儲能正處于規(guī)?;l(fā)展初期的關鍵時期。
盡管萬億儲能賽道持續(xù)爆發(fā)出強勁增長勢頭,然而人才儲備不足、全面競速加快的儲能賽道已經(jīng)進入同質化發(fā)展周期。
近日,在上海的SNEC展上,寧德時代、天合儲能均對外發(fā)布了搭載高溫電芯技術的新型儲能系統(tǒng)解決方案,給行業(yè)帶來一些新意。寧德時代通過自研光儲變流器,配合高溫電芯技術和自加熱技術,擺脫了傳統(tǒng)儲能解決方案對冷卻系統(tǒng)及其輔助電源的依賴。
而早在5月18-19日,天合儲能密集對外公布了無空調系統(tǒng)的解決方案,核心亦在于高溫鋰電池。
“打破同質化局面,需要新的思路和技術?!碧旌蟽δ艿膬δ墚a(chǎn)品研究院院長楊凱博士接受高工儲能采訪時表示,技術創(chuàng)新是所有行業(yè)前進的動力。儲能行業(yè)需要打破成規(guī)。在此發(fā)展節(jié)點上,天合儲能提出的解決方案是搭載高溫鋰電的無空調系統(tǒng)解決方案。
愈來愈多行業(yè)人士指出,當前影響儲能裝置電電轉轉效率的原因之一就是輔助系統(tǒng)用電,國家實證實驗平臺資料表明,磷酸鐵鋰儲能裝置的輔助系統(tǒng)的用電率達到10%以上,而以空調能耗為之最。單空調能耗就使系統(tǒng)整體轉化效率降低了5%。
寧德時代、天合儲能在此節(jié)點率先提出搭載高溫電芯技術的儲能系統(tǒng)解決方案。
儲能當前兩大核心仍落腳于安全性和經(jīng)濟性。在保持安全性的基本前提下,降本正在成為未來儲能大規(guī)模應用于新型電力系統(tǒng)后所會面臨的最大問題。而這一成本及既包括初始成本,更包括運行成本在內的全生命周期總成本。有效降低運行、運維成本是實現(xiàn)光儲同壽重要的關鍵之一。
取消鋰電儲能系統(tǒng)中的空調冷卻系統(tǒng),研發(fā)可在高溫環(huán)境下運行的電池——高溫鋰電已成為寧德時代、天合儲能等頭部廠商們提高系統(tǒng)能效的重要方法之一。
在提高系統(tǒng)能效、降本的同時,無空調冷卻儲能系統(tǒng)整體安全性如何保障?楊凱博士表示,天合儲能將圍繞高溫鋰電材料體系、系統(tǒng)結構、均溫控制重新設計。在電池開發(fā)上,天合儲能開發(fā)出耐高溫鋰電池;在系統(tǒng)方面,持續(xù)優(yōu)化大型儲能的倉體結構,比如打造通風效果良好的全通暢系統(tǒng)。
而寧德時代亦對外介紹到,該方案配備了業(yè)內首款長壽命高溫電芯,系統(tǒng)循環(huán)壽命可達15000次。憑借耐高溫石墨負極材料和特制電解液,該電芯在超過35℃的條件下依然保持良好的衰減特性,無需冷卻系統(tǒng)及外部輔助電源。
基于無空調系統(tǒng)發(fā)展思路,天合儲能通過高溫鋰電池研發(fā),并搭配自有PCS和多年系統(tǒng)集成技術相結合,已經(jīng)形成了較為清晰的發(fā)展路徑,并實現(xiàn)了關鍵技術突破。
高工儲能分析認為,寧德時代在儲能電芯業(yè)務基本處于超級龍頭地位,而天合儲能作為光儲融合的先行者,在儲能領域紛紛謀準高溫電池技術,旨在去掉冷卻系統(tǒng)等輔助系統(tǒng),也體現(xiàn)了一種革新的發(fā)展思路。
儲能系統(tǒng)的“極簡主義”
當前,儲能系統(tǒng)在安全方面,不斷升級迭代:從風冷到液冷,再到全浸沒式液冷,在技術趨勢上的迭代加速。但是成本和效率已經(jīng)成為這些技術發(fā)展的重要掣肘。
比如當前液冷分為直接接觸型和間接接觸型:一種是冷卻液與電池直接接觸進行換熱;另一種則是冷卻液在冷卻管/板中流動,與電池間接接觸換熱。無論是哪種技術路線,仍具有成本較高、技術不穩(wěn)定、較高能耗等問題。
那么,無空調冷卻系統(tǒng)或將成為一種返璞歸真的做法。“無空調”冷卻系統(tǒng)則是與浸沒式液冷儲能系統(tǒng)相異的全新思路,也可稱得上是儲能系統(tǒng)中極簡主義。
這種極簡主義的重要支撐,則在于技術的突破。
寧德時代,一直被業(yè)界是為儲能領域的“頭號玩家”,在儲能系統(tǒng)和電芯領域均表現(xiàn)不俗。此次寧德時代將目光謀準高溫電芯技術,并據(jù)此率先提出了零輔源光儲融合解決方案。
而儲能第二梯隊天合儲能一直在尋找機會向第一梯隊邁進。搭載高溫電池的無空調儲能系統(tǒng)會是天合的機會嗎?
