2023开年以来储能行业政策出台超70条，铅炭电池重回主流选择之一
　　2023年以来国家及地方储能政策发布进入高峰，其中1月份共有50余项发布或征求意见，2月共发布26项储能产业相关政策。2020年国内储能装机量9.2%为电化学储能，其中铅蓄电池为第二大分支，占到10.2%。近期铅炭电池重回储能主流技术选择，招标中标消息频现，如国家电投浙江分公司江苏长强钢铁25.2MW/243.3MWh铅碳电池储能电站项目、中国铁塔甘孜州分公司2022年铅碳电池采购项目询价等。
　　锂电池热失控易爆燃特性使用场景受限，铅炭电池更适应高安全性考量场景
　　铅酸电池具有高性价比、回收率及安全性高、市场规模大等优势，但存在比能量密度低、循环寿命短等问题。铅炭电池在负极中加入炭材料，减少铅用量的同时延长电池寿命，使电池性能得到综合提升。锂电池由于使用有机物质作为电解液溶剂，当面对热滥用等情况时会发生不可逆的热失控行为，存在较大的火灾危险性。在储能电站、变电站等运营场景中，单节锂电池的热失控燃烧会导致整个电池模组的热失控，甚至整个电池系统的火灾、爆炸事故。《防止电力生产事故的二十五项重点要求》明确中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池；锂离子电池设备间不得设置在人员密集场所，不得设置在有人居住或活动的建筑物内部或其地下空间，锂电池在储能方面受到较大限制。铅酸/铅炭电池主要使用稀硫酸水溶液作为电解液，不会发生热失控、自燃爆炸情况。因此在锂电池使用受限制的特殊环境备电、储能项目方面铅炭电池适用性更强且带来的安全隐患更少。
　　5G基站储能联动虚拟电厂降本增收，铅炭电池适应住宅储能安全性考量提升
　　国内目前5G基站建设提速，5G基站属于高耗电单位，利用储能装置可以减少高峰负荷需求，同时节省电费、最大限度实现峰谷电价套利。2022年12月深圳虚拟电厂管理中心与中国铁塔、中国电信等单位签订建设合作协议，将合力推动全市5G基站储能系统到2023年接入该中心，为保障能源电力系统安全提供快速、灵活的调节能力。目前欧美家庭用储能系统常见的安装方式为锂电池模组挂墙或锂电池储能柜放置于屋内等。铅炭电池不会发生热失控自燃、爆炸等安全性优势在木质结构家庭储能应用场景中得到展现。同时欧美独栋住宅空间较大，地下室、车库等大面积空间富裕，使用铅炭电池替代锂电池作为储能电池时对于体积较大、重量较大等问题并不敏感。
　　国内技术发展历史超10年，昆工科技研发大容量铅炭电池成为后起之秀
　　北交所内目前从事铅炭电池生产的企业为昆工科技，同行企业主要为天能股份、南都电源、圣阳股份、超威动力等。其中南都电源从2010年就已经开始研究铅炭电池项目，圣阳股份于2014年与日本古河电池合作并参与制定《电力储能用铅炭电池》标准。昆工科技通过冶金电极板技术迁移开发，研制出大容量铅炭电池，目前已开始着手较大规模产能建设。
　　风险提示：技术迭代风险、行业政策变动风险、宏观经济波动风险。
　　

研究报告全文：北交所行业主题报告北交所2023年03月27日铅炭电池储能研究通信基站及家庭储能安全先行研究北交所研究团队北交所行业主题报告诸海滨分析师zhuhaibinkyseccn证书编号S07905220800072023开年以来储能行业政策出台超70条铅炭电池重回主流选择之一北2023年以来国家及地方储能政策发布进入高峰其中1月份共有50余项发布或交征求意见2月共发布26项储能产业相关政策2020年国内储能装机量92为所行电化学储能其中铅蓄电池为第二大分支占到102近期铅炭电池重回储能业主流技术选择招标中标消息频现如国家电投浙江分公司江苏长强钢铁主题252MW2433MWh铅碳电池储能电站项目中国铁塔甘孜州分公司2022年铅报碳电池采购项目询价等告锂电池热失控易爆燃特性使用场景受限铅炭电池更适应高安全性考量场景铅酸电池具有高性价比回收率及安全性高市场规模大等优势但存在比能量密度低循环寿命短等问题铅炭电池在负极中加入炭材料减少铅用量的同时延长电池寿命使电池性能得到综合提升锂电池由于使用有机物质作为电解液溶剂当面对热滥用等情况时会发生不可逆的热失控行为存在较大的火灾危险性在储能电站变电站等运营场景中单节锂电池的热失控燃烧会导致整个电相关研究报告池模组的热失控甚至整个电池系统的火灾爆炸事故防止电力生产事故的武汉蓝电电池检测设备小巨人二十五项重点要求明确中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池锂离子电开池设备间不得设置在人员密集场所不得设置在有人居住或活动的建筑物内部或源募投拟扩充产能布局动力电池领域证北交所新股申购报告-2023324其地下空间锂电池在储能方面受到较大限制铅酸铅炭电池主要使用稀硫酸券紧跟6G发展方向巩固通讯领域配套水溶液作为电解液不会发生热失控自燃爆炸情况因此在锂电池使用受限制证优势拟定增扩产乘势航天发展机遇的特殊环境备电储能项目方面铅炭电池适用性更强且带来的安全隐患更少券研北交所信息更新-20233245G基站储能联动虚拟电厂降本增收铅炭电池适应住宅储能安全性考量提升究车用胶管及总成小巨人紧跟行国内目前基站建设提速基站属于高耗电单位利用储能装置可以减少