在SMM主办的 2023 SMM第十二届金属产业年会 - SMM铅年会 上，中国南方电网深圳供电局有限公司教授级高级工程师杨忠亮针对新型电力系统下储能电池需求及市场情况做出分析。 我国碳达峰、碳中和目标明确要求: 要构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制石化能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。 新型电力系统特征 新型电力系统是以新能源为供给主体、以确保能源电力安全为基本前提、以满足经济社会发展电力需求为首要目标，以坚强智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，具有清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统。 新能源比例持续提高 “双碳”目标形成的低碳约束，要求电力系统的能源供应体系由 传统化石能源为主体向非化石能源为主体转变。 具有高度灵活性以适应风光电的间歇性和波动性 风光等新能源发电，间歇性、波动性的特征使新型电力系统 波动性、不稳定性增强。 高度数字化、智能化、互联化 新型电力系统将实现电力设备与智能电网深度融合，并构建连接发电、输电、用电、储能等各环节电力设备的智慧物联系统。 电力系统智能化水平不断提高，使厂站交直流电源、通信电源、配网电源、机器人、无人机等专用电源，还有直流配电网、新能源、储能、多站融合、备电储能、 虚拟电厂 等，直接或相关交直流电源及供配电技术发展和应用在多领域应用日益广泛。 储能是必须环节 储能就是利用专门装置与系统将能量储存，在需要时将能量释放，实现 能量在时间和（或）空间上的转移 ，这是推动可再生能源大规模接入电网的必须环节。 新型储能快速发展 国家发展改革委 国家能源局关于印发《“十四五”新型储能发展实施方案》，到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件。到2030 年，新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控，技术创新和产业水平稳居全球前列，市场机制、商业模式、标准体系成熟健全，与电力系统各环节深度融合发展，基本满足构建新型电力系统需求，全面支撑能源领域碳达峰目标如期实现。 储能在电力系统中的应用 储能在电力系统中的应用越来越广泛，有着十分重要的作用和潜力。主要应用： 1、能量调度和峰谷填平： 可存储电力并在需要时释放，用于平衡电力系统的供需差异,平滑电力负荷曲线。 2、可再生能源的平滑输出： 可解决可再生能源的间歇性和波动性问题。可以存储可再生能源的过剩电能，并在需要时释放，使可再生能源的输出平滑化，提高其可靠性和可预测性 3、微电网支持： 可与分布式能源集成，在微电网中提供电力存储和调度功能。其为微电网提供了更高的独立性、稳定性和可持续性。 4、频率和功率调节： 可通过快速响应来进行频率和功率调节，帮助电力系统维持稳定的电压和频率。可在短时间内提供或吸收电力，以应对突发的负荷变化或电力波动，提高电网的可靠性和稳定性。 5、输电线路容量提升： 可在输电线路中存储电力，并在需要时释放，帮助提高输电线路的容量和效率。以减少对新建输电线路的需求，降低电网扩容的成本和对环境的影响。 6、备用电源和应急供电： 可作为备用电源和应急供电系统，保障关键设施和用户在电网故障或停电情况下的电力供应。可迅速启动，并在电力中断时提供可靠的应急电力。 铅酸蓄电池如何适应新型电力系统 铅酸蓄电池如何适应新型电力系统的要求？ 更加可靠、长寿命、少维护、良好的经济性——需要技术创新。 蓄电池技术创新探索 蓄电池技术创新1： 创新技术：加强蓄电池寿命评估及延寿研究。 目标：提高蓄电池性能质量，延长蓄电池使用寿命。 创新技术2：加强蓄电池SOC及蓄电池寿命影响因素的研究。 目标：提高蓄电池在状态下的可估性，满足备电储能的新应用方式。 创新技术3：加强蓄电池的数字化运维管理的研究。 目标：加强直流电源系统的数字化和智能化发展。 创新技术4：加强蓄电池组备电储能运行的可行性研究。 目标：降低电池充电电压，降低电池充电温度，提高电池可靠性，稳定性，延长蓄电池使用寿命。 创新技术5：电力系统多站融合应用对蓄电池技术要求的研究。 目标：降低电池充电电压，降低电池充电温度，提高电池可靠性，稳定性，延长蓄电池使用寿命。 适应性技术创新 适用各类应用场景方面的技术创新，比如电池技术： 耐高温电池、高安全性能、耐低温电池、提高电池充放电效率、高能量密度电池。 储能电池需求日益增大 截至2022年底，全国新型储能装机中，锂离子电池储能占比94.5%、压缩空气储能2.0% 、液流电池储能1.6%、铅酸（炭）电池储能1.7%、其他技术路线0.2% ，飞轮、重力、钠离子等多种储能技术也已进入工程化示范阶段。 今年上半年，我国新型储能装机规模持续快速增长，已投运项目数量达850个，是去年同期的两倍多；已投运新型储能累计装机量达20吉瓦。 其中，2022年装机量为13.1吉瓦，今年上半年装机量为6.9吉瓦。 研究机构认为 全球新增储能装机容量有望在2023年创下纪录，新增装机容量有望达到42GW/99GWh，随着新增装机容量竞价和公用事业公司采用储能提议令储备项目越来越多，政府投资和政策开始见效。 