目前有消息稱，美國(guó)得克薩斯州El Paso將建設(shè)一個(gè)大型光伏電站、儲(chǔ)能和電網(wǎng)共同支撐的并離網(wǎng)切換項(xiàng)目，用于為一大型數(shù)據(jù)中心服務(wù)器供電。其中計(jì)劃光伏部分為60萬(wàn)千瓦，儲(chǔ)能部分為400萬(wàn)千瓦時(shí)，定于2021年-2025年分階段實(shí)施，而儲(chǔ)能部分400萬(wàn)千瓦時(shí)全部采用南都電源的鉛炭電池。在全球電化學(xué)儲(chǔ)能電站中鋰離子電池約占90%，擁有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，以及特斯拉以其鋰離子電池高調(diào)介入儲(chǔ)能領(lǐng)域的形勢(shì)下，美國(guó)卻有人選用鉛炭電池，其意義值得分析。
盡管當(dāng)前全球化學(xué)儲(chǔ)能電站紛紛采用鋰離子電池，但鋰離子電池儲(chǔ)能電站燃燒爆炸的事件時(shí)有發(fā)生。出于安全考慮，之前推崇鋰離子電池用于大規(guī)模儲(chǔ)能的人中，部分人開始或懷疑，或舉棋不定。而上述得克薩斯州的項(xiàng)目，特立獨(dú)行地采用被冷落了幾年的鉛炭電池，看來(lái)已將安全性放在第一重要位置。
有必要透過(guò)上述項(xiàng)目重新認(rèn)識(shí)鉛炭電池在規(guī)模儲(chǔ)能中的優(yōu)勢(shì)。一是安全性高。鉛炭電池?zé)o易燃物，是確保高安全性的基礎(chǔ)。過(guò)去的鉛酸電池在充電后期的高電壓下同時(shí)電解水，積累氫氣、氧氣而發(fā)生過(guò)爆炸。現(xiàn)在鉛炭電池已妥善解決這一隱患。前些年我國(guó)已建成鉛炭電池儲(chǔ)能電站十余座，最大容量達(dá)30萬(wàn)千瓦時(shí)，此外還出口德國(guó)建成5萬(wàn)千瓦/7.5萬(wàn)千瓦時(shí)調(diào)頻電站，多年來(lái)這些電站運(yùn)行正常。二是規(guī)模大。上述400萬(wàn)千瓦時(shí)的儲(chǔ)能電站24小時(shí)為數(shù)據(jù)中心供電時(shí)，平均功率為16.7萬(wàn)千瓦。如果調(diào)整為供電4小時(shí)，功率則是100萬(wàn)千瓦，是典型的抽水蓄能電站規(guī)模，這是對(duì)“化學(xué)蓄電規(guī)模做不大”論點(diǎn)的直接挑戰(zhàn)。三是用途新。大數(shù)據(jù)時(shí)代的數(shù)據(jù)中心猶如雨后春筍，且耗電量很大，用光-儲(chǔ)聯(lián)合供電，對(duì)這種穩(wěn)定負(fù)荷尤為適合。四是顏色綠。該微網(wǎng)建成后將擺脫對(duì)電網(wǎng)的依賴，獨(dú)立運(yùn)行。這是實(shí)現(xiàn)低碳、綠色能源的重要一步；如能廣泛推廣，不僅可以減輕電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，而且可以直接為碳達(dá)峰碳中和作出很大貢獻(xiàn)。五是價(jià)格不高。據(jù)了解，項(xiàng)目總?cè)谫Y金額為15億美元，約合人民幣100億元。結(jié)合其規(guī)模來(lái)看是可接受的，且其能量轉(zhuǎn)換效率高于抽水蓄能至少10個(gè)百分點(diǎn)，有利于提高經(jīng)濟(jì)效率。
在我國(guó)儲(chǔ)能界，關(guān)于何種類型的電池適用于儲(chǔ)能，看法不一。其中很多人支持鋰離子電池，認(rèn)為其優(yōu)點(diǎn)不少，盡管有安全隱患，但難言舍棄，處于進(jìn)退兩難境地。筆者認(rèn)為，完全可以換一種思路。首先，儲(chǔ)能前景非常廣闊，能夠容納各類電池路線各顯神通，因而要從政策、輿論等各方面為它們創(chuàng)造公平的、開放的應(yīng)用條件和氛圍。其次，要把安全性放在第一重要位置。力推使用安全性高的電池，立馬起到節(jié)能減排的實(shí)效；容許安全性不高的電池進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，不要急于“帶病上陣”；同時(shí)鼓勵(lì)發(fā)展安全性高、性能更好的新型儲(chǔ)能電池，給予真實(shí)的創(chuàng)新條件。最后，要由市場(chǎng)來(lái)選擇儲(chǔ)能技術(shù)路線，放手讓企業(yè)自主發(fā)展、決定使用何種電池。
筆者認(rèn)為，鉛炭電池主要是在鉛酸電池負(fù)極中加入了特種活性炭（或稱特種多孔炭，這也是鉛炭電池一詞中“炭”的來(lái)歷），解決了硫酸鹽化問(wèn)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)，鉛炭電池理應(yīng)成為目前大規(guī)模儲(chǔ)能的首選。現(xiàn)在美國(guó)出于安全考量重新重用鉛炭電池，相信全球包括中國(guó)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。
但也要看到，我國(guó)鉛炭電池生產(chǎn)水平參差不齊。不是添加了任何含碳元素的材料(如石墨、炭黑、普通活性炭等)的鉛酸電池都是鉛炭電池，因?yàn)檫@些材料的比表面、孔分布、電導(dǎo)率、純度等指標(biāo)均與抑制硫酸鹽化的要求相距甚遠(yuǎn)，盡管節(jié)省了生產(chǎn)成本，但電池的長(zhǎng)壽命卻難以保證。因此要呼吁鉛炭電池生產(chǎn)企業(yè)要講誠(chéng)信、做真貨；儲(chǔ)能應(yīng)用企業(yè)也不要貪圖便宜買劣質(zhì)產(chǎn)品。
（作者系中國(guó)工程院院士）
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