报5G5G业趋势精进工艺丰富产品结构北高峰负荷需求同时节省电费最大限度实现峰谷电价套利年月深圳告202212交所首次覆盖报告-2023323虚拟电厂管理中心与中国铁塔中国电信等单位签订建设合作协议将合力推动全市5G基站储能系统到2023年接入该中心为保障能源电力系统安全提供快速灵活的调节能力目前欧美家庭用储能系统常见的安装方式为锂电池模组挂墙或锂电池储能柜放置于屋内等铅炭电池不会发生热失控自燃爆炸等安全性优势在木质结构家庭储能应用场景中得到展现同时欧美独栋住宅空间较大地下室车库等大面积空间富裕使用铅炭电池替代锂电池作为储能电池时对于体积较大重量较大等问题并不敏感国内技术发展历史超10年昆工科技研发大容量铅炭电池成为后起之秀北交所内目前从事铅炭电池生产的企业为昆工科技同行企业主要为天能股份南都电源圣阳股份超威动力等其中南都电源从2010年就已经开始研究铅炭电池项目圣阳股份于2014年与日本古河电池合作并参与制定电力储能用铅炭电池标准昆工科技通过冶金电极板技术迁移开发研制出大容量铅炭电池目前已开始着手较大规模产能建设风险提示技术迭代风险行业政策变动风险宏观经济波动风险请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明124北交所行业主题报告目录1储能行业政策支持力度增强铅炭电池已成为重要参与者411政策层面储能支持力度不断增强年内已公布70余项相关政策412铅炭电池已成为电化学储能重要参与者近期招中标信息频现52安全先行铅炭电池更适应高价值设备及人群密集储能721电池技术承袭铅酸电池成熟技术负极掺炭提升寿命和能量密度722安全性铅炭更适应高价值设备及人群密集场所储能需求923经济性成本优势地区性峰谷电高价差推动铅炭电池储能站推广1124应用场景5G基站储能方兴未艾铅炭更符合家庭储能安全性考量12241基站储能5G基站储能联动虚拟电厂降低电费成本并实现储能盈利12242家庭储能欧洲住宅储能安装热潮铅炭电池更符合木结构建筑安全考量133行业公司国内铅炭技术发展超10年昆工科技后起之秀1531昆工科技冶金电极板技术迁移切入储能开发大容量铅炭电池1532天能股份完成首个电网侧铅炭储能站与太湖能谷合作协议达30GWh1833南都电源铅炭应用超10年累计签约储能电站总容量近1900MWh1934圣阳股份合作日本古河2018年参与制定储能用铅炭电池国标2035超威动力超威郎山项目为首批浙江商业化运营电化学储能站214估值情况市场对铅炭电池估值存在分歧225风险提示22图表目录图1我国储能装机规模稳步提升GW5图22020年国内电化学储能装机量占926图32020年国内铅蓄电池仅占到电化学储能1026图4放电过程中正负极板上会形成硫酸铅晶体7图5铅离子在碳表面还原速率远大于在铅表面大颗粒硫酸铅晶体被延缓形成8图6根据碳材料混合方式可分为三类铅炭电池8图7228Ah的磷酸铁锂电池100SOC状态下热失控产生三次射流火9图8模拟汽车锂电池燃烧实验中车厢内有毒性气体短时间内即超过致死浓度数倍10图9基站电源系统主要分为交流供电系统直流供电系统两部分13图10在交流配电箱后引入ESS储能系统以实现峰谷套利13图11欧洲2021年部署住宅储能系统总容量突破2GW14图12欧洲电池住宅储能系统总容量跃升至54GWh14图13锂电池挂墙为主流储能电池安装方案之一14图14屋内锂电储能柜同样为常见储能电池安装方案14图15家庭储能用铅炭电池安全性占优同时体积和重量较大的问题影响较小15图162022年昆工科技预计全年实现营业收入564亿净利润434465万元16图17昆工科技所生产的铅炭电池单体容量更大17图182022年天能股份营收及归母净利润重回增长区间18图19天能股份已有如雉城储能电站等铅炭电池储能站建设成功项目19图20南都电源在2022Q3实现608亿元净利润结束亏损19图212022Q3圣阳股份业绩取得较大提升净利润同比上涨2223120请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明224北交所行业主题报告图222022H1超威动力实现营收13319亿元254净利润301亿元02521表1储能支持政策进入快速发布期4表2铅炭电池相较于传统铅酸电池性能升级明显8表3SOC达到100时热失控温度下降至167燃烧峰值温度上升至57310表4广东省峰谷电价差较大达到105元KWh上海和福建则较小11表5江苏广东等省小型铅炭储能电站可取得较高的投资回报率11表6铅炭电池具有成本优势12表7市场对铅炭电池标的估值存在分歧22请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明324北交所行业主题报告1储能行业政策支持力度增强铅炭电池已成为重要参与者11政策层面储能支持力度不断增强年内已公布70余项相关政策2023年以来国家及地方储能政策发布进入高峰其中1月份从国家到地方共有50余项发布或征求意见涉及新能源配储辅助服务市场电力市场补贴政策等方面2月全国共发布26项储能产业相关政策其中国家政策4项地方政策22项国家及地方层面对于储能行业的政策支持力度在不断增强表1储能支持政策进入快速