纯铅电池因其高能量密度和长寿命而在工业和公用事业领域越来越受到认可。除了技术实力外，这些经过验证的储能解决方案还因其可持续的生命周期优势而脱颖而出。本电子指南探讨了纯铅电池如何通过高效的性能、最少的维护和完全可回收性来支持可持续性。它还强调了采用纯铅电池如何帮助工业和公用事业组织简化运营、优化成本并提高声誉，以实现净零排放。
介绍
工业和公用事业组织越来越多地寻求在其运营中部署更可持续的技术和流程。几个激励因素正在推动这种转变。更环保的系统和解决方案可以节省成本并降低整个生命周期的成本 - 例如，通过减少能源费用和整体资源消耗 - 同时有助于确保合规性并降低风险。在利益相关者越来越希望企业更负责任地运营的时候，它们还可以在提高声誉和品牌方面发挥重要作用。
统计数据说明了这种采用更清洁的流程和技术的转变。德勤最近的一项调查显示，85% 的企业领导者表示，他们在 2024 年增加了对可持续发展的投资，高于 2023 年的 75%，并且一半开始实施技术解决方案来帮助实现气候目标。与此同时，美国全国制造商协会的数据发现，十分之九的成员同意可持续性是重中之重，该行业对社会负有特殊责任，以过渡到基于更多循环方法的未来经济。欧洲环境署表示，欧洲主要公司也致力于转向更可持续的运营，到 2024 年，环境、社会和治理的平均得分将上升到 80.6 分，反映了与气候目标保持一致的坚定承诺。
那么，场景就设置好了。工业和公用事业组织希望并期望采用更可持续的流程和技术，这可以通过多种方式来实现。许多组织越来越多地寻求提高内部运营的效率，并正在研究在设施内使用可再生能源以减少直接和间接的温室气体排放。在同样的背景下，其他举措旨在减少浪费和加强负责任的水资源管理，以保护宝贵的自然资源。这些公司希望部署设计精良的产品和系统，这些产品和系统能够有效利用原材料，维护要求低，并且在使用寿命结束时可以回收利用。简而言之，通过采用可持续技术，工业和公用事业公司可以实现长期的弹性和竞争力，同时为环境管理做出积极贡献。
可持续发展在行动
那么，世界领先的工业电池供应商之一 EnerSys 内部的可持续发展议程是什么样的呢？公司如何在营收层面推动变革？更具体地说，EnerSys 如何对工业和公用事业部门薄板纯铅 （TPPL） 的设计、制造、运营和处置方式产生积极影响？
在全公司范围内，已经设定了 ESG 目标，以加强 EnerSys 作为行业领导者的地位。例如，该公司的目标是到 2030 年与 2020 年相比，每千瓦时储能的能源强度降低 25%。截至 2023 年底，自本世纪初以来已减少 13.3%。EnerSys 还制定了到 2040 年实现范围 1 排放的 CO2 中和的目标，并且已经取得了相当大的进展。与 2019 年相比，绝对排放量减少了 25%。
在全公司范围内，已经设定了 ESG 目标，以加强 ENERSYS 作为行业领导者的地位。
这些显著的成就是许多部分的总和。EnerSys 的电池设计和制造设施遍布世界各地，包括欧洲和美国。在每种情况下，我们都在不断努力减少制造过程对环境的影响，同时通过降低维护和易于回收来在整个产品生命周期中提供可持续性优势。这些举措都旨在帮助工业和公用事业组织在实现净零排放的过程中实现其环境目标。
环保型制造
让我们看看这在实际的真实示例中意味着什么。纯铅电池因其固有的高能量密度和可靠性，代表了工业和公用事业公司内部不间断电力系统的成熟且值得信赖的技术。但是，如何才能以更环保的方式制造它们呢？如何在使用时获得可持续性优势？制造过程是一个很好的起点，工厂位置在故事中起着重要作用。对于欧洲和美国，EnerSys® TPPL 电池的设计和制造靠近其使用点，将运输降至最低。
此外，与世界其他地区相比，EnerSys 生产设施所在的许多国家/地区，如法国、英国和美国，都为低碳电网投入了大量资金。例如，法国 - Arras 生产设施的所在地，拥有 750 多名员工 - 受益于脱碳电力，并且由于核能的作用，法国的人均排放量在主要经济体中最低。根据世界核能协会的数据，法国 70% 的电力来自几乎零碳的核能，而水力发电（一种无碳可再生能源）则提供了另外 10%。此外，与许多其他国家相比，英国和美国的清洁能源比例相对较高，这对这些地区制造的电池的碳足迹产生了积极影响。
EnerSys 的各个工厂也投资了可再生能源项目。例如，美国华盛顿州贝灵厄姆工厂使用 32.4kW 太阳能电池阵列产生的清洁能源。自 2015 年安装以来，它已发电超过 200,000 kWh，EnerSys 目前正在其位于美国宾夕法尼亚州雷丁的全球总部安装一个 5.2 MW 的阵列。
