蓄电池的行业发展分析以及趋势
珠海市科宏电子科技有限公司
型号：KH6000
目录
一、铅酸蓄电池行业发展规模
二、储能型铅酸蓄电池行业发展分析预测
1、储能型铅酸蓄电池行业发展分析预测
2、太阳能发电储能用铅酸蓄电池需求现状
3、太阳能发电储能用铅酸蓄电池需求预测
三、储能技术的分类及发展趋势
1、物理储能
2、化学储能
3、其它储能技术
四、结束语
一、铅酸蓄电池行业发展规模
铅酸蓄电池是化学二次电池中市场份额最大、使用范围最广的电池，特别是在起动和大型储能等应用领域，在较长时间尚难以被其他新型电池替代，它也是电池行业中资源循环利用最好的产品，大部分的铅酸蓄电池都可以被收集、循环利用，符合我国可持续发展的政策目标。铅酸蓄电池价格较低，具有技术成熟、高低温性能优异、稳定可靠、安全性高、资源再利用性好等比较优势，市场竞争优势明显，面对环保整治和相关行业规范政策的实施，我国铅酸蓄电池行业转型升级需求日渐迫切。相对于其他电池金属材料，铅资源比较丰富，铅储量和再生铅保证铅酸蓄电池产业可持续发展的年限相对较长，铅酸蓄电池大量应用，较长时间内不会造成铅资源短缺。
在全球市场范围内，汽车工业、通讯、电力、交通铁路、计算机等基础产业发展十分迅速，这些行业都处于一个高成长时期，对蓄电池的需求日益增长，大大促进了蓄电池行业的发展，铅酸蓄电池由于其技术成熟、安全性高、循环再生利用率高、适用温带宽、电压稳定、组合一致性好及价格低廉等优势，在电池市场占据主导地位。2017年，全球铅酸蓄电池市场规模约为429亿美元，同比增长1%。
如今，铅酸蓄电池已伴随着经济的快速发展而成为人们生活中常见的“消费品”。将铅酸蓄电池行业转型升级，是加快生态文明建设和绿色循环低碳发展的内在要求，也是践行“绿水青山就是金山银山”的生动实践。实现铅酸蓄电池产业的可持续发展，关键在于如何把经济与环保两者有效地结合，最大程度地实现多方共赢，在促进经济快速发展的同时最大限度地减少环境污染，从而营造出一个和谐、健康的经济社会环境。
2010-2017年全球铅酸蓄电池市场规模走势
在铅酸蓄电池产品结构中，启动型铅酸蓄电池占比最大，达到48%，其次是动力型铅酸蓄电池，占比为28%，备用与储能型铅酸蓄电池占比为15%。
全球铅酸蓄电池产品结构（单位：%）
不过环境问题将是影响未来铅酸蓄电池市场的关键因素。铅酸蓄电池生产过程大量使用重金属铅，如果不能有效控制污染物排放，会对环境造成不良影响，铅酸蓄电池发展面临着较大的社会舆论压力。因此，构建废旧铅酸蓄电池规范化回收体系，对加实现产业绿色循环可持续发展，推进生态文明建设具有十分重要的意义。美国铅酸蓄电池的用铅量约占全国用铅总量的 95%以上，由于法规健全和有效的管理，铅酸蓄电池生产造成的铅排放仅占总排放量的 1.5%，2008 年美国政府已将铅酸蓄电池生产从主要铅污染源中排除。
除此之外，减少车辆排放和改进燃油效率，也将导致汽车用铅酸蓄电池市场的变化，预计未来 5 年将基本维持 1%的增长速度。
2018-2023年全球铅酸蓄电池市场规模预测
二、储能型铅酸蓄电池行业发展分析预测
1、储能型铅酸蓄电池行业发展分析预测
2015-2017年间，风电投资规模变动幅度比较大，2017年风电建设投资规模为1089亿元，同比上升18.50%。2017年，我国风电累计装机容量达到194310MW，在全球累计风电装机容量的占比为35.54%。2017年，我国风电新增装机达到25620MW，约占全球风电市场份额的43.20%，以绝对优势领跑全球风电市场。