随后直至2030年将以27%的复合年增长率增长，其中2030年年新增装机容量达110GW/372GWh，到2030年全球储能系统装机容量预计将超1.6TWh以上。 亚太地区在储能装机容量（以GW计）方面保持领先，2030年将占新增装机容量的近一半（47%）。中国之所以领先，很大程度上是因为自上而下强制性要求大型风电和光伏配建储能。其他市场也制定了促进储能的新政策。 广东省推动新型储能产业高质量发展的指导意见 发展目标： 新型储能产业链关键材料、核心技术和装备自主可控水平大幅提升，全产业链竞争优势进一步凸显，市场机制、标准体系和管理体制更加健全，大型骨干企业规模实力不断壮大，产业创新力和综合竞争力大幅提升。 到2025年，全省新型储能产业营业收入达到 6000亿元，年均增长50%以上，装机规模达到300万千瓦。 到2027年，全省新型储能产业营业收入达到1万亿元，装机规模达到400万千瓦。 总结 新型电力系统对电池需求 电池的要求：本质安全、经济性、长寿命，少维护。 储能在电力系统中的应用不仅提供了能源的灵活管理和优化，还提升了电网的可靠性、稳定性和可持续性。 随着技术的不断发展和成本的降低，储能系统的应用前景更加广阔。

在由SMM、重庆市江津区人民政府、上期所共同共同主办的 2023 SMM第十二届金属产业年会 - SMM锌业年会 上，SMM锌品目高级分析师韩珍对2024年锌市场做出展望，并对长单情况进行预测。她表示，矿端方面，2023年海外锌矿增量不及预期，预计2024年产量或增加明显。进口方面，2023年二季度锌精矿进口窗口开启激发进口流入，预计2024年进口锌矿数量或将维持高位。供应端压力加大，预计2024年中国锌锭端或将呈现小幅过剩的状态。 2023年辅料价格回落 国内矿75%分位成本曲线降至13000元/金属吨 进入2023年以来，辅料价格呈现回落态势，2023年国内矿75%分位成本曲线降至13000元/金属吨，2022年同期该分位成本曲线还在13800元/金属吨。 海外锌矿产量增量不及预期 预计2024年产量增幅明显 据SMM调研显示，2023年在多方因素影响下，海外锌矿产量增量或不及预期，其中秘鲁以及澳大利亚矿及加拿大贡献海外矿主要减量，不过到2024年，SMM预计海外锌锭产量或将增加明显，同比增幅在4%左右。 预计2023年国内锌精矿产量同比增加10万金属吨 国内锌精矿产量方面，进入2023年，随着锌价的持续走低，国产矿加工费下行难抵锌价走低利润差额，国内矿利润弱势运行，SMM预计2023年锌精矿累计同比增加10万金属吨。 》点击查看SMM数据库 进口矿方面： 海外港口发货量有所抬升 据SMM调研显示，海外出港数据自进入2023年以来整体重心上移，预计后续或逐步传导至到货。 由于中国连云港是进口锌精矿主要存放地，因此，锌精矿进口量与连云港库存存在强关联性，能一定程度上反应国内锌精矿进口量，可以通过看连云港的库存波动来测算进口矿流入情况。数据显示，自7月份以来，国内锌精矿进口量有所提升。 2023年二季度锌精矿进口窗口开启激发进口流入 预计2024年进口量维持高位 2023年二季度，锌精矿进口窗口开启，引发进口锌流入，据海关数据显示，1~9月我国锌矿进口同比增加23%，SMM预计2024年进口锌矿数量或将维持高位。 进口锌矿加工费报价大幅走低 反映远端锌矿偏紧预期 自进入2023年以来，进口锌矿加工费报价大幅走低，反映出远端锌矿偏紧预期；国内方面，自2023年三季度以来，国内冶炼厂原料库存也有所下行。 此外，据SMM调研显示，自二季度以来，国内锌精矿进口窗口间歇性开启，进口锌精矿的流入，有效缓解了国内矿紧缺的情况。 2024年精炼锌产量或达到675万吨 精炼锌产量方面，在高利润刺激下，炼厂开工率处于近几年同期高位，带动精炼锌产量提升。SMM预计全年精炼锌产量或达到675万左右。 冶炼厂合金比例逐年提升 据SMM调研显示，2023年，冶炼厂进一步抬升压铸合金生产比例，热镀合金产量自2023年6月以来呈现上行趋势，占比逐年提升。 再生锌方面，此前随着锌价下跌，再生锌企业亏损严重，不过随着锌低位反弹，再生锌企业利润低位修复，相较此前有明显上升。 2023-2025年国内冶炼新投产能 SMM调研了国内2023年到2025年矿产锌和再生锌的新投产能情况，从中发现，新投产能多集中在2023年下半年以及2024年。 进口窗口打开 锌锭流入量大幅增加 2023年进口窗口间歇性开启，其中5月、9月等多个月份在进口窗口开启之际，锌锭流入量大幅增加。 消费端： 2023年基建项目集中开工 助推镀锌结构件开工率保持平稳 终端消费方面，2023年国内镀锌开工率整体走势相对平稳，主要是受2023年基建项目集中开工带动。 “保交楼”政策下 国内房屋竣工面积累计同比增速率先转正 虽然商品房销售面积走弱，不过在保交楼政策下，国内地产竣工面积累计同比增率先转正。 基建投资支撑国内锌主要需求 基建投资支撑着国内锌主要消费需求，数据显示，传统交通运输累计同比实现高增长，电网投资增速开始放缓。 汇率走高 带动镀锌板出口订单改善 自2023年7月以来，随着汇率的走高，带动镀锌板出口订单改善，镀锌板出口量有所攀升，重新回归正增长。 内销走弱叠加出口减少 压铸企业开工弱势运行 压铸行业方面，据SMM数据显示，2023年压铸锌企业开工率整体维持弱势运行，主要是因为内销走弱叠加出口减少导致，国内压铸行业订单表现疲软。 汽车半钢胎数据表现亮眼 带动氧化锌企业开工超预期 氧化锌方面，进入2023年以来，我国汽车产量整体维持上升趋势，汽车半钢轮胎开工率维高位，表现亮眼，带动国内氧化锌企业开工率超预期，2023年氧化锌行业开工稳步上行。 