对生产技术的投资
能源效率对地球和底线都有好处。在工厂内部，已经进行了投资以减少电池生产过程对环境的影响。从历史上看，包括 TPPL 在内的纯铅电池涉及许多手动动手过程，例如铅浆制备、电池板栅制造、板粘贴和固化以及电池组装。在后期制作中，员工还将参与质量控制和检查、精加工、贴标和包装。如今，许多手动流程已经实现自动化，以实现更好的材料优化、更高的生产速度、提高产品一致性、减少浪费和提高质量。举个例子，在美国密苏里州斯普林菲尔德的 EnerSys 工厂，已投资数百万美元建设一条高度自动化和数字化的高速生产线，以提高产量并降低能耗。内部研究表明，减少制造过程中的人为交互量（减少生产线上的人工处理活动）可以提高效率、质量和准确性，从而减少返工需求。这种向更自动化作的过渡使员工能够腾出时间来执行更多增值角色，从而更简化作并降低相关的废物和能源成本。更广泛地说，EnerSys 继续研究如何在生产环境中采用先进技术，如自动导引车、机器人、输送机和视觉系统（通常以人工智能和机器学习等快速发展的学科为基础），以减少其电池制造活动对环境的影响。
其他生产计划也可以获得回报。铅电池的制造过程需要在罐中熔化铅，用于铸造和网格生产。传统上，这个过程涉及使用大型燃气燃烧器加热数吨金属。这个过程不仅会产生燃烧产生的温室气体排放，而且对设备的影响也不是最佳。气体加热效率低下，因为直接加热熔化铅会在钢罐中产生应力，并随着时间的推移最终导致裂纹。破裂的罐子会给我们的工人和环境带来潜在的危险情况。
考虑到安全和环境管理，EnerSys 决定转变为更安全的流程。供暖所需的能源现在将来自电力，而电力越来越多地由可再生能源生产。熔炼过程的电气化降低了正在制造的电池的碳足迹。除了电气化工作外，EnerSys 还不断寻求改进和改进熔炼过程的其他方面，以进一步减少其电池的碳足迹。此外，随着我们的输配电网脱碳，电池也在其中发挥作用，该过程接近碳中和，这在燃气工艺中是不可能的。
EnerSys 还在美国、法国和波兰的选定工厂采用了一种新的铅电池制造技术，这进一步消除了对传统能源密集型铅加热、熔化和冷却工艺的需求。Sovema 冷立方体切割系统使用冷加工工艺将铅直接从固态修整成所需厚度的立方体。通过取代传统的气体燃烧工艺，EnerSys 每生产一块电池可减少约 0.5 公斤的二氧化碳当量，相当于每块电池的嵌入式范围 1 温室气体排放量减少 ~20%。新工艺显著减少了员工在工作环境中接触铅的情况，从而降低了与传统制造方法相关的潜在健康风险。
同时，EnerSys 在使用 Cold Cube 切割系统的每个站点每年节省约 495,000 加仑的水，因为在立方体生产过程中无需水冷，从而为节水工作做出了贡献。通过消除排气通风以去除铅烟雾和铅回收过程，减少了向大气中的环境铅排放，同时铅废物每年减少了数万公斤。Cold Cube 切割系统正在其他 EnerSys 制造工厂实施，将其积极影响扩展到初始部署之后。
此外，对于纯铅电池等产品，EnerSys 灌输了严格的质量和可追溯性方法，以确保优化材料使用。生产过程中使用的每块板都经过称重和日期戳，以确保过程的可重复性和一致性，同时最大限度地减少浪费。EnerSys 还致力于遵守 ISO 140001 等环境标准，以推动其运营的持续改进。
案例研究：ENERSYS® 电池为科索沃发电厂提供可持续的备用电源
EnerSys® 薄板纯铅电池提高了科索沃能源公司 （KEK） 电力基础设施的可靠性和可持续性，在电网发生故障时提供不间断运行。
KEK Termocentrali Kosova B （TCB） 工厂的现有电池已达到其使用寿命，被认为对备用电源的可靠性构成风险。工厂运营商寻求一种维护要求低于现有富液式电池装置的解决方案。解决方案是集成 PowerSafe® SBS XL 2 伏电池，由 EnerSys 区域分销商 EXBATT 监督。与现有的传统解决方案相比，这些电池具有卓越的性能和更长的使用寿命。重要的是，它们可以免维护运行，从而减少维护工作量和与维护相关的成本，从而提供可持续性优势。电池安装在新的抗振机架系统中，以实现长寿命运行。
解决方案是集成 POWERSAFE® SBS XL 2 伏电池，由 ENERSYS 区域分销商 EXBATT 监督。与现有的传统解决方案相比，这些电池具有卓越的性能和更长的使用寿命。
主要技术特性包括高温运行。PowerSafe® SBS XL 电池具有强大的耐温性，使其即使在高温下也能高效运行。此功能确保 KEK 的电池室（温度范围为 25-40°C （77-95°F））在空调系统启动之前仍能从可靠的电池性能中受益。
