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編者按：鉛酸電池成本低，但是使用壽命短，并且鉛作為重金屬，回收過程中可能會產(chǎn)生污染。鋰電池作為新一代電源應用首選，使用壽命及其他方面均比鉛酸電池高。但其成本比較昂貴。隨著鋰電池成本不斷下降，將來會越來越多的運用于儲能系統(tǒng)。

在以往，大多數(shù)部署電池儲能系統(tǒng)的住宅太陽能用戶采用的是鉛酸電池，特別是完全脫離電網(wǎng)的電池，但在過去的幾年里，這種情況開始發(fā)生變化，隨著住宅儲能系統(tǒng)越來越多地使用鋰電池。那么，鋰離子電池和鉛酸電池哪個更適用于儲能系統(tǒng)？以下是兩者利弊的概述。


鉛酸蓄電池的應用

從20世紀70年代開始，鉛酸電池一直被用于住宅太陽能發(fā)電設施的備用電源。雖然它們與傳統(tǒng)汽車電池類似，但用于住宅儲能系統(tǒng)的電池被稱為深循環(huán)電池，因為它們的放電和充電次數(shù)高于大多數(shù)汽車電池。

傳統(tǒng)上，鉛酸電池的成本低于鋰離子電池，這使得它們對住宅用戶來說更具吸引力。但是，它們的工作壽命比鋰離子電池要短得多。

鉛酸電池的工作壽命低于鋰離子電池。雖然有些鉛酸電池電池的充電放次數(shù)高達1000次，而鋰離子電池的充放電次數(shù)在1000到4000次之間。

大多數(shù)鉛酸蓄電池的使用壽命大約為5年，并有相應的保修期。因此，在太陽能發(fā)電設施的整體使用壽命中，住宅用戶將不得不多次更換鉛酸電池。

鉛酸蓄電池的儲能效率低于鋰離子電池等其他儲能技術(shù)。由于效率較低，它們也不能像鋰電池儲能系統(tǒng)那樣快速充電或放電。

鉛酸電池的放電能力較低，這意味著消耗過多的能量會導致其儲存能量的能力迅速惡化。美國國家可再生能源實驗室（NREL）的研究發(fā)現(xiàn)，在鉛酸電池中釋放50%的能量可以使其在儲能容量大幅下降之前完成1800次充放電。如果放電到80%的容量，它只能承受600次充放電，隨后其容量將顯著下降。

由于鉛酸電池的儲能效率相對較低，不能完全放電，因此鉛酸電池比鋰離子電池需要更多的儲能容量和空間。鉛酸電池也比鋰離子電池要重得多，放置鉛酸電池需要更牢固的支架，而且比鋰離子電池組需要更多的空間。

鉛是一種有毒的重金屬，雖然它是可回收的，但仍然可能由于處理不當?shù)卦於晌廴尽?br />
鋰離子電池的應用

鋰離子電池正迅速成為許多電源應用的首選電池，從無線電動工具到筆記本電腦和車輛。越來越多的住宅太陽能發(fā)電設施采用鋰離子電池儲能系統(tǒng)。但是，鋰離子電池仍有一些局限性，首先也是最重要的一點就是成本高昂。

鋰離子電池的前期成本高于鉛酸電池。特斯拉公司Powerwall儲能系統(tǒng)2018年在美國的售價為5,900美元或6,600美元，其中包括配套硬件。這是一個14kWh的電池系統(tǒng)，可以在峰值需求下提供高達7kW的功率。其成本費用不包括安裝成本，而安裝成本通常為600美元到2000美元。


但鋰離子電池的成本正在迅速下降。在過去幾年中，Lazard公司在其儲能平均成本分析報告中評估了各種電池儲能技術(shù)的成本。在其2017年11月的最新調(diào)查報告中，發(fā)現(xiàn)住宅太陽能配套的鉛酸電池儲能系統(tǒng)的安裝成本為每千瓦時598美元至635美元。鋰離子電池的安裝成本為每千瓦時831美元至1,089美元。

根據(jù)這些數(shù)據(jù)，14kWh的鉛酸電池成本低至8,372美元，而同等容量的鋰離子電池則低至11,634美元。但鉛酸電池的低成本隱藏了許多其他成本，例如較短的工作壽命和更高的運營成本。

隨著時間的推移，各咱電池系統(tǒng)的成本將大不相同。Lazard公司的調(diào)查表明，采用鋰離子電池的儲能系統(tǒng)每兆瓦時成本低于鉛酸電池。每兆瓦時的鉛酸蓄電池系統(tǒng)的成本為1,160至1,239美元。而每兆瓦時鋰離子電池系統(tǒng)的成本為1,024美元至1,274美元。


彭博新能源財經(jīng)公司發(fā)布的另一份調(diào)查報告中發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池的成本也在持續(xù)下降。2010年鋰離子電池的售價高達每千瓦時1,000美元，隨后幾年價格下降超過20％。截至2016年底，鋰離子電池的平均售價每千瓦時下降209美元。

然而，彭博新能源財經(jīng)公司的Mark Chediak指出，這些價格主要針對電動汽車制造商提供的電池。他說：“由于固定儲能系統(tǒng)的開發(fā)商訂單量低得多，預計購買電池的費用比汽車制造商支付的費用高出51％。”

出于這些原因，了解鋰離子電池和鉛酸電池目前用于住宅儲能系統(tǒng)的成本非常重要。它們既可以作為獨立儲能系統(tǒng)，也可以與住宅太陽能發(fā)電設施配套使用，以滿足部分或全部住宅用戶或企業(yè)的能源需求。

就工作壽命而言，預計鋰離子電池將持續(xù)運行大約10年，它們能夠在不顯著降低容量的情況下充電和放電達到更高的水平。美國國家可再生能源實驗室（NREL）的研究假設特斯拉Powerwall可以運行15年而不會顯著喪失儲存和釋放能量的功能，在此期間的充放電次數(shù)為5,475個。

鋰離子電池在較高電壓下也可以更快地充電。雖然鉛酸電池可以長達16小時才能完全充電，但即使是充電最慢的鋰離子電池也可以在大約四小時內(nèi)完全充電。

在重量方面。用于住宅儲能系統(tǒng)的鋰離子電池并不輕，但與鉛酸蓄電相比要輕得多。 13.5 kWh的特斯拉Powerwall重約278磅，1.7 kWh鉛酸蓄電池重約132磅，而與Powerwall相同容量的鉛酸蓄電池重量將超過1000磅。

結(jié)論

總而言之，鋰離子電池比鉛酸電池在儲能應用中更具優(yōu)勢，而且隨著成本的下降，將會越來越廣泛用于儲能系統(tǒng)。 

原標題：鋰離子電池和鉛酸電池哪個更適用于家庭儲能系統(tǒng)？