2023年汽车和家电数据超预期 终端方面，进入2023年，汽车和家电销量数据表现超预期，纷纷实现同比正向增长。 库存方面： 国内库存维持低位 LME库存开始下降 库存方面，据SMM数据显示，近期，国内显性库存维持在较低的位置，LME库存在经历此前的一波短暂拉升后也开始下降。 其中因长单比例减少，SMM精炼锌冶炼厂月度成品库存有所积压，成品库存处于近年来的高位。 贸易商长单比例降低+仓库质押问题尾端影响 显性库存入库量大幅减少 SMM整理了上海和广东地QS锌锭出入库的情况，从其中得出结论，因贸易商长单比例降低，加之仓库质押问题尾端影响，显性库存入库量大幅减少。 供应压力加大叠加进口预期量增加 警惕国内现货升水高位回落 在国内库存低位的情况下，低库存开始逐步驱动上海、广东、天津等地的锌现货转为升水，欧洲近期现货升水开始加速走弱。在供应压力加大叠加进口预期增加的背景下，需要警惕国内现货升水高位回落。 2024年供应端压力加大 SMM整理了2021年2025E年的矿端以及锭端供需平衡情况，预计2024年中国锌锭端或将呈现小幅过剩的情况，供应端压力加大。

10月31日讯：   储能的进阶之路 —— 储能系统   储能系统 储能系统主要分为集中式、集散式、分布式、智能组串式和高压级联。分类方式是由电池簇、 PCS 、 BMS 、 EMS 等关键部分通过不同集成方式区分   集中式   作为行业中第一代主流集成路线，集中式储能系统直流侧为普通电池仓，交流侧包含功率变压集装箱，其主要由 PCS 和变压器组成。两个集装箱通过直流电缆相连。由于低成本和低技术门槛的优势，迅速占领储能市场，主要面向源网侧的大型储能电站。然而集中式储能系统，因直流侧电池存在一定电性能差异，个别电池的充放不完全，带来严重的环流问题（各电池簇电压被强制平衡，当内阻较小的电池簇电量充满或放光后，其他电池簇必须停止充放，造成电池簇间充不满、放不尽，造成电池容量损失和温度升高，加速电池衰减，降低电池系统可用容量）。从运维角度来看，预制电池仓单体占地面积大，灵活性差，不支持新旧电池混用，补电困难，后期运维管理难度增加   图 1 ：集中式储能系统示意图   集散式 为解决这个问题，第二代集成路线集散式采用优化器（ DC/DC ）搭配电池簇再接入直流母线，再通过 PCS 接入电网。虽然解决直流侧的环流问题，但是设备成本增加，同时储能系统循环效率下降，并网调试时间增加   图 2 ：集散式储能系统示意图   分布式 在前两代集成路线基础上，决定改变直流侧构成，采用电池簇 +PCS+BMS+ 温控消防系统来做成一体化的小机柜，每个小机柜由独立的 BMS 和 PCS 控制，储放深度可以做到 100% 。高度集成的小机柜的方式既灵活，又能快速扩容，同时系统效率高于前两代集成路线   图 3 ：分布式储能系统示意图   智能组串式 新一代集成路线之一，基于分布式储能系统架构，每簇单联 PCS ，再采用能量优化器，对插箱进行能量管理，优化系统容量；电池簇搭配智能控制器，消除簇级之间并联失配。   图 4 ：插箱级优化示意图   图 5 ：电池簇级优化示意图   高压级联式 新一代集成路线之一，高压级联的储能方案通过电力电子设计，实现无需经过变压器即可达到 6-35kv 并网电压。优势在于无电芯并联，易于更换；系统效率高，电芯容量利用充分。 技术方面，一方面， 高压级联方案每一相都是 35kv ，电磁环境恶劣，对 BMS 控制提出更高要求。另一方面，高压级联方案为交流侧并联，选择多个 H 桥连接， ABC 三相交流电，每一相都有多个 H 桥串联， 可靠性降低，为了提升可靠性，必须进行冗余设计，如果某个 H 桥故障，可以切换到旁路电路。因此，高压级联技术对系统布局和组装的要求较高，在业主端的认证周期较长。运营方面， 35kv 储能系统中直流侧和交流侧放在同一位置，运行维护的难度加大，需要专业运维人员 图 6 ：高压级联示意图 》点击查看SMM新能源产业链数据库 SMM新能源研究团队 王聪 021-51666838 马睿 021-51595780 杨玥 021-51666856 袁野 021-51595792 冯棣生 021-51666714 徐颖 021-51666707 吕彦霖 021-20707875 柳育君 021-20707895

10月31日讯： 储能的进阶之路 —— 储能仓   综述 储能仓提升容量的两个途径：1）提升电芯容量和性能；2）在其他结构件PCS、EMS和消防系统等采取压缩体积的方式，加大电池在仓内占比。从远期来看，电芯在现有尺寸下，容量几乎达到一个峰值，想要继续提升容量密度，可能需要在正负极材料上花费较多功夫，或是选择研发新的电池技术如锂聚合电池。在这种情况下，下一代迭代方向应该会在仓内结构的设计调整上，在保证安全的同时提高电池仓的容量   随着新能源行业的不断发展，行业对电力储能仓提出更高的性能要求，即更高的容量，更小的体积和更完善的安全防范措施。但是实现这一目标不仅仅是提升电芯就可以做到的，储能系统作为一个复杂的集成产品，其主要由直流侧和交流侧构成。目前直流侧普遍由电池簇，液冷系统、 BMS 系统和消防系统组成；交流侧主要包含 PCS 、变压器和 EMS 。储能仓的进阶离不开这些主要组件的升级   电芯 作为储能最基础和最重的组件，其容量和性能很大程度上决定了电池仓的容量和性能。