发布期时间发布单位政策名称相关内容以2030年2045年2060年为新型电力系统构建战略目标的重要时间节点制国家能源局综新型电力系统发展定新型电力系统三步走发展路径即加速转型期当前至2030年总体形成1月6日合司蓝皮书征求意见稿期2030年至2045年巩固完善期2045年至2060年有计划分步骤推进新型电力系统建设的进度条关于进一步做好电各地要适应当地电力市场发展进程鼓励支持10千伏及以上的工商业用户直接参1月10日国家发改委网企业代理购电工作与电力市场逐步缩小代理购电用户范围的通知开发安全经济的新型储能电池加强新型储能电池产业化技术攻关推进先进储工业和信息化关于推动能源电子能技术及产品规模化应用研究突破超长寿命高安全性电池体系大规模大容量1月17日部等六部门产业发展的指导意见高效储能交通工具移动储能等关键技术加快研发固态电池钠离子电池氢储能燃料电池等新型电池一是电力市场监管进一步发挥电力市场机制作用充分发挥市场在资源配置中的决定性作用有效反映电力资源时空价值不断扩大新能源参与市场化交易规模不断缩小电网企业代理购电范围推动更多工商业用户直接参与交易加快推进辅助服务市场建设建立电力辅助服务市场专项工作机制研究制定电力辅助服务价格办法建立健全用户参与的辅助服务分担共享机制推动调频备用2023年能源监管工1月18日国家能源局等品种市场化不断引导虚拟电厂新型储能等新型主体参与系统调节作要点二是储能安全监管研究新型电力系统重大安全风险及管控措施完善电网运行方式分析探索推进源网荷储协同共治不断提高电力工程施工现场安全管理水平加强对火电新能源抽水蓄能储能电站重要输变电工程等项目四不两直督查检查规范电力建设工程质量监督工作着力防范遏制重大施工安全事故四川省发展改加快建设新型电力系统加强大容量电化学压缩气体等新型储能技术攻关示四川省能源领域碳1月11日革委四川省范和产业化应用研发熔盐储能供热和发电飞轮储能高温相变材料储热等关达峰实施方案能源局键技术开展百兆瓦级高原光储电站智能运维技术与应用示范关于申报贵州省十新型储能项目应结合电源侧电网侧用户侧多元化需求开展建设有效提升与1月12日贵州省能源局四五新型储能试点项源网荷储协调互动能力保障新能源高效利用提高电力系统灵活调节能力和安目的通知全保障能力项目类型包括但不局限于电化学储能压缩空气储能飞轮储能等独立储能电站是指以独立法人主体身份不受接入位置限制直接与电力调度机山西独立储能电站构签订并网调度协议参与电力市场交易的储能电站新能源配套储能用户侧国家能源局山1月13日并网运行管理实施细储能和其他电源侧储能等满足独立并网运行技术条件的可自愿申请转为独立储西能监办则试行能电站独立储能电站应严格遵守电力调度规程及规定承担维护电力系统安全稳定运行和电力可靠供应的义务1月19日深圳市发展改深圳市支持电化学对先进的储能示范项目给予财政资金支持项目最高支持力度不超过1000万元请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明424北交所行业主题报告时间发布单位政策名称相关内容革委储能产业加快发展的若干措施征求意见稿重庆两江新区支持对于备案且建成投运的用户侧储能分布式光储充换储一体化等项目时长不重庆两江新区1月20日新型储能发展专项政低于2小时的按照储能设施装机规模给予200元千瓦时的补助单个项目的补管委会策助最高不超过500万元新能源基地跨省区导则将用于指导新能源基地跨省区送电配置的新型储能规划明确相应的技术原送电配置新型储能规2月21日国家能源局则主要技术内容包括术语与总则配置容量分析规划选址技术选型布划技术导则征求意局与接入系统电力系统二次技术经济性分析等见稿2023年制修订100项以上新型储能重点标准加快制修订设计规范安全规程国家标准化管新型储能标准体系施工及验收等储能电站标准开展储能电站安全标准应急管理消防等标准预2月22日理委员会国建设指南研尽快建立完善安全标准体系结合新型电力系统建设需求初步形成新型储家能源局能标准体系基本能够支撑新型储能行业商业化发展关于做好新型储能对已于2022年底前全容量并网的新型储能试点项目完成与已并网发电的新能源2月1日湖南省发改委与新能源项目容量配项目配置工作对申请于2023年6月底前全容量并网的新型储能试点项目明确其置工作的通知所匹配的新能源项目作为纳入试点的主要依据强化能源政策创新继续实施储能优先政策研究编制新型储能参与电力市场交2023年全省能源工易调度结算细则探索建立新型储能容量交易机制推动项目应建尽建能2月7日山东省能源局作指导意见用尽用继续保持全国领先到2023年底新型储能装机规模达到200万千瓦以上在运在建抽水蓄能电站装机达到800万千瓦资料来源中国储能网开源证券研究所12铅炭电池已成为电化学储能重要参与者近期招中标信息频现到2020年我国已投运储能项目累计装机规模为356GW占全球市场总规模的186同比增长98图1我国储能装机规模稳步提升GW40353025201510502014201520162017201820192020装机量GW数据来源CNESA开源证券研究所从储能方式来看抽水储能为目前国内累计装机规模最大的蓄能方式占比达到了893其次是电化学储能装机规模占比为92熔融盐储热装机规模占