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電力儲能專用電芯“大勢所趨”
日期:2022-12-05   [復制鏈接]
責任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
電力儲能電池走向?qū)S没呀?jīng)成為行業(yè)共識和行動。

伴隨風光新能源的發(fā)展風口到來,電力儲能正在成為“標配”,并將成為新型電力系統(tǒng)的重要支柱。

電力儲能主要是應用于發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和工商業(yè)側(cè)等領域的大型儲能,由于涉及電力并網(wǎng)問題,其對于電池的需求比其它場景要更為復雜。為了更好匹配電力儲能特性,電力儲能電池未來將會形成一個獨立的市場賽道。

高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)數(shù)據(jù)顯示,2022年預計全球儲能電池出貨量將達到120GWh,到2025年,全球儲能電池出貨量將超過600GWh。

必須正視的現(xiàn)實是,盡管目前儲能電池的產(chǎn)線基本與動力電池產(chǎn)線幾乎通用,但儲能電池與動力電池實則有著本質(zhì)性差異。

動力終端產(chǎn)品屬于新消費品,關注體驗感;儲能則有新基建的特性,更加關注投資回報率、回本周期、度電成本、全生命周期投資成本等。

在此背景下,越來越多的電池企業(yè)開始針對電力儲能的需求專門開發(fā)相匹配的電池產(chǎn)品。2022年以來,包括海辰儲能、鵬輝能源、億緯鋰能、遠景動力等企業(yè)都發(fā)布了針對電力儲能的專用電池。

產(chǎn)業(yè)界正在形成的一致共識是,市場的獨立性、應用場景的差異化意味著儲能電池將會是一個產(chǎn)業(yè)標準獨立,技術路徑獨立,產(chǎn)品布局獨立,產(chǎn)業(yè)生態(tài)完全獨立的賽道。

基于此,儲能電池正在走向更低度電成本、更長循環(huán)壽命、更高安全的專屬化、專業(yè)化的產(chǎn)品設計、工藝選擇和制造路徑。

海辰儲能業(yè)內(nèi)首家指出儲能電池是一條獨立化賽道,致力于儲能電池專業(yè)化、專用化。其于8月發(fā)布了首款300Ah電力儲能專用電池最受外界關注,該產(chǎn)品實現(xiàn)12000次循環(huán)壽命,并能做到前1000次零衰減。11月22日,海辰儲能中標國能信控訂單,為海辰儲能300Ah儲能電芯新品。

億緯鋰能將在2025年達成100GWh電力儲能電池,直指電力儲能專用賽道。在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)280Ah儲能電池的同時,億緯鋰能還發(fā)布560Ah儲能專用電池,持續(xù)不斷在經(jīng)濟性和安全性展開競速。

鵬輝能源向儲能電芯智造商蛻變,重點布局戶用儲能、電力儲能電池專用賽道,其中280Ah電力儲能應用不斷攀升。

遠景動力也洞悉了儲能專用電池必要性,業(yè)內(nèi)較早部署儲能專用電池產(chǎn)線,并針對電力儲能發(fā)布280Ah/305Ah專用化電芯,在手訂單不斷攀升。

瑞浦蘭鈞在電力儲能電池專用化大趨勢下,先后布局280AH/320Ah儲能專用電芯,在電池性價比上不斷突破,加速競速專用化。

此外,寧德時代、中創(chuàng)新航,國軒高科、蜂巢能源、天合儲能、欣旺達等一大批電池企業(yè)都在推出專用電芯及產(chǎn)線。

高安全、長壽命電芯“賦能”電力儲能

電力儲能是一個重視全生命周期成本的新基建行業(yè)。

成本是決定儲能技術應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模的重要參數(shù)。電力儲能全生命周期成本包括安裝成本和運行成本,安裝成本主要包括儲能系統(tǒng)成本、功率轉(zhuǎn)換成本和土建成本,運行成本則包括運維成本、回收殘值和其他附加成本。

某國內(nèi)頭部集成商向高工儲能表示,當前電力儲能對電芯的考量,主要從品牌、成本、性能等維度去衡量。電力儲能項目短期內(nèi)仍是以初始投資成本為重,中長期的趨勢來看,將更看中全生命周期成本。

儲能電池是電化學儲能系統(tǒng)的關鍵器件,電池成本的降低可以直接帶來首次投資成本的降低、回本周期的縮短和投資回報率的提高,而壽命的增加可以帶來儲能系統(tǒng)在全生命周期度電成本的降低。