以市场中较为常见的是 280Ah 电芯为例，如仓内有 10 个簇，每簇的电芯个数为 416 个，单仓的容量可达 3.72MWh 。目前各家电芯厂已从 280Ah 完成产品迭代，逐步从 280Ah, 过渡到 305Ah ，再更新到最近的 314Ah ，甚至有厂家电芯容量可做到 320Ah 。如果在其他条件不变的情况下， 314Ah 电芯可以将单仓容量做 4.2MWh ，容量提升约 13% 左右。值得关注的是每家电芯在升级容量的同时，基本都做到与 280Ah 尺寸一致。   图 1 ：电芯示意图   插箱 插箱可以理解成一个小的集成产品，是电芯组装到 Module ， Module 再集成为插箱。插箱作为储能仓的最小更换单元，其主要有风冷和液冷两种。风冷插箱基本限于 280Ah 电芯，如采用更高容量电芯，因电芯容量增大，热失控风险增高，需搭配液冷系统快速散热。对于液冷插箱来说，一般在箱体底部设置液冷板，旁边设置液冷管连接器。从目前市面产品来看，因各家电芯尺寸基本无变化，故插箱尺寸现阶段也逐渐固定，但插箱的尺寸向着“长”插箱发展，未来会在此基础上持续优化产品，在保证容量和性能的同时，逐步减小其体积。如更换新式液冷板，取消插箱上的 MSD ，增加内部 BMU 的温度采样点。同时在插箱安装 Pack 级消防灭火的喷头，提升安全等级。另一方面，插箱的 IP 等级也逐渐提高，头部厂家已经达到 IP67 的水平，可以更好的保护电芯，充分发挥性能   图 2 ：插箱示意图   电池簇 电池簇相当于插箱的进一步集成，电池簇整体改进不大，一般是 8 个插箱家和 1 个直流高压控制箱组成。可在结构设计上改进，进一步减小整体体积   图 3 ：电池簇示意图   PCS 目前主流的 PCS 仍以集中式为主，目前，主流 PCS 厂家普遍采用 1725kW 、 1500kW 等额定容量的 PCS ，配合 3000~3600kVA 左右的变压器组成功率单元。为匹配 5MWh+ 电池舱的应用，未来 PCS 厂家预计将使用单机 2500kW 额定功率的 PCS ，配合 5000kVA 左右的变压器使用，从而提升整站的功率密度。当然集成厂商也会根据各家集成产品情况，搭配不同规格的 PCS 。 电池仓（直流侧） 电池仓一般由 8-12 个电池簇并联组装，同 BMS ，温度控制系统，自动消防系统构成完整的电池仓。目前各家电池仓的规格都基本固定在 20 尺左右的集装箱。值得关注的是，电池仓在结构设计上个家都采取优化，尽可能减小消防系统和其他组件的体积，尽可能提升直流侧电池簇占比，目前市场常见的是 10 个簇并联组成电池仓，部分头部厂家已实现 12 簇并联，将电池仓的容量从原来的 3.72MWh 直接提升到 5MWh   图 4 ：电池仓示意图   市场趋势 ：目前各家电芯厂都推出自己的电池仓产品，目前海外市场开始倾向于采买电池仓，同时受限美国 IRA 法案，整套储能系统难出口，故电池仓需求打开，电芯厂未来以该形式出货占比或会增加 》点击查看SMM新能源产业链数据库 SMM新能源研究团队 王聪 021-51666838 马睿 021-51595780 杨玥 021-51666856 袁野 021-51595792 冯棣生 021-51666714 徐颖 021-51666707 吕彦霖 021-20707875 柳育君 021-20707895

在由SMM、重庆市江津区人民政府、上期所共同共同主办的 2023 SMM第十二届金属产业年会-SMM 锂电负极及石墨碳素产业年会 上，安徽省石墨烯先进材料工程研究中心、物质科学与信息技术研究院、安徽大学教授王俊中介绍了石墨烯在电池储能中的应用。 石墨烯材料 新能源领域用高效石墨烯电极材料、石墨烯集流体等新能源材料；推进航空航天领域用石墨烯橡胶、石墨烯芳纶等高分子复合材料，石墨烯碳纤维、石墨烯玻璃纤维等复合材料，石墨烯金属复合增强材料等；突破石墨烯导热、散热材料在电子信息领域的应用等。 碳材料的自然属性与电池结缘 高导电性、高稳定性和高电化学稳定性，元素外围4e，C-C 形态与结构多样，历史悠久 廉价易得（石墨、活性炭、碳包覆） 底层逻辑：电池与碳材料结缘。 电池：需要电子/离子稳定跑道 碳材料在电池领域已广泛应用，产业基础好，具备持续推动电池储能技术创新发展的潜力。 碳材料与电池结缘发展态势 石墨、碳黑和活性炭等传统碳材料，在锂离子电池与超级电容器等产业领域已规模商业应用。 碳纳米管、石墨烯、热解碳、硬碳等新型碳材料：为电池技术革新提供新契机，新认知。 具有高比容量的硅碳负极材料，技术竞争激烈，体积膨胀和循环寿命。 高性能碳材料在液流、燃料电池以及碳加热带和散热带中的应用。 导电剂（石墨烯、碳纳米管、炭黑、乙炔黑，科琴黑等）。 石墨烯 石墨烯（Graphene），结构上，一种由碳原子通过sp2共价键相互连接成六角蜂窝状网状结构的二维原子晶体材料。具有离域的大π键，只有表面，吸附力强，难以分散，难以批量化制备。 石墨烯在电池中的（潜在）应用 铅酸电池 （H+离子）、锂离子电池 （Li+） 、钠离子电池 （Na+）、金属-硫电池（Li-S）、金属-空气电池（Zn-O2）、燃料电池 （PEM：质子H+）。 应用研发 石墨烯导电剂、激流体涂层增效锂离子电池； 石墨烯-金属锂固态电解质的锂离子电池； 石墨烯增效铅酸电池； 石墨烯增效钠离子电池； 石墨烯增效铝离子水系电池。 需要注意的是，碳材料在铅酸电池中的应用及机制研究欠缺。 