比为请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明524北交所行业主题报告15压缩空气储能和飞轮储能装机规模占比都小于01电化学储能中锂电池仍为主导储能形式占总量888铅蓄电池为第二大分支占到102图22020年国内电化学储能装机量占92图32020年国内铅蓄电池仅占到电化学储能102压缩空液流电池熔融盐储飞轮储能超级电容气储能070其它能150001抽水储能020锂电池003铅蓄电池010电化学储1020能920电化学储能铅蓄电池熔融盐储能液流电池压缩空气储能超级电容抽水储能锂电池89308880飞轮储能其它数据来源CNESA开源证券研究所数据来源CNESA开源证券研究所随着铅炭电池技术在近年日趋成熟国内储能市场各类型的项目招投标中铅炭电池已经成为重要参与者之一2022年8月9日中国铁塔股份有限公司甘孜州分公司发布2022年铅碳电池采购项目询价公告公告显示该项目为铅碳电池采购预估含税金额4829万元采购内容为100AH阀控式密封碳蓄蓄电池180只不含税单价限价为9292元12VAh200AH阀控式密封碳蓄蓄电池140只不含税单价限价为185841元12VAh2022年9月28日国核电力规划设计研究院有限公司发布国家电投集团浙江分公司江苏长强钢铁252MW2433MWh铅碳电池储能电站项目EPC总承包招标公告项目地点为江苏省靖江市江苏长强钢铁有限公司厂区内南侧空地建设规模为252MW2433MWh铅碳电池储能电站中标候选人为长兴太湖能谷科技有限公司投标报价为227亿元投标单价为093元Wh备选中标人为湖州吉泰电力设备有限公司2023年3月3日国家电投集团云南国际电力投资有限公司发布国家电投煤山用户侧共享储能项目期工程EPC总承包公开招标项目地点为浙江省湖州市长兴县煤山镇建设规模为504MW4866MWh铅碳电池储能电站预计项目竣工日期为2023年6月15日2022年12月13日天能股份发布公告2023-2025三年太湖能谷在其所实施的储能项目含公司下属生产基地中采用天能股份的铅炭电池电芯总量合计不低于30GWh的战略合作意向并签署了储能项目战略采购合作协议太湖能谷是一家新能源技术研发商着力于开发和推广大规模电网储能技术设计并实施各种规模的储能应用方案优化储能系统的安装及运行效率目前已经研发出移动储能电站请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明624北交所行业主题报告2安全先行铅炭电池更适应高价值设备及人群密集储能21电池技术承袭铅酸电池成熟技术负极掺炭提升寿命和能量密度铅酸电池包含正极板组负极板组隔板电解液容器等结构组成正极板活性物质为二氧化铅负极板主要活性物质为铅放电过程中正负极板上会形成细小松软的硫酸铅晶体充电过程中硫酸铅歧化为铅与二氧化铅图4放电过程中正负极板上会形成硫酸铅晶体资料来源电工之家网站铅酸电池因其性价比回收率及安全性高市场规模大等优势广泛应用于电动车汽车及能源存储等领域其在能源市场占比超过其他电化学电池的总和但铅酸电池仍然存在比能量密度低循环寿命短等问题铅炭电池是一种电容型铅酸电池是从传统的铅酸电池演进出来的技术它是在铅酸电池的负极中加入了活性碳能够显著提高铅酸电池的寿命相比于传统的铅酸电池在平行机理效应下实现了铅离子到铅的转换从而使电化学反应循环往复但难溶的硫酸铅会阻断反应的进行致使反应中止碳材料在负极中所起的作用主要是建立导电网格形成双电容层抑制难溶硫酸铅晶体的形成增加活性作用位点等在减少铅用量的同时延长电池寿命使电池性能得到综合提升请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明724北交所行业主题报告图5铅离子在碳表面还原速率远大于在铅表面大颗粒硫酸铅晶体被延缓形成资料来源彭海宁等铅炭电池关键材料研究进展2021根据负极板碳材料的混合方式不同可将铅碳电池分为外并式铅碳电池内并式铅碳电池内混式铅碳电池等图6根据碳材料混合方式可分为三类铅炭电池资料来源彭海宁等铅炭电池关键材料研究进展2021铅炭电池将铅酸电池和超级电容器两者合一既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点也发挥了铅酸电池的比能量优势且拥有较好的充放电性能而且由于加了石墨烯阻止了负极硫酸盐化现象改善了过去电池失效的一个因素更延长了电池寿命表2铅炭电池相较于传统铅酸电池性能升级明显电池类型铅酸电池铅炭电池最大放电倍率2倍率5倍率价格0204507比能量35453060比功率150240请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明824北交所行业主题报告电池类型铅酸电池铅炭电池快充能力121设计寿命混合动力型年25放电容量相同温度下5066数据来源彭海宁等铅炭电池关键材料研究进展2021开源证券研究所铅炭电池材料技术是储能电池领域的主流技术因其成本低安全性高等突出优势大容量铅炭储能电池可广泛用于太阳能风能风光互补等各种新能源储能系统智能电网微电网系统无市电恶劣电网地区的供电储能系统电力调频及负荷跟踪系统电力削峰填谷系统以