我国中小型风力发电机一般都采用铅酸蓄电池储能，从风力发电储能用铅酸蓄电池需求发展来看，行业几乎从无到有，随着我国风力发电行业装机容量的不断扩大，我国风力发电储能用铅酸蓄电池需求规模也呈现不断攀升趋势，利用风力发电储能用铅酸蓄电池在储能用铅酸蓄电池需求中的占比，推算2017年风力发电储能用铅酸蓄电池的需求规模约738.29万千伏安时。
2009-2017年风力发电储能用铅酸蓄电池的需求规模走势
风能受自然环境的影响大决定了其所发电力是不稳定的，直接上网将对大电网产生很大冲击。而将这些不稳定的电能先储存到铅酸蓄电池中，再输出的电则是电网可接受的稳定电力。铅酸蓄电池的这种储能、转化作用，对于推动风电发展，具有重要的现实意义。根据我国新能源振兴规划，我国风力发电将会保持较高的增长率发展，到2020年我国风电总装机容量将提高至约1.5亿千瓦，从而我国风力发电储能用铅酸蓄电池也必将随着我国风力发电的不断发展得到强大的拉动。预测到2023年末，我国风力发电储能用铅酸蓄电池的需求约为1077.27万千伏安左右。
2018-2023年中国风力发电储能用铅酸蓄电池的需求走势
2、太阳能发电储能用铅酸蓄电池需求现状
2017年，我国光伏累计装机容量高达100480MW，新增装机容量57300MW，较上一年有所上升。
在储能领域，太阳能的离网发电系统以及大型太阳能的并网发电系统都需要储能电池，目前小型太阳能离网发电系统普遍采用阀控铅酸蓄电池组作为储能装置，随着太阳能发电机组由千瓦级发展到兆瓦级，对储能系统大型化的要求越来越高。同时，由于发电系统地理位置的限制，该领域对产品的重量要求较低，更关注产品的安全可靠性、成本高低、深度放电循环寿命、充电接受能力和高低温放电性能，尤其是作为大型储能电源，其价格和运行费用往往是能否普及推广应用的关键。因此，采用涂膏式胶体电池技术的阀控铅酸蓄电池是最适合的储能电池。从下表可以看出，我国的太阳能发电储能用阀控铅酸蓄电池已处于商业化运行阶段。
利用太阳能发电储能用铅酸蓄电池在储能用铅酸蓄电池需求中的占比，推算2017年太阳能发电储能用铅酸蓄电池的需求规模超过900.05万千伏安时。
2009-2017年太阳能发电储能用铅酸蓄电池需求规模走势
3、太阳能发电储能用铅酸蓄电池需求预测
中国光伏产业近年来快速扩张，对于不断升级的欧美“双反”，中国光伏企业拼死抗争，中国政府也积极反击，同时还出台一系列政策以提振光伏产业内需。为鼓励国内光伏市场发展，我国政府《太阳能发电发展“十三五”规划》在装机容量的规划上指出，在十二五规划的良好基础上继续深化目标发展：坚持应用市场与消纳空间协调发展；坚持上游制造与下游市场协调发展；坚持应用市场与消纳空间协调发展；坚持产业升级与技术进步协调发展。到“十三五”末，力争太阳能发电规模较2015年翻两番，成本下降30％。
“十三五”规划对风电行业目标有：到2020年底，太阳能发电装机容量达到1.6亿千瓦，年发电量达到1700亿千瓦时；年度总投资额约2000亿元。根据推算数据，采用多项式拟合预测到2023年，中国太阳能发电储能用铅酸蓄电池的需求量超过1200万千伏安时。
2018-2023年中国太阳能发电储能用铅酸蓄电池需求情况走势
三、储能技术的分类及发展趋势
到目前为止，针对不同的领域、不同的需求，人们已提出和开发了多种储能技术来满足应用。全球储能技术主要有物理储能、化学储能（如钠硫电池、全钒液流电池、铅酸电池、锂离子电池、超级电容器等）、电磁储能和相变储能等几类。
1、物理储能
物理储能技术主要有抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。相比化学储能来说，物理储能更加环保、绿色，利用天然的资源来实现。抽水蓄能电站是通过配备上、下游两个水库，负荷低谷时设备工作在电动机状态，将下游水库的水抽到上游水库保存，而负荷高峰时设备工作于发电机的状态，利用储存在上游水库中的水发电，见图1。由于技术成熟，抽水储能电站已成为电力系统中应用最为广泛的储能技术，目前我国在建的抽水蓄能电站装机约11400MW，预计至2010年底抽水蓄能电站的总装机可到17500MW左右。