石墨资源制备石墨烯：电化学&机械剥离 应用研究： 传感器、新能源、燃料电池、锂离子电池、超级电容器、高导热膜、催化剂。 剥离石墨制备石墨烯（电化学法）的优势与挑战 石墨（资源丰富）： 层间距小，无离子可交换，无化学官能团可用。 电化学优势： 石墨弱氧化剥离；剥离较彻底，1-3层；电取代部分试剂，更环保（电解液的循环使用）。 挑战： 石墨电极，电接触反应；工程化（颗粒电解、收集分离）；电解液（离子液体、碳酸酯、硫酸、水/盐系等）副反应；批量化的产率；应用终端。 石墨烯添加增效活性碳的超级电容性能 原料中少量添加，提高电容碳的导电性、能量密度和功率密度，降低能耗，提高安全。 高强度电极材料：碳基“钢筋混凝土” 碳纤维/石墨烯/活性炭复合碳材料: 有望使得车身储能一体化。 氢能和燃料电池 燃料电池, 洁净能源发电技术；在电动汽车、重卡、叉车、家用热电联供、备用电源、固定电站、军用电源等领域应用前景广阔； 氢能与燃料电池：10万亿产值（2050年）； 石墨烯基非贵金属催化剂 石墨烯的晶体特征，使其比炭黑的电化学更稳定，导电性更好，导热性能更好。 石墨烯可以被裁剪修饰，提供催化活性位；氧还原高效催化：燃料电池阴极催化剂、金属-空气电池催化剂；石墨烯负载Fe-N-C，案例分析，具备部分取代Pt/C的前景。 总结 石墨烯的围观优越特性会给电池行业带来创新的机会。 石墨烯的低成本批量化制备是个基础； 石墨的电化学-机械法具有商业化潜力； 石墨烯增效铅酸电池和锂离子电池商业化在拓展中； 石墨烯对未来电池（锂硫电池、金属-空气电池）的应用潜力大； 石墨烯对氢燃料电池未来可期。

在由SMM、重庆市江津区人民政府、上期所共同共同主办的 2023 SMM第十二届金属产业年会 - SMM铅年会 上，浙江天能资源循环科技有限公司事业部副总裁张春强对于增值税实施一年多以来，废旧铅酸电池行业现状进行了一番思考和分析。 回收行业现状分析 从2017年开始，回收行业形势倒逼，国家法律、法规政策相继出台完善。 回收政策不断完善，法律法规开始规定合法回收，《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》对危废名录进行修改，进一步强调固体废物收集、转移、处置等全过程监控和信息化追溯。明确违规、违法处罚标准。税收政策方面，开始实施带票回收，《关于完善资源综合利用增值税政策的公告》，废铅蓄电池处置环节即征即退30%调整为50%，回收环节需要开具发票，引入3%简易征收发票，现已全面执行。 铅产业链现状分析 — 处置端 处置能力严重过剩 废铅蓄电池处理能力、收集能力分别达1200万吨、2000万吨，废铅蓄电池年报废量月500-600万吨，收集、处置能力与实际需求不平衡。 行业利润持续较低 2022年再生铅价格持平，呈现原料上涨而产品价格不涨，导致再生铅生产利润小亏损。 全球主要经济体的再生铅产量占铅产量的70%以上，我国不足50%，还有上涨空间。 铅产业链现状分析 — 回收端 全国目前共计1100余家持证回收公司，废电瓶批复回收量在1215万吨/年左右，回收资质多、有效运营资质少、区域分布不均的问题同时存在。 全国废铅蓄电池回收行业现状 非法回收主导市场 正规回收举步维艰 1. 非法回收（黄牛）无资质、无审批、无税收，成本低； 2. 正规回收证照齐全，费用投入大，税负高； 3. 正规回收运营成本高，跨省手续办理难； 4. 回收公司及个体回收商贩不断恶性竞争，导致利润不断压缩，风险管控难度加大。 税务风险： 1、企业所得税税前扣除凭证缺失 从事废电池回收的前端人员主要为自然人，该部分人群普遍文化素质不高，缺乏税务开票的理念与专业能力，回收链条的后端企业难以取得发票，从而缺少合法的企业所得税税前扣除凭证 2、虚开发票风险 （1）回收公司获取非法票源，并向处置企业开具13%发票，导致回收公司和处置企业均有涉税虚开风险。 （2）部分从事废电池回收业务的企业，主要为贸易形式，并未参与实质回收，会导致承担虚开发票的风险。 铅产业链现状分析 — 产废端 预计2023年费铅蓄电池报废量在560万吨左右，2024年在580万吨左右，2025年在600万吨左右。 不过需要注意的是，产废终端对废旧铅酸蓄电池相关知识不了解和回收意识不强，加之合法渠道与非法渠道间价格差和便捷性等因素，导致大量社会废旧铅酸蓄电池流入非法回收渠道。 行业分析总结 现状：我国再生铅行业供需不平衡、回收不规范、管理难度大、政策不健全的特性仍将持续。 趋势：建立“互联网+”回收体系，应用信息化经营管理模式，充分利用国家政策资源打通终端、回收、处置，形成产业链闭环，打造新型数字化回收平台，有助于缓解行业问题 改善供需不均格局，缓解铅酸电池原料供给压力； 加强战略性资源把控，形成核心资源循环，打造核心竞争力。 行业思考 行业当前存在的问题及解决途径 存在的问题： 1、全国回收资质多，但资质区域分布不均； 2、经营合法合规性差，回收、贮存、运输环节不规范； 3、税务风险大； 4、非法贸易多，交易环节多，导致资金安全性差。 解决途径： 1、加大法律法规的执行、检查、监督、处罚力度； 2、回收公司间形成相互监督、约束机制； 3、由大型平台型公司带头整合回收资源，形成区域联盟； 4、处置企业探索区域联营模式，优化产能结构； 5、信息化管理模式，打通行业数据，保障交易安全，未来引入第三方金融，为产业链服务。 回收行业思考具体措施 提高废铅蓄电池收集经营许可证续证条件；加大政府监管、执法力度，打通电池销售—回收两端；建立绿色的互联网+废铅蓄电池绿色回收体系。 