及生活小区储能充电系统等是主流储能电池之一22安全性铅炭更适应高价值设备及人群密集场所储能需求在新型储能中电化学储能以效率高响应快建设周期短技术适应性强等优势近年来发展迅猛逐渐成为储能电站的主流而在电化学储能中锂离子电池虽然凭借能量密度高技术成熟的优势占接近90的比重但也由于事故多发用户对电池安全性的考量进一步提升锂电池由于使用有机物质作为电解液溶剂当不正确使用时热滥用电滥用和机械滥用磷酸铁锂等类型的锂电池会发生不可逆的热失控行为存在较大的火灾危险性在储能电站变电站等实际运营场景中往往将成百上千节的电池单体经过串并联后形成电池模组或者电池簇后集中使用在该种情况下一旦其中某节电池发生火灾其释放的强热燃烧等行为会造成周围电池温度上升导致整个电池模组的热失控甚至造成整个电池系统的火灾爆炸事故图7228Ah的磷酸铁锂电池100SOC状态下热失控产生三次射流火资料来源黎可等磷酸铁锂电池火灾危险性在模拟燃烧实验中锂电池的燃烧过程包括受热鼓胀初次射流火稳定燃烧多次射流火火焰熄灭等过程不同SOC电池中剩余的电荷余量100为满电请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明924北交所行业主题报告状态下锂电池会产生2-3次射流火100状态下热失控温度仅为167而燃烧峰值温度将达到573表3SOC达到100时热失控温度下降至167燃烧峰值温度上升至573SOC热失控温度TtrC峰值温度TtrC燃烧持续时间s02242621988502264321758100167573385资料来源黎可等磷酸铁锂电池火灾危险性开源证券研究所同时在机房汽车等类型的受限空间内锂电池的热失控自燃会产生大量可燃性气体及有毒气体可燃性气体主要包括烷烃类气体和一氧化碳有毒性气体主要包括一氧化碳氰化氢二氧化氮氯化氢等大量可燃性气体产生并聚集容易在短时间内形成爆炸性混合气体使爆炸成为大概率事件大量急性中毒类气体产生并聚集会对现场无防护人员造成速杀性致命伤害图8模拟汽车锂电池燃烧实验中车厢内有毒性气体短时间内即超过致死浓度数倍资料来源陈智明等受限空间内锂电池火灾扑救的试验研究2022年6月国家能源局公布防止电力生产事故的二十五项重点要求2022年版征求意见稿要求中针对火灾事故共提出12条细则其中针对锂电池铅炭电池储能站相关的细则包括电化学储能电站站址不应贴邻或设置在生产储存经营易燃易爆危险品的场所不应设置在具有粉尘腐蚀性气体的场所不应设置在重要电力设施保护区内中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池钠硫电池不宜选用梯次利用动力电池选用梯次利用动力电池时应进行一致性筛选并结合溯源数据进行安全评估锂离子电池设备间不得设置在人员密集场所不得设置在有人居住或活动的建筑物内部或其地下空间锂离子电池设备间应单层布置宜采用预制舱式站房式锂离子电池设备间单个防火分区电池容量不宜超过6MWh超过6MWh时室内应设置固定自动灭火系统系统的灭火效果和技术参数应符合本文件2126的规定请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1024北交所行业主题报告锂离子电池设备间内应设置可燃气体探测装置当H2或CO浓度大于50106体积比时应联动断开舱级和簇级断路器联动启动通风系统和报警装置铅酸铅炭液流电池室内应设置可燃气体探测装置联动启动通风系统和报警装置相较锂电池而言铅酸铅炭电池由于自身结构及反应机理主要使用稀硫酸水溶液作为电解液不会发生热失控自燃爆炸情况因此在锂电池使用受限制的特殊环境如人群密集场所或高价值设备机房其备电储能项目方面铅炭电池凭借其较高的安全性适用性更强且带来的安全隐患更少23经济性成本优势地区性峰谷电高价差推动铅炭电池储能站推广目前储能站盈利模式的其中一类是采取峰谷电价套利模式即储能站在谷时充电峰时放电以此补平电网负荷曲线的同时获取峰谷电价差值的收益参考2023年各省电网企业代理购电价格来看江苏上海浙江福建广东等省为代表性较强的省份选取谷时和高峰时段电价进行比较上海和福建的峰谷电价差值较小仅为056元052元KWh而广东则价差较大达到105元KWh表4广东省峰谷电价差较大达到105元KWh上海和福建则较小江苏上海浙江福建广东峰电元KWh120231041810149090151378谷电元KWh0324904775042480379603296差值0877405643059010521910484数据来源北极星太阳能光伏网开源证券研究所从全生命周期来考虑储能站的度电成本包括前期建设成本过程中充电成本及维护成本换电成本以及回收成本四大项以每个市内小型铅炭储能电站容量50KWh功率5KW使用年限为8年进行计算江苏广东等省可取得较高的投资回报率表5江苏广东等省小型铅炭储能电站可取得较高的投资回报率江苏上海浙江福建广东使用年限88888充电价格元KWh0324904775042480379603296总电量KWh1374791113747911137479111374791113747911建设成本元3750037500375003750037500年度维护成本元11001100110011001100