近日，位于澳大利亞維多利亞州的特斯拉Megapack儲能電站發(fā)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(fā)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(huán)的一處鋰電池儲能電站也發(fā)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(tǒng)計，過去3年間，全球范圍內的儲能項目發(fā)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(yè)技術聯盟發(fā)布的《儲能產業(yè)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(guī)模35.6GW，占全球市場總規(guī)模的18.6%，同比增長9.8%。其中，抽水蓄能的累計裝機規(guī)模最大，為31.79GW，同比增長4.9%;電化學儲能累計裝機規(guī)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(guī)模最大，為2902.4MW。

目前，儲能行業(yè)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(fā)展和商業(yè)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(fā)展方向

對于全球屢次發(fā)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?zhí)烊握J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(tǒng)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(wěn)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(huán)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(tǒng)，已經在大連化物所星海二站園區(qū)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(yōu)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(fā)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。

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鉛炭電池已被用于多個國內儲能示范項目

電池技術是制約儲能產業(yè)發(fā)展的關鍵。張華民認為，憑借充電接受能力強、安全可靠、制造成本低等優(yōu)勢，在可再生能源廣泛利用和儲能市場規(guī)模不斷擴大的背景下，鉛炭電池將成為繼鋰離子電池、液流電池之后，儲能電池的又一發(fā)展方向。

張華民介紹，我國從事鉛炭電池研究開發(fā)與生產的企業(yè)主要有南都電源、圣陽電源、天能電池、超威集團、雙登集團等。

南都電源研發(fā)的鉛炭電池產品目前已被應用在多個國內儲能示范項目中，如浙江舟山東福山島風光柴儲能電站、新疆吐魯番新能源城市微電網示范工程、南方電網光儲一體化柴儲能電站、無錫新加坡工業(yè)園智能配網儲能電站、浙江鹿西島4MWh儲能項目等，運行狀況平穩(wěn)。

除了儲能，鉛炭電池也應用在了新能源汽車上。由于可以在車輛加速和制動期間快速輸出、輸入電荷，鉛炭電池特別適合于汽車啟停系統(tǒng)。