措施1：提高废铅蓄电池收集经营许可证续证条件 回收资质多，回收行业僧多粥少，恶性竞争不断。现行《危险废物经营许可证管理办法》续证条件可适当提高，取证后的定期检查力度可加大，对于不再运营的许可证应定期摸排进行取缔。 建议：申请续签废铅蓄电池危险废物收集经营许可证时，应当补充下列条件： 1、公司运营期间无重大安全事故 2、公司运营期间台账、联单等检查无明显缺失或与实际不符 3、结合政府检查记录，对回收公司进行累计评分，对达到评分标准的公司予以续证，否则予以取缔 措施2：加大政府监管、执法力度，打通电池销售—回收两端 非法黄牛没有税费负担，存在本钱优势，可以用高于正规回收的价格来获得废铅蓄电池。由于存在价格和本钱的影响，合法回收公司与非法黄牛相比处于劣势。 建议： 政府环保部门、税务部门等应加大对于非法回收黄牛的整治、处罚力度，对于有过往案例的黄牛应采取复查机制，从而保护合法回收公司利益。对于合法回收公司交付旧电池，可以结合电池生产企业的销售策略，达到“销一回一”的效果，以保证回收公司稳定的货源和收入。 措施3：建立绿色的互联网+废铅蓄电池绿色回收体系 收集网点与回收供公司长期处于坐商，依赖小商贩随意收购和送货上门，交易信息不对称价格不透明，线上数据缺失，对废铅酸电池回收无法实现可溯源，可管控。 建立绿色的废铅蓄电池绿色回收体系， 可以实现环保、安全和健康，借助“互联网＋”等科技手段，实现前端回收、中端运输、末端处置的绿色回收体系，将废铅蓄电池的回收、运输、收集、处置加以有效衔接。可以借助平台实现线上支付，缩短交易层级，提高资金安全；借助物联网实现仓储配送，运输路线得以优化，压缩回收环节，保证回收效能。

10月27日，国家能源局综合司印发《开展新能源及抽水蓄能开发领域不当市场干预行为专项整治工作方案》，其中提到，要重点整治对风电、光伏、抽水蓄能项目开发强制要求产业配套、投资落地等行为，并在此基础上深入查找制度机制层面的短板弱项，加快形成一批务实管用的常态化长效化机制，营造规范高效、公平竞争、充分开放的市场开发环境。 重点整治内容如下： 聚焦2023年1月1日以来各地方组织实施的风电、光伏和抽水蓄能开发项目，核查项目在签订开发意向协议、编制项目投资市场化配置方案、组织实施市场化配置项目开发过程、项目开发建设全过程中是否存在不当市场干预行为，重点整治以下问题： （一）通过文件等形式对新能源发电和抽水蓄能项目强制要求配套产业 地方政府或相关主管部门通过印发文件等形式，对新能源发电和抽水蓄能项目强制要求配套产业，特别是风机、塔筒、多晶硅、硅片、电池片、电池组件等新能源产业链，具体包括： 一是在相关文件中明确或者变相要求项目必须配套产业或者引入产业； 二是虽未明文规定，但口头强制要求配套产业，或对于没有允诺配套产业的项目和投资主体给予阻碍或明显歧视政策。 （二）通过文件等形式对新能源发电和抽水蓄能项目强制要求投资落地 地方政府或相关主管部门通过印发文件等形式，强制要求新能源发电和抽水蓄能项目投资落地，具体包括： 一是要求企业缴纳高额保证金、投资合作保证金、项目开发建设履约保证金、引入外资等； 二是获取或限制项目的附加收益，如项目产生碳排放权及碳排放所获收益等。 点击跳转原文链接： 国家能源局综合司关于印发《开展新能源及抽水蓄能开发领域不当市场干预行为专项整治工作方案》的通知

据报道，一种新型超微超级电容器展示了卓越的能量存储和设备电源的潜在革命。 印度科学研究所仪器与应用物理系（IAP）的研究人员设计了一种新型的超微超级电容器，这是一种能够储存大量电荷的微小装置。它也比现有的超级电容器更小、更紧凑，可以潜在地用于从路灯到消费电子产品、电动汽车和医疗设备等许多设备。 目前，这些设备大多由电池供电。然而，随着时间的推移，这些电池会失去储存电量的能力，因此保质期有限。而电容器凭借其设计，可以存储更长时间的电荷。例如，一个工作电压为 5 伏的电容器在十年后仍能以相同的电压工作。但与电池不同的是，超级电容器不能持续放电，例如为手机供电。 超级电容器的优势 另一方面，超级电容器结合了电池和电容器的优点——它们可以储存和释放大量的能量，因此在下一代电子设备中备受追捧。 在最近发表在《ACS能源快报》上的研究中，研究人员使用场效应晶体管（FET）作为电荷收集器来制造他们的超级电容器，而不是使用现有电容器中使用的金属电极。 IAP教授和该研究的通讯作者Abha Misra说：“使用FET作为超级电容器的电极是调整电容器电荷的新方法。” 电容器设计的创新 目前的电容器通常使用基于金属氧化物的电极，但它们受到电子迁移率低的限制。因此，该团队决定制造混合型场效应晶体管，由二硫化钼（MoS2）和石墨烯的几原子厚层交替组成，以提高电子迁移率，然后与金触点相连。 然后，两个FET电极之间使用固体凝胶电解质，以构建固态超级电容器。整个结构建立在二氧化硅/硅基底上。 研究人员说，“设计是关键部分，因为你要整合两个系统。这两个系统是两个场效应晶体管电极和凝胶电解质（一种离子介质），它们具有不同的电荷容量。制造这种装置以获得晶体管的所有理想特性具有挑战性。由于这些超级电容器非常小，没有显微镜是无法看到的，而且制造过程需要高精度和手眼协调。” 性能和未来计划 超级电容器制作完成后，研究人员就会通过施加各种电压测量了该装置的电化学电容或电荷保持能力。他们发现，在一定条件下容量增加了3000%。相比之下，仅含有MoS2而不含石墨烯的电容器在相同条件下容量仅提高了18%。 未来，研究人员计划探索用其他材料替代MoS2能否进一步提高超级电容器的存储能力。他们补充说，他们的超级电容器功能齐全，可通过片上集成应用于电动汽车电池等储能设备或任何小型化系统中。他们还计划为超级电容器申请专利。

