第20版:高质量发展

中国能源报 2024年12月30日 Mon

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向大而行,储能会打破竞争困局吗?

■本报记者 卢奇秀 《中国能源报》(2024年12月30日 第 20 版)

  储能市场正掀起一股从电芯到系统,乃至电站全面“扩容”的风潮,电池和系统集成商纷纷涌向更大容量电芯和更高容量的储能系统赛道,在新品研发、布局上加码发力,以求在激烈的市场竞争中降本增效、抢占“下一代产品”的先发优势。然而,大容量电芯、储能系统的快速迭代是一把“双刃剑”,在降低成本、加速发展的同时,也带来安全隐患和技术难题。

  事实上,层出不穷、各种尺寸规格的大电池、大系统还是企业竞技中规划的“期货”产品,相关行业标准、制造工艺、材料技术的扩张步伐能否同步匹配,如何满足多场景应用的个性化需求,都有待行业找到安全、性能与成本的最佳平衡方案。

  ■具有多重效益

  向大而行,已然成为储能行业最鲜明的趋势之一。

  今年前三季度,300Ah+电芯市场渗透率达39%,并加速推进下一代500Ah+大容量电芯的研发、量产和应用;系统方面,5MWh系统产品逐步取代3MWh系统成为市场主流。与此同时,6MWh、6.25MWh,甚至是8MWh级系统产品开启扩大竞赛热潮;在电站方面,全国新型储能电站装机规模持续增长,单站储能集成规模从“数十兆瓦”“百兆瓦”级向“吉瓦”级跨越式发展,系统电压也由1000V升高到1500V。

  在激烈的市场竞争中,储能已进入全生命周期成本的比拼时代,追求极致性价比成为行业共识。储能电芯、系统、电站三者息息相关,共同构成一条相互推动的向上通道,具备成本优势的电芯容量的每一次扩张,都将推动着储能系统容量的同步提升,进而助力储能项目规模稳步增长。

  “从电力系统看,控制元素越少越好。”在近日召开的高工储能年会上,中国电力科学研究院首席技术专家惠东指出,储能电站做大、接近高压系统,是未来电力系统的基本状态。“电站规模较小,电力系统半径面积的分配就多,相互协调解决关键站台问题就容易相互打架。”

  比亚迪储能及新型电池事业部总经理尹小强同样认为,从电网角度看,储能电站要做大,才能把惯量做得更强,与强电网匹配。但大电站如果用小电芯,就需要堆很多电池,不仅成本很高,从概率角度看,电池数量增多安全风险随之增加。“如果电池做大,电池热失控风险有效管理,相当于电站很大,而电池数量减少,对安全有益。”

  ■大并不是最终目标

  “新能源度电成本会越来越低,储能向大而行趋势不会改变,但大只是一项手段。”远景储能高级副总裁钱振华表示,“一个标准20尺集装箱最多能够容纳多大系统,看似是一个商业问题,深究其实是技术问题,商业角度看要越做越大,但现有材料体系理论性能是有上限的。”

  欣旺达储能研究院院长陆志刚认为,能源领域的技术问题最终都将回归到经济问题。电芯、系统、电站是否做大,最后会趋向一个经济成本最优、全生命周期综合成本最低的方案。“对于电芯容量做大,持有中立态度。更大电芯的降本,其实只算了一次性材料成本投入,产线、运输、运维等成本并没有算进去。此外,热管理、安全管理也是成本。综合所有成本,电芯越做越大,是否意味着度电成本越低,是有疑问的。”

  作为构建新型电力系统的关键支撑技术,储能电芯、系统、项目简单做加法并非行业追求目标,而是综合考虑制造难度、性能指标、技术发展等各方面情况,找到最优参数,发挥最大价值。

  在楚能新能源执行副总裁卜相楠看来,电芯不能盲目追求更大,大电池是个全新的体系和生产工艺,其性能和安全质量验证需要2—3年时间,不能操之过急。况且314Ah电芯刚投产1年左右,还有很大提升空间,希望把314Ah的循环寿命、能效、工作温域等指标进一步提升,让现有产能最大化利用,再同步研发500Ah+、600Ah+的大电池。

  ■从需求出发找到最优解

  储能向大而行,首要解决市场对安全的担忧。楚能新能源产品开发总经理蒋远富指出,热量、可燃气体、喷出物导致短路是电池PACK发生热蔓延的三大原因。楚能新能源据此提出了三条解决思路:第一,移走热量或阻隔热量;第二,导出或者阻隔可燃气体;第三,导出或阻隔导电物质。因此,解决大电池安全与成本平衡最优解是热电分离。

  “从材料选择、过程管控到预警机制全流程管理的安全技术持续涌现。”业内人士进一步指出,储能市场很广阔,市场需求不是一味地求“大”。电池容量、储能系统和电站的容量规模和应用场景紧密相关,大储系统通常更适合匹配大容量电池,可以大幅提升储能系统能量密度,而户用储能用小容量电池足够。

  随着市场竞争日益白热化,储能企业的比拼不仅局限于产品、技术能力,还包括运维服务、产业链配套等实力。头部企业已从简单卖产品进阶到以客户需求、应用场景出发提供定制化解决方案。

  “一款产品打天下的时代已结束,如果只关注一款产品深挖,很难解决整个行业或市场的需求,要考虑场景化的解决方案。”天合储能全球产品负责人邓伟表示,当前,不同海外市场对储能设备提出了构网、耐高温等特殊需求。“以我国西北部地区为例,作为‘风光’大基地建设的核心地区,自然环境相对复杂,常常面临着高海拔、低气温、强风沙等特殊环境的影响,对储能设备的环境适应性也提出不同要求。满足市场多元需求,唯有以技术创新不断开发多场景储能解决方案。”