近年來,天合儲能已經(jīng)在電芯和系統(tǒng)方面實現(xiàn)較大突破。比如在液冷系統(tǒng)方面,天合儲能主打路線是液冷系統(tǒng),比實現(xiàn)了系統(tǒng)層面的萬次循環(huán);而在電芯層面,天合儲能在280Ah、306Ah電芯層面,攻克12000長循環(huán)技術。
明顯可以感受得出,天合儲能進步的邏輯則在于技術創(chuàng)新。
天合儲能相繼設立儲能工程研究中心、先進儲能電池研究院等,加快系統(tǒng)、電池領域的雙層研發(fā),希冀帶給行業(yè)一次革新。
楊凱表示,天合儲能無空調系統(tǒng)的核心問題則落腳于儲能電池的溫度控制。天合儲能從儲能電池自身出發(fā),研發(fā)出不需要外部過多介入的高溫電池。其次,在系統(tǒng)和PCS 端加速開發(fā),高溫鋰電池合適的系統(tǒng)和PCS,從而形成一種全新的發(fā)展思路。
正如天合光能董事長高紀凡所說,光伏技術發(fā)展的核心在于提高效率、降低成本,儲能也是如此?!拔覀兊哪繕耸菫榱俗寖δ芤材軌蜃龅?0年以上的壽命,和光伏的壽命同步,實現(xiàn)光儲的協(xié)同發(fā)展,實現(xiàn)電力平價、加速碳中和?!?/p>
不求行業(yè)最優(yōu)解,但求更優(yōu)解
如何保持獨特的競爭力,這對于充滿迷霧的儲能行業(yè)尤為重要。
在楊凱博士看來,現(xiàn)階段應該基于儲能痛點要有一個全新思路出現(xiàn),才能讓儲能加速走向規(guī)模化發(fā)展。無空調冷卻系統(tǒng)是不是儲能市場的最優(yōu)解,還有待時間驗證,但從目前儲能的痛點來看,無空調冷卻系統(tǒng)一定是更優(yōu)解。
這個發(fā)展思路對整個行業(yè)來說,無疑也是一記“重磅”。在行業(yè)普遍看到空調系統(tǒng)的滯后性,因此業(yè)界大多數(shù)前進的方向是,不斷向更優(yōu)空調冷卻系統(tǒng)著手。而這其中也隱藏另一個思路,則是如何向不用空調進發(fā)。
這正是寧德時代、天合儲能選擇的道路,雖然表現(xiàn)看起來有些“離經(jīng)叛道”,但卻蘊含著“大道至簡”的發(fā)展思路。有了寧德時代的“陪同”,天合儲能或許更有底氣。
當前,天合儲能抓緊從材料、結構、供應鏈體系實現(xiàn)全面突破。在寧德時代、天合儲能等大力推動下,搭載高溫電池的無空調冷卻系統(tǒng)或將在未來大規(guī)模運用。
天合儲能亦認為,未來儲能的發(fā)展方向應該是通過壽命更長、效率更高,通過“運行手段、維護費用和運行成本最低”三個維度的共同降本,從而助力光儲一體化實現(xiàn)平價上網(wǎng),更好地發(fā)揮產(chǎn)品價值。
迎接長時儲能,高溫電池“出鞘”
高溫鋰電池,是天合儲能無空調系統(tǒng)的重中之重。
通過空調管理的鋰電池之所以要將溫度控制在25攝氏度,是因為鋰電池在25度的常溫下運行時,它的安全性、循環(huán)效率、轉化效率是最優(yōu)的?!绊樦@個思路想下去,在無空調的儲能電站中,把電芯的最佳運行溫度向上提高20度,提高到45度,這樣就讓空調基本無用武之地。”楊凱博士提出。
但值得注意的是,高溫鋰電池不僅是解決不用空調、提高系統(tǒng)效率的重要手段,而且還是鋰電池在長時儲能領域的重要突破。
長時儲能正在成為全球儲能發(fā)展重要趨勢,高溫鋰電池則是鋰電池突破長時運用的重要技術改革方向。
長期以來,鋰電池儲能被定義為2-4小時儲能的最佳儲能方式,長時儲能是鋰電儲能的“短板”。楊凱博士談到,高溫鋰電池可以突破鋰電池在長時儲能運用范圍,是未來應對長時儲能的重要方向。