近日，液流储能电池研发商宿迁时代储能科技有限公司（下称：宿迁时代储能）完成A轮亿元融资，该轮融资由高瓴创投（GL Ventures）领投，邦盛资本、苏创投、产发创投等跟投，所融资金将主要用于技术研发、产品量产和市场开拓等方面。 宿迁时代储能成立于2021年，是一家专注于水系有机液流储能电池研发和生产的企业。据介绍，水系有机液流储能电池作为近年来兴起的新型液流电池技术之一，是一种使用水溶性有机物作为电解质的电池技术。 ▍布局水系有机液流电池 当前，液流电池领域涌现出多种技术路径，如：全钒液流电池、锌铁液流电池、锂离子液流电池、锌镍液流电池等。“各路线的本质在于电解质的不同。”有业内人士如是说。 在这其中，宿迁时代储能所布局的水系有机液流电池，所涉及的核心技术在于电解液与离子交换膜，而这也直接关系电池的性能与寿命。 西湖大学理学院有机功能材料实验室PI（Principal Investigator）王盼表示，离子交换膜与储能活性物质的总成本，约占水系有机液流电池整体成本的80%。 据介绍，宿迁时代储能此前向国外供应水系有机液流电池电解质相关产品，并与中国科学技术大学徐铜文团队合作，共同研发了阴离子交换膜（AEM）技术。“相比进口的AEM，我们的生产成本可降低约80%。” 宿迁时代储能副总兼董秘项瞻峰向《科创板日报》记者表示，“水系有机液流储能电池以有机化合物作为电解质，不仅来源广泛，不受资源限制；同时，其电解液分子式可设计，随着技术不断突破，降本空间也将更大。区别于传统强酸、强碱电解液，水系有机液流储能电池可采用中性电解液，无腐蚀且具有安全性。” 从业务发展来看，今年10月15日，宿迁时代储能生产的首套兆瓦级水系有机液流电池投产，进入规模化生产阶段。 截至目前，宿迁时代储能已实现电解液、离子交换膜、双极板、流道板、专用管道等核心原材料和零部件自产。 在能量效率方面，宿迁时代储能研发三部部长张超对《科创板日报》记者表示，该公司水系有机液流储能电池在电堆直流侧能效超85%，电池综合能效超70%。 对于未来规划，张超表示，该公司计划在未来两年内，实现电堆能效超90%，系统综合能效超80%。“ 这一技术方案已经过实验验证，公司已开始采购制造设备、加工模具等。随着工艺的改进和产量增加，公司生产产能有望达2GWh/年 。” ▍水系VS全钒？液流电池未来几何 《科创板日报》记者通过采访多位业内人士了解到，当前在液流电池领域，全钒液流电池技术被认为是液流电池中商业化最快、度电成本最低的路线。 从行业发展来看，全钒液流电池亦成为不少企业的布局方向。 财联社星矿数据显示，今年以来，液流电池领域共发生投融资事件9起，涉及产业链多环节。其中，布局全钒液流电池的企业占多数，包括大连融科储能集团股份有限公司、上海电气（安徽）储能科技有限公司、北京星辰新能科技有限公司、艾博特瑞能源科技（苏州）有限公司等。 据中信证券研究部分析师祖国鹏测算，全钒液流电池到2025年新增规模将达到0.53GW，2027年将达到1.07GW，对应市场空间分别为58亿元和109亿元。 “相比于全钒液流电池，当前水系有机液流电池的电解质产量相对较小，离子交换膜的产量也较小。如果要大面积发展水系有机液流电池，还需要更多的企业参与，释放更多产量。”宿迁时代储能研发三部部长张超表示。 不过，水系有机液流电池在产业化发展方面仍存在一定挑战。 宿迁时代储能副总兼董秘项瞻峰向《科创板日报》记者表示， 水系有机液流电池需要企业不仅具备化工生产经验，同时要有电化学的经验，技术壁垒较高。 宿迁时代储能研发三部部长张超进一步解释道：“ 目前水系有机液流电池的技术难点主要在于开发更低成本的电解质，尤其是开发多电子转移电解质，以及更高能量转换效率膜。 ” 其中，在开发电解质方面，西湖大学理学院有机功能材料实验室PI王盼表示，水系有机液流储能电池需要开发出水溶性的有机化合物，同时使其溶解度、能量密度与现主流的钒电池媲美，甚至做到更高，才可能在矿产资源受到限制的时候成为替代品之一。 对于液流电池技术路线的发展，宿迁时代储能研发三部部长张超表示，“ 全钒液流电池起步最早，发展最为成熟。我们认为，短期内全钒液流依然会是液流储能的主流，但钒开采量和开采成本决定了全钒液流较难完全满足市场需求，因此其他新的液流储能技术存在发展空间 。” “液流电池具有不燃烧、不爆炸，本征安全优势突出，循环寿命长，功率和能量解耦等特点，天然适用于大规模长时储能，在未来储能市场上有望占有一席之地。”张超表示。