年度充电成本元64989550849675926592回收收益元1050010500105001050010500维护充电成本折现元52228317320763659624859748425287447总成本元792283110020763929624886748427987447总度电成本元KWh0576307289067620631005810放电价格元KWh120231041810149090151378总收入1652911314322574139527551239374218944621项目NPV元860628243018114656507371890010957175请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1124北交所行业主题报告江苏上海浙江福建广东项目投资回报率1086342935009428713718数据来源北极星太阳能光伏网文军等储能技术全生命周期度电成本分析开源证券研究所目前的铅炭电池建造成本在035-1元Wh左右相较于锂离子电池08-2元Wh的成本而言具有较大的经济性优势同时随着铅炭电池的技术不断成熟电芯成本的不断降低采用铅炭电池作为电化学储能技术的经济优势预计不断增强表6铅炭电池具有成本优势储能技术输出功率放电时间h效率PCS建造成本元kWh寿命年铅炭电池kW级-100MW级025-575-85350-10008-10高温钠基电池100kW级-100MW级1-1075-852000-300010-15锂离子电池kW级-100MW级023-3080-90800-20005-10全钒液流电池kW级-100MW级1-2075-852000-400010锌基液流电池kW级-MW级05-1070-801000-200010钠离子电池kW级-MW级03-3080-90750-15005-10数据来源昆工科技问询回复开源证券研究所24应用场景5G基站储能方兴未艾铅炭更符合家庭储能安全性考量241基站储能5G基站储能联动虚拟电厂降低电费成本并实现储能盈利2022年8月26日深圳虚拟电厂管理中心正式揭牌设在南方电网深圳供电局主要负责深圳虚拟电厂的建设管理和日常运维预计到2025年深圳将建成具备百万千瓦级可调节能力的虚拟电厂逐步形成年度最大负荷5左右的稳定调节能力2022年12月14日深圳举行的2022碳达峰碳中和论坛暨深圳国际低碳城论坛上深圳虚拟电厂管理中心与中国铁塔中国电信中国移动中国联通华为数字能源等单位签订虚拟电厂建设合作协议将合力推动全市5G基站储能系统到2023年全部接入该中心为保障能源电力系统安全提供快速灵活的调节能力通信储能作为通信基站的配套基础设施是保障通信系统实现可靠运行的关键开年以来北京上海深圳宁夏大连吉林等省市宣布5G基站建设目标1月31日北京宣布将在2023年新建1万个以上5G基站2月8日宁夏宣布将在2023年新建5G基站2000个累计达到13000个2月11日上海计划2023年新建1万个5G基站2月10日深圳市工信局发布深圳市极速先锋城市建设行动计划计划指出要全面提升5G网络能效全年新增5G基站10000个2月13日吉林省通信管理局公布5G基站相关数据2022年建成5G基站13042个累计建成5G基站34092个并宣布了2023年目标力争新建5G基站8000个2月14日大连市通信管理局宣布全年全域将新建5G基站4000个以上力争年底建成19000个5G基站重点场所网络通达率提升至99我国5G基站的建设运营模式主要采用中国铁塔建塔引电建设基础配套设施移动联通电信三大主运营商租塔安装设备并进行网络运营的模式运营电费由铁塔代运营商统一向电力部门缴纳5G基站开通后电费成本开支已高于铁塔租费较大的5G基站耗电量已经成为阻碍5G和制约行业发展的一个重要因素利用储能装置在负荷高峰时期放电负荷低谷时期从电网充电减少高峰负荷需求节省用请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1224北交所行业主题报告电费用从而达到改善负荷特性参与系统调峰的目的同时节省电费最大限度套利基站电源系统主要分为交流供电系统直流供电系统两部分交流供电系统包含市电引入移动油机浪涌保护器交流配电箱等直流供电系统包含高频开关组合电源蓄电池等图9基站电源系统主要分为交流供电系统直流供电系统两部分资料来源刘军会等5G基站储能配置与需求响应可行性研究针对基站现有配电系统在交流配电箱后引入ESS储能系统在电价低谷时通过ESS储能系统PCS给储能电池充电在电价高峰时由储能电池反向放电以实现峰谷套利图10在交流配电箱后引入ESS储能系统以实现峰谷套利资料来源王龙新型储能系统在通信基站供电中的应用242家庭储能欧洲住宅储能安装热潮铅炭电池更符合木结构建筑安全考量欧洲光伏产业协会SolarPowerEurope数据表明欧洲部署的住宅储能系统总请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1324北交所行业主题报告储能容量在2020年首次突破1GWh而在2021年又增长了一倍多达到23GWh2021年住宅电池储能市场的规模是2014年的35倍欧盟各国在2014年仅