北交所行业主题报告：铅炭电池储能研究，通信基站及家庭储能安全先行

北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 1 / 24 2023年03月27日 《武汉蓝电：电池检测设备“小巨人”，募投拟扩充产能、布局动力电池领域—北交所新股申购报告》-2023.3.24 《紧跟6G发展方向巩固通讯领域配套优势，拟定增扩产乘势航天发展机遇—北交所信息更新》-2023.3.24 《车用胶管及总成“小巨人”，紧跟行业趋势精进工艺、丰富产品结构—北交所首次覆盖报告》-2023.3.23 铅炭电池储能研究，通信基站及家庭储能安全先行 ——北交所行业主题报告 诸海滨（分析师） zhuhaibin@kysec.cn 证书编号：S0790522080007 ⚫ 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。 相关研究报告 北交所研究团队 北交所研究 北交所行业主题报告 开源证券 证券研究报告 北交所行业主题报告 请务必参阅正文后面的信息披露和法律声明 2 / 24 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 ................................................................................................. 4 1.1、 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 ........................................................................ 4 1.2、 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 .............................................................................. 5 2、 安全先行，铅炭电池更适应高价值设备及人群密集储能 ..................................................................................................... 7 2.1、 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 ...................................................................... 7 2.2、 安全性：铅炭更适应高价值设备及人群密集场所储能需求 ...................................................................................... 9 2.3、 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 ...................................................................... 11 2.4、 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 .................................................................. 12 2.4.1、 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 ................................................... 12 2.4.2、 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 ............................................. 13 3、 行业公司：国内铅炭技术发展超10年，昆工科技后起之秀 ............................................................................................. 15 3.1、 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 ........................................................................ 15 3.2、 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 .......................................................... 18 3.3、 南都电源：铅炭应用超10年，累计签约储能电站总容量近1900MWh ................................................................ 19 3.4、 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 ....................................................................... 20 3.5、 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 ............................................................................ 21 4、 估值情况：市场对铅炭电池估值存在分歧........................................................................................................................... 22 5、 风险提示 .................................................................................................................................................................................. 22 图表目录 图1： 我国储能装机规模稳步提升（GW） ................................................................................................................................. 5 图2： 2020年国内电化学储能装机量占9.2% ............................................................................................................................. 6 图3： 2020年国内铅蓄电池仅占到电化学储能10.2% ............................................................................................................... 6 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7： 228 Ah的磷酸铁锂电池，100%SOC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 .................................