今年，储能行业发展再次提速，随着各家厂商陆续发布300Ah+储能大电芯，“大储时代”轮廓愈加清晰。而工商业储能凭借更具优势的投入成本与开发灵活性，在峰谷价差同比扩大的上半年，也展现了火热的“反攻”势头，业内人士普遍认可将2023年定义为“工商储元年”。 市场形势变化之下，10月24日，天合光能（688599.SH）旗下储能板块天合储能发布搭载314Ah天合芯的新一代液冷储能系统Elementa2，同时发布了215KWh/372KW工商储解决方案Potentia蓝海。 天合储能总裁孙伟在接受财联社记者采访时表示，天合储能现阶段专注于大储，未来可能会占业务量的90%，但与此同时，工商储产品从技术本源完全是从大储的技术覆盖过来的，未来应用端可以跟光伏结合。孙伟现场还就市场规划、成本控制、全产业链布局等问题进行了交流，并介绍了部分核心环节的研发情况。 未来大储或将占据业务量九成 储能是指将多余的能量以某种形式存储起来，以便在需要时将其转化回电能或其他形式的能量使用。形象来说，储能就像是“大充电宝”。而新能源转化过程中的间歇性和不稳定性，以及电网的稳定性要求，使储能设备成为了新型电力系统中的标配之一。 储能可分为大储（发电侧、电网侧）、中储（工商业）和小储（户用储能、便携式储能）。大储用于发电站或者电网侧，主要以集装箱式电池储能系统为主，工商业储能则是分布式储能系统在用户侧的典型应用，特点是距离分布式光伏电源端以及负荷中心较近。 据中国电池工业协会储能分会不完全统计，截至2023年9月份，中国新型储能累计招标115GWh，累计中标55.3GWh。高工产研高小兵在天合储能新品发布会上表示，截至2023H1，全国己建成投运新型储能项目累计装机规模超过17.33GW/35.80GWh；2023H1新型储能新增装机约8.63GW/17.73GWh，接近历年累计装机总和。 业内人士表示，从快速增长的行业数据来看，目前正处在新型储能由商业化初期步入规模化发展的新阶段。 对于大储未来的发展，孙伟接受财联社记者采访时表示，大储今后的方向一定是跟光伏、光储发电、光储一体耦合的应用方式，其市场前景非常广。天合储能产品现在覆盖了大储、工商储、户储等核心领域，但现阶段在储能领域还是专注于大储，未来可能会占业务量的90%。 面对各家厂商推出的300Ah+储能大电芯的主流配置，天合储能新一代柔性液冷电池舱Elementa 2系统能量也由原先一代的3.727MWh提升至5.015MWh，采用的是自研自产的314Ah天合芯。 孙伟向财联社记者表示，目前储能电化学体系平台相对比较单一，在以磷酸铁锂为主的平台基础上，主要进行技术内部容量的迭代，为客户提供更具性价比的产品。 “这款产品（Elementa 2）最重要的是单仓容量能达到5MWh，提升了用户整体投资经济性，极大地降低了包括后期场站建设、后期维护成本等各种成本。同时安全可靠依然是产品底线，天合储能通过技术努力优化了液冷系统，中间有隔热、阻隔的设计。”孙伟表示。 孙伟：看好工商储商业逻辑 储能的商业模式始终是业内热门话题。相比靠租赁获得收入、需要建设用地的大储，工商业储能的经济性和场景应用潜力正在被更多人注意到。 根据《2023中国工商业储能发展白皮书》统计，2023年上半年，中国用户侧储能项目新增装机规模约138兆瓦，其类型主要是工商业储能。预计2023年中国工商业储能新增装机规模有望达到300至400兆瓦，到2025年末，中国工商业储能装机总量有望达到3.2吉瓦。 目前，工商业储能的核心收益方式是峰谷套利：即在低电价给储能系统充电，高电价储能系统放电，实现峰谷电价差套利。业内人士告诉财联社记者，随着峰谷价差持续拉大，分时电价机制完善，工商业储能的经济性大幅提升。 天合储能此次发布的215KWh/372KWh蓝海工商储解决方案Potentia蓝海，采用A级优质电芯，加强了安全保障。 孙伟向财联社记者表示，“国内大储在市场占比方面有绝对优势，但目前主要还是以政策端强制配储作为驱动。所以也一定程度上（因）现在整个市场对价格非常敏感，产生了价格内卷。” 孙伟表示，现阶段工商储商业逻辑更契合市场。“我们非常看好工商储，因为工商储是在相对更商业化的范畴之内，具有商业逻辑的产品。主要是通过电网高低波段价格峰谷套利实现盈利，从未来看，这是一个比较合理的、由市场主导的产品。” 与此同时，尽管大储业务是天合储能的主要发力点，但对于工商储产品市场前景，孙伟表示：“从技术本源来讲，（工商储）完全是从大储的技术覆盖过来的，所有技术都可以从大储去继承。而且未来应用端也可以跟光伏结合。比如做零碳产业园，自发自用，然后可以做电网的补充，也可以跟光伏融合。” 未来2-3年推出耐高温电池、电芯 业内人士告诉财联社记者，很长时间以来，储能设备的成本是大规模应用的阻碍之一，哪一家企业产品性价比更高、为客户带来的投资经济学更高，更能赢得市场青睐。 而电池散热模块产生的成本压力是储能设备目前的焦点，现阶段行业内工商业储能制冷方式普遍是液冷，同时也有部分企业沿用风冷方案。 对此，孙伟表示，“电池散热问题一直是新能源推广中几个主要问题之一，对比液冷和风冷，前者热效果肯定更好。另外整体的电池柜和电池舱设计中，液冷不但散热效果好，而且会减少内部空间的占用，提高整柜和整箱内部空间的利用率。如果采用风冷，内部要预先设计一些空气流道，也会占用一部分箱内的空间，就会产生额外的成本。” “今天发布的Elementa 2，包括之前的G1，已经可以做到液冷系统总体成本低于风冷。”孙伟表示。 在散热问题上，天合储能的技术方向是力求“一步到位”。今年5月份，天合储能曾对外公布了储能产品中的无空调系统的解决方案，耐高温锂电池方案路线受到关注。 孙伟在接受采访时表示，“电芯现在占了储能产品成本60%以上，在未来激烈竞争的产业博弈中，成本占比最高这部分一定是我们要重点关注的。从价值链去分析，天合首先是制造型企业，以电芯、电池仓、PCS等硬件为代表的产品，它在价值链中的毛利率、占比也最是高的，所以我们产业要围绕这块进行布局。” “我们期望未来2-3年耐高温的电池、电芯可以尽快推向市场。工商业储，包括大储的电池柜和电池舱里推介无空调系统会从设计结构上就大幅度降低成本，然后通过电池耐高温的性能来减少对散热系统的依赖。”孙伟表示。