压缩空气蓄能电站是一种调峰用燃气轮机发电厂，主要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在典型储气压力为7.5MPa的高压密封设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。世界上第一个商业化CAES电站是1978年在德国建造的Huntdorf电站，装机容量为290MW，换能效率77%，运行至今，累计启动超过7000次，主要用于热备用和平滑负荷。和抽水蓄能电站相比，CAES电站选址灵活，它不需建造地面水库，地形条件容易满足，目前压缩空气蓄能电站已经在一些发达国家得到广泛应用。
飞轮储能（FW，FlyWheels），是通过机械能和电能的相互转化来实现充放电。它是以高速旋转的飞轮铁芯作为机械能量储存的介质，利用电动/发电机和能量转换控制系统来控制能量的输入和输出。飞轮储能对制作飞轮的原材料和技术要求很高，直到20世纪90年代才得以飞速发展，用于不间断电源（UPS）/应急电源（EPS）、电网调峰和频率控制等领域。我国在这方面的研究才刚刚起步。
物理储能如抽水蓄能、压缩空气储能具有规模大、循环寿命长和运行费用低等优点，但是需要特殊的地理条件和场地，建设的局限性较大，且一次性投资费用较高，不适合较小功率的离网发电系统。从发展水平及实用角度来看，化学储能比物理储能具有更广阔的应用前景。
2、化学储能
铅酸电池是最老的也是最成熟的化学储能方法，已有100多年的历史，广泛用于汽车启动电源、电动自行车或摩托车动力电源、备用电源和照明电源等。铅酸电池电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液。充电时，正极主要成分为二氧化铅，负极主要成分为铅；放电时，正负极的主要成分均为硫酸铅。铅酸电池可靠性好、原材料易得、价格便宜，但是其最佳充电电流为0.1C左右，充电电流不能大于0.3C，放电电流一般要求在0.05～3C之间，很难满足功率和容量同时兼顾的大规模蓄电要求。同时，铅酸电池不可深度充放电，100%放电条件下对电池的寿命影响非常大（满充放电条件下电池的循环寿命不足300次），并且充电末期水会分解为氢气、氧气体析出，需经常加酸、加水，维护工作繁重，因此不适合在智能电网领域应用。
3、其它储能技术
超导电磁储能是把电能转化为磁能储存在超导线圈的磁场中，通过电磁相互转换实现储能装置的充电和放电。由于超导状态下线圈没有电阻，因此超导储能的能量损耗非常小。但由于超导状态要求线圈处于极低温度下才能实现，而低温需耗费大量能源，且不易小型化，所以该项技术正处于研究开发阶段。
相变储能是利用某些物质在特定温度下，通过相变来吸收或释放能量，如冰蓄冷、水蓄热储能，可以应用于中央空调等领域，是一种新兴的储能技术。
四、结束语
铅酸电池储能技术经过长久的发展与进步，主体技术框架以及其经济性已经被广泛认可，在国家政策和市场的双重助力下得到了较好的发展，技术的变革时刻影响着成本与产业链平衡，因此投资者在大批量投入生产时不得不面对技术更新换代的风险，一不小心就被甩了一个次元。此外，不少企业仍在等待国家出台补贴政策，如补贴光伏产业般对储能行业进行大范围补贴，因此还处于观望的姿态，事实上，无论是否会有补贴，抢先投入市场的企业势必会抢占市场高地。
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