安装了约9000套住宅电池储能系统而到2021年约部署了26万套住宅电池储能系统欧洲光伏产业协会在其中等情景预计2022年将达到39GWh将增长71这将使欧洲累计部署的住宅储能系统总储能容量达到93GWh根据该协会的预计欧洲在2022年将安装42万多块蓄电池这将使欧洲100多万户家庭使用住宅太阳能发电设施和住宅电池储能系统欧洲电池储能系统的电池通常是进口的现在面临着严重短缺的困境欧洲光伏产业协会认为住宅太阳能和储能系统的部署热潮将会持续下去根据该协会对中等情景的预计到2026年底欧洲将有390万户家庭部署住宅电池储能系统累计部署的储能容量将增长300以上达到322GWh而其高等情景预测超过44GWh德国是在欧洲领先的住宅电池储能市场2021年占欧洲住宅电池储能市场份额的59新建的住宅太阳能设施的电池储能系统配套部署率达到70并且还在进一步上升图11欧洲2021年部署住宅储能系统总容量突破2GW图12欧洲电池住宅储能系统总容量跃升至54GWh250060002000500040001500300010002000500100000201320142015201620172018201920202021201320142015201620172018201920202021住宅储能系统年部署容量MW容量MW数据来源中国储能网开源证券研究所数据来源中国储能网开源证券研究所目前欧美家庭用储能系统常见的安装方式为锂电池模组挂墙或锂电池储能柜放置于屋内等图13锂电池挂墙为主流储能电池安装方案之一图14屋内锂电储能柜同样为常见储能电池安装方案资料来源华美兴泰资料来源Lenercom欧美家庭住宅特别是独栋房屋存在大量木质结构因此储能电池安全性同样请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1424北交所行业主题报告是布置家庭储能电站较为重要的考量因素之一铅炭电池不会发生热失控自燃爆炸等安全性优势在木质结构家庭储能应用场景中得到展现同时欧美独栋住宅空间较大地下室车库等大面积空间富裕使用铅炭电池替代锂电池作为储能电池时对于体积较大重量较大等问题并不敏感图15家庭储能用铅炭电池安全性占优同时体积和重量较大的问题影响较小资料来源中国储能网3行业公司国内铅炭技术发展超10年昆工科技后起之秀北交所内目前从事铅炭电池生产的企业为昆工科技同行企业主要为天能股份南都电源圣阳股份超威动力等31昆工科技冶金电极板技术迁移切入储能开发大容量铅炭电池昆工科技是一家集有色金属新材料研发产品设计加工制造产品销售和技术服务为一体的国家级高新技术企业以节能降耗电极新材料及电极产品的研发设计和产业化生产为主业于2019年入选工业与信息化部首批专精特新小巨人企业是电化学冶金电极及电极新材料行业的创新型企业从近期财务方面来看昆工科技的营收净利润规模保持稳定营业收入和净利润三年CAGR均为183受制于国内冶金用电极板行业竞争较为激烈毛利率和ROE略有下降业绩快报显示2022年预计全年实现营业收入564亿净利润434465万元请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1524北交所行业主题报告图162022年昆工科技预计全年实现营业收入564亿净利润434465万元数据来源Wind开源证券研究所2022年9月昆工科技宣布开展新的铅炭电池业务线条2022年9月9日收到国家知识产权局颁发的发明专利证书发明专利为一种大容量铅炭储能电池及制备方法2022年下半年至今昆工科技在铅炭电池产能方面不断推进2022年12月公告显示位于云南省曲靖市麒麟区的全资子公司云南理工恒达新能源科技有限公司新型铅炭储能电池组装生产线已安装调试完毕经过系统投料生产测试能够正常稳定运行并批量生产产品同时正在生产送检产品拟送第三方检测待第三方检测结果符合国家标准以及小批量生产通过客户使用验证后将正式批量生产该生产线项目设计产能为年产2GW新型铅炭储能电池产能方面募投项目实施前的产能包括一条备案产能15万片年的铅合金阳极板生产线一条备案产能10万片年栅栏型阳极板生产线及一条备案产能为不锈钢阴极板铝合金阴极板各5万片年的阴极板生产线已经出现产能不足情况且主要生产基地昆工晋宁也已无多余场地进行进一步开发昆工科技原计划在昆明市晋宁工业园区二街镇投资建设昆明市晋宁区大容量铅炭长时储能电池板栅及储能电池项目以及在曲靖市麒麟区麒麟工业园区越州片区新田投资新建的年产10GWh新型铅炭长时储能电池生产基地项目鉴于土地供应时间不及预期环保政策等因素决议终止这两项建设计划并拟重新选址进行项目的投建请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1624北交所行业主题报告2023年2月公告显示昆工科技进一步推进产能规划签定投资协议书拟在银川高新技术产业开发区投资建设年产2000万kVAh新型铅炭长时储能电池生产基地项目该项目计划总投资24亿分两期建设同时拟在曲靖市陆良工业园区大莫古片区投资建设曲靖市陆良县铅炭储能电池用铝基铅合金复合材料项目实施主体为新设立的全资子公司昆工恒达云南新能源科技有限公司一期规划建设年产2500万片铅炭储能电池用铝基铅合金复合材料