铅炭电池在“双碳”目标实现过程中的应用前景分析

沈浩宇，王振波

（哈尔滨工业大学化工与化学学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

0 引言

习近平总书记于 2020年提出了中国的“双碳”目标[1]。利用新能源发电是实现“双碳”目标的必经之路，但新能源中光伏和风力发电具有气象不稳定性，因此需要接入储能系统，提高电力系统的稳定性。宁夏省已经明确储能配置标准：按照不低于新能源装机容量的 10 %，连续储能 2 h 以上的原则配置储能装置[2]。如果按照此标准计算，到2030年安装的新能源发电装置[3]需配置 240 GW•h储能装置。发改委发布的《中国 2050年光伏发展展望（2019）》中描述，到 2050年中国光伏的装机容量将达到 5 000 GW[4]，意味着届时仅配套光伏发电的储能就将达到 TW•h 量级。电化学储能具有场地制约因素少，响应速度快，能量转换效率高等优势。在其它二次电池未取得大规模市场应用验证之前，储能电池仍然以铅酸电池和锂离子电池为主。从 2016年到 2020年，中国铅酸电池的产量从 20 553万 kV•A•h 增长到 22 736 万 kV•A•h[5]，而且锂离子电池的出货量已经从 65 GW•h 增长到了158.5 GW•h[6]。虽然铅酸电池仍是产量最大的二次电池，但是锂离子电池这 5年的增长率是铅酸电池的 10 倍。在移动用二次电池领域，锂离子电池依靠其高比能量特性取得市场的主导地位，但在固定场所使用的储能领域，铅酸电池能否与锂离子电池相抗衡？

传统铅酸电池直接应用到新能源储能场景中，存在负极不可逆硫酸盐化的问题，无法满足储能场景对电池部分荷电态循环使用模式的要求。ALABC 从 20 世纪 90年代就组织铅酸电池企业和研究机构共同开发满足储能应用要求的新一代铅酸电池。……