓄电池的使用寿命大约为5年，并有相应的保修期。因此，在太阳能发电设施的整体使用寿命中，住宅用户将不得不多次更换铅酸电池。

　　铅酸蓄电池的储能效率低于锂离子电池等其他储能技术。由于效率较低，它们也不能像锂电池储能系统那样快速充电或放电。铅酸电池的放电能力较低，这意味着消耗过多的能量会导致其储存能量的能力迅速恶化。美国国家可再生能源实验室（NREL）的研究发现，在铅酸电池中释放50％的能量可以使其在储能容量大幅下降之前完成1800次充放电。如果放电到80％的容量，它只能承受600次充放电，随后其容量将显著下降。

　　由于铅酸电池的储能效率相对较低，不能完全放电，因此铅酸电池比锂离子电池需要更多的储能容量和空间。铅酸电池也比锂离子电池要重得多，放置铅酸电池需要更牢固的支架，而且比锂离子电池组需要更多的空间。

　　铅是一种有毒的重金属，虽然它是可回收的，但仍然可能由于处理不当地造而成污染。锂离子电池正迅速成为许多电源应用的首选电池，从无线电动工具到笔记本电脑和车辆。越来越多的住宅太阳能发电设施采用锂离子电池储能系统。但是，锂离子电池仍有一些局限性，首先也是最重要的一点就是成本高昂。

　　锂离子电池的前期成本高于铅酸电池。特斯拉公司Powerwall储能系统2018年在美国的售价为5900美元或6600美元，其中包括配套硬件。这是一个14kWh的电池系统，可以在峰值需求下提供高达7kW的功率。其成本费用不包括安装成本，而安装成本通常为600美元到2000美元。

　　但锂离子电池的成本正在迅速下降。在过去几年中，Lazard公司在其储能平均成本分析报告中评估了各种电池储能技术的成本。在其2017年11月的最新调查报告中，发现住宅太阳能配套的铅酸电池储能系统的安装成本为每千瓦时598美元至635美元。锂离子电池的安装成本为每千瓦时831美元至1089美元。

　　根据这些数据，14kWh的铅酸电池成本低至8372美元，而同等容量的锂离子电池则低至11634美元。但铅酸电池的低成本隐藏了许多其他成本，例如较短的工作寿命和更高的运营成本。

　　随着时间的推移，各咱电池系统的成本将大不相同。Lazard公司的调查表明，采用锂离子电池的储能系统每兆瓦时成本低于铅酸电池。每兆瓦时的铅酸蓄电池系统的成本为1160至1239美元。而每兆瓦时锂离子电池系统的成本为1024美元至1274美元。

　　彭博新能源财经公司发布的另一份调查报告中发现，锂离子电池的成本也在持续下降。2010年锂离子电池的售价高达每千瓦时1000美元，随后几年价格下降超过20％。截至2016年底，锂离子电池的平均售价每千瓦时下降209美元。

　　然而，彭博新能源财经公司的Mark Chediak指出，这些价格主要针对电动汽车制造商提供的电池。他说：“由于固定储能系统的开发商订单量低得多，预计购买电池的费用比汽车制造商支付的费用高出51％。”

　　出于这些原因，了解锂离子电池和铅酸电池目前用于住宅储能系统的成本非常重要。它们既可以作为独立储能系统，也可以与住宅太阳能发电设施配套使用，以满足部分或全部住宅用户或企业的能源需求。

　　就工作寿命而言，预计锂离子电池将持续运行大约10年，它们能够在不显着降低容量的情况下充电和放电达到更高的水平。美国国家可再生能源实验室（NREL）的研究假设特斯拉Powerwall可以运行15年而不会显著丧失储存和释放能量的功能，在此期间的充放电次数为5475个。

　　锂离子电池在较高电压下也可以更快地充电。虽然铅酸电池可以长达16小时才能完全充电，但即使是充电最慢的锂离子电池也可以在大约四小时内完全充电。

　　在重量方面。用于住宅储能系统的锂离子电池并不轻，但与铅酸蓄电相比要轻得多。 13.5kWh的特斯拉Powerwall重约278磅，1.7kWh铅酸蓄电池重约132磅，而与Powerwall相同容量的铅酸蓄电池重量将超过1000磅。

　　总而言之，锂离子电池比铅酸电池在储能应用中更具优势，而且随着成本的下降，将会越来越广泛用于储能系统。

　　来自：北极星储能网、中国储能网

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