目前昆工科技的大容量铅炭电池在技术层面具有较多优势单体容量大500Ah片组群数量少便于电池系统管理监测维护大容量电池生产工艺不同于常规电池省去多道工序没有分板铸焊工序减少了车间铅尘铅烟污染从而节省设备投资降低原料损耗和职业健康危害回收拆解更方便更安全残值更高使用成本更低更好的充放电接收能力100深度放电后以235V单体恒压限流015C充电放电效率98以上过充过放性能温度适应性使用环境温度范围为-4060自放电极低静置7天后剩余容量大于99静置60天后剩余容量大于9070DOD循环寿命大于4000次储能电池度电成本低于05元KWh图17昆工科技所生产的铅炭电池单体容量更大资料来源昆工科技官网官方微信公众号请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1724北交所行业主题报告32天能股份完成首个电网侧铅炭储能站与太湖能谷合作协议达30GWh天能股份是一家以电动轻型车动力电池业务为主集电动特种车动力电池新能源汽车动力电池汽车起动启停电池储能电池3C电池备用电池燃料电池等多品类电池的研发生产销售为一体的国内电池行业领先企业财务方面近期天能股份业绩逐渐回暖2022年全年天能股份实现营业收入41882亿元同比增长818归母净利润1908亿元同比增长3935图182022年天能股份营收及归母净利润重回增长区间数据来源Wind开源证券研究所在储能备用电源方面天能股份主要提供铅炭锂电双重技术路线解决方案满足客户不同产品需求其研制的长寿命高功率铅炭超级电池已通过浙江省经济和信息化厅新产品鉴定确认为省级工业新产品2020年天能股份参与建设10千伏雉城储能电站这一储能电站是浙江省首座电网侧储能电站也是全国首个电网侧铅炭式储能电站电站核心储能单元由天能生产的20160只铅炭电池组成2022上半年天能股份铅炭储能业务营收约7660万元较2021年同期增长超7倍下游客户有中电投国电网中国移动等2022年12月13日天能股份发布公告2023-2025三年太湖能谷在其所实施的储能项目中采用天能股份的铅炭电池电芯总量合计不低于30GWh的战略合作意向并签署了储能项目战略采购合作协议请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1824北交所行业主题报告图19天能股份已有如雉城储能电站等铅炭电池储能站建设成功项目数据来源天能集团官网33南都电源铅炭应用超10年累计签约储能电站总容量近1900MWh南都电源是国家高新技术企业一直专注于高端工业电池及新能源领域提供以先进阀控密封电池锂离子电池燃料电池为核心的系统化产品解决方案及运营服务主营业务包含通信及数据智慧储能新能源动力全系列产品和系统的研发制造销售服务及环保型资源再生从财务情况来看南都电源总营收保持上涨趋势但在2020-2021年均录得净利润亏损截至2022Q3南都电源取得营业收入8486亿元同比下降1597净利润608亿元结束亏损局面图20南都电源在2022Q3实现608亿元净利润结束亏损请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明1924北交所行业主题报告数据来源Wind开源证券研究所南都电源对于铅炭电池的研究历史较长从2010年南都电源就已经开始研究铅炭电池项目2011年进入批试阶段2012年铅炭电池中标国内第一个新能源示范城市兆瓦级储能项目吐鲁番示范区屋顶光伏电站暨微电网试点工程储能电池系统2013年铅炭电池通过国家级能源科学技术成果鉴定并中标珠海万山海岛6MWh新能源微电网示范项目浙江鹿西岛4MWh新能源微网储能项目张北国家风光储输示范工程项目等2014年在湖北省葛店经济技术开发区投资建设年产1000万kVAh新能源电池项目项目重点产品为针对节能环保汽车启停系统用高性能铅炭电池2015年中标中能硅业储能电站工程实施项目项目容量达12MWh2016年与中恒普瑞就共同实施储能容量为6864MWh的储能项目签订了电力储能电站项目合作协议2017年中标中国移动政企分公司信息港四号地A2-1A2-2数据中心项目储能及备电服务采购中标总容量1217MWh与无锡星洲能源等四家公司签署合计容量为96MWh的储能电站项目投资服务合同累计签约储能电站总容量近1900MWh2018年完成铅炭起停电池的开发完成并通过验收34圣阳股份合作日本古河2018年参与制定储能用铅炭电池国标圣阳股份是国内最早自主研发和生产阀控密封式铅酸蓄电池的企业之一为国际先进铅酸蓄电池联合会ALABC成员中国电池工业协会常务理事单位中国电器工业协会铅酸蓄电池分会理事单位中国照明学会新能源照明专委会会员中国电源学会会员等圣阳股份是山东省第一批高新技术企业拥有山东省人民政府认定的企业技术中心和山东省科技厅认定的高能环保铅酸蓄电池工程技术研究中心拥有多项核心技术财务方面2022Q3圣阳股份业绩取得较大提升营业收入达到1932亿元同比上涨2966净利润达到915512万元同比上涨22231图212022Q3圣阳股份业绩取得较大提升净利润同比上涨22231请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明2024