“我很高兴强调我们团队在 EnerSys® 旗舰 PowerSafe® SBS XL 电池系列改造 KEK 电力基础设施方面的卓越合作，”EXBATT 总监 Blerim Blaku 说。“我们共同实现了卓越的可靠性，并帮助确保科索沃领先的发电厂在技术故障期间不间断运行。我们团队的奉献精神和专业知识，加上 EnerSys® 的出色解决方案和支持，为科索沃电网的弹性未来铺平了道路。
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减少现场维护
因此，这概述了从开发内部流程中获得的一些可持续性优势。然而，纯铅电池在工业和公用事业应用中的环境优势延伸到运营、维护和报废。在应用方面，纯铅电池用于此类环境中的多种用例，提供可靠的备用电源，支持可再生能源整合，为关键设备供电，并增强整体弹性。它们因其固有的技术能力而被经常选择，例如长生命周期、高能量密度、快速充电和在极端条件下的可靠性能。纯铅电池还鼓励采用更多电气化的现场系统和技术，而不是柴油或汽油动力的车辆、设备或备用电源解决方案，后者在使用点的排放量要高得多。
然而，最显着的可持续性优势来自更简化的维护活动，这些活动来自固有的设计和制造特性。纯铅电池使用优质材料、薄板和先进的密封技术，使用寿命长达 15-20 年。电池内气体的减少和高复合效率最大限度地减少了水的损失，减少了用蒸馏水补充电解液的需要。此外，纯铅电池比其他电池化学成分更耐腐蚀。此外，每个电池所在的整体外壳（容器和盖子）表现出行业领先的坚固性。这些外壳能够处理剧烈冲击和振动，有助于延长现场使用寿命。
这些因素结合在一起，减少了对定期维护活动和相关的“上门服务”现场访问的需求。与传统电池类型相比，采用 TPPL 技术的电池的维护要求更低，这意味着在使用寿命内消耗的资源更少，对环境的影响更小。同时，由于内阻较低，纯铅电池在浮充时也非常有效。与传统铅酸电池相比，以更低的浮动电流运行可减少电力消耗，从而降低最终用户的范围 2 温室气体排放（来自电力）。最终，纯铅电池可在工业和公用事业环境中提供可靠且低维护的性能，从而降低生命周期成本并提高可持续性认证。
回收所有主要部件
不过，所有电池产品最终都会达到其使用寿命。作为循环经济的一部分，回收和再利用也讲述了一个可持续发展的故事。国际电池委员会 （BCI） 的研究表明，铅电池的三个主要成分（铅、塑料、酸）是 100% 可回收的。铅锭用于制造新的电池板栅，而回收塑料用于制造新的盖子和外壳。同时，电解质也可以回收并重新用于制造新电池。在其他情况下，硫酸钠等化合物可以从用过的电解质中分离出来，回收或出售用于纺织品、玻璃和洗涤剂制造。根据 BCI 的说法，这些过程创造了新的传统铅电池所需的原材料，并且新的传统铅电池由至少 80% 的回收材料形成;事实上，美国的传统铅电池制造商从北美回收设施采购 83% 的所需铅。
国际电池委员会 （BCI） 的研究表明，铅电池的三个主要成分（铅、塑料、酸）是 100% 可回收的。
这种完善的闭环生命周期意味着铅电池，根据 BCI 的说法，铅电池是美国回收率最高的消费品，是向低碳、循环经济过渡的一个非常有利的组成部分。展望其他电池化学成分的成熟，EnerSys 还与贸易协会和其他利益相关者合作，为锂离子电池（包含锂、钴、镍和铜等金属）启动类似的回收工艺。这种化学成分在生命周期的末端带来了不同的挑战，EnerSys 正在帮助开发新的工艺和技术，以回收对环境影响较小的锂离子电池部件，无论是通过降低碳足迹还是生产较少可能造成生态破坏的合成化学品。这项正在进行的工作将继续融入围绕新储能产品的可持续发展叙事中。
支持最终用户实现净零排放
很明显，纯铅电池为希望在实现净零排放的道路上提高其环境资质的工业和公用事业组织提供了一种引人注目的技术解决方案。纯铅电池因其固有的高能量密度、可靠性和其他技术性能特征，代表了在这些环境中多种应用中久经考验的可靠技术。但它们也提供了许多可持续性优势——从设计和制造到运营、维护和生命周期结束。EnerSys 制造工业电池已有一百多年的历史，处于制造能力和新产品开发的最前沿。公司致力于不断改进其产品和流程，并在整个生命周期内持续投资于可持续发展计划。其他工具（例如在线碳计算器）支持这些进步，帮助客户做出更明智的产品选择。归根结底，这是为了确保纯铅电池继续提供稳定可靠的储能，同时为未来更清洁、更分布式的能源网络做出贡献。