當前我國電化學儲能電站度電成本為0.6-0.8元/ kWh,而抽水蓄能電站度電成本僅為0.21-0.25元/ kWh??梢?,電池技術在度電成本上的突破是整個電力儲能行業(yè)的關鍵。

一方面,儲能電池循環(huán)壽命等提高,可大大削減全生命周期的成本。另一方面,電池性能的提高,可大大提高儲能系統(tǒng)總放電量,也是對儲能系統(tǒng)的重要賦值手段。

現(xiàn)階段,磷酸鐵鋰電池主要采用標準化模式“高速工廠化”生產(chǎn),實現(xiàn)高安全、長壽命要求。當前,行業(yè)主流體系集中在L80/100/125/170/200等體系,即保證在長寬一定的條件下,通過調(diào)整電芯的高度,進行不同電芯容量的分配,進而達到最優(yōu)化生產(chǎn)的目的。

據(jù)透露,寧德時代、海辰儲能、億緯鋰能、鵬輝能源、遠景動力等均開辟了儲能專用產(chǎn)線,利用智慧工廠等大幅提高電池性能。比如,海辰300Ah電力儲能專用電池前1000次循環(huán)的衰減率從業(yè)界的普遍水平(6%)降低至1%左右。

大容量電芯成為電力儲能競逐“利器”

從最近市場表現(xiàn)來看,頭部企業(yè)最新代儲能電芯均為長循環(huán)大容量型號,主流電力儲能大電芯容量280Ah已經(jīng)占據(jù)半壁江上以上。儲能電芯向大容量方向升級趨勢明顯。

高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)認為,大電芯在電力儲能應用優(yōu)勢明顯:1)大電芯更容易獲得高體積能量密度;2)PACK端零部件使用量減少,有利于成本下降;3)大電芯更易獲得高容量;4)安全性提升;5)集成領域裝配工藝簡化。

越來越多業(yè)界人士判斷,大容量電池將是電力儲能的主流發(fā)展方向,并將成為企業(yè)競逐此賽道的重要“利器”。

而這樣的判斷主要從用戶經(jīng)濟性上考慮。儲能配置容量逐漸由幾MWh向幾百MWh或GWh發(fā)展,系統(tǒng)電壓也由1000V升高到1500V,電壓由電池的串數(shù)決定;系統(tǒng)電量是通多個預制倉電量并聯(lián)實現(xiàn)。

業(yè)界人士分析,如果用小電池,比如100Ah,預制倉電量少,系統(tǒng)并聯(lián)數(shù)會多,占地面積會大,整體投資會大,那么電池容量提高到280或300AH,能有效降低預制艙數(shù)量,且度電成本相比小容量有降幅,整體投資和收益都會大幅改善。

按照目前市面常見的40尺2.5MWh風冷儲能集裝箱計算,大約需要120Ah的電芯6510個,280Ah的電芯2790個。并聯(lián)數(shù)目可減少一半以上。可見,大容量電芯幾乎成為電力儲能業(yè)內(nèi)共識。

在對大容量的競速上,眾多廠家已經(jīng)開始“軍備競賽”。海辰儲能于8月推出300Ah儲能電芯新品;瑞浦蘭鈞9月在美國太陽能展推出320Ah儲能電芯;比亞迪于9月公布刀片電池版儲能系統(tǒng)明年會上市; 億緯鋰能于10月發(fā)布560Ah儲能電芯;天合儲能11月推出300Ah儲能電芯新品。

但多大才是極限,行業(yè)對此并無統(tǒng)一判斷。海辰儲能曾向高工儲能表示,在當前技術發(fā)展情況來說,電池容量并不是越大越好,主要原因是電池要做大還面臨著三大挑戰(zhàn):1.制造上有挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)是極片設計變大,殼體變大,那么優(yōu)率和效率都會降低;2.電池做大,安全性能挑戰(zhàn)更大。過充和熱失控更難應對;3.從系統(tǒng)的角度看,電池做大減少了零部件,但是電氣連接的過流能力是重要挑戰(zhàn)。

高工儲能分析,對電力儲能而言,做大電池,不僅從全生命度電降本維度考慮,還需要從系統(tǒng)的安全等全面分析。

電力儲能電池專用化大勢所趨

關于電力儲能電池走向?qū)S谢?,之前行業(yè)有過相似呼吁;而如今電力儲能動輒投建上GWh項目,對專用化電力儲能電池的需求更盛。

電力儲能對專有電池的呼吁,實則是對更契合電力儲能特性的制造工藝、循環(huán)壽命、低成本、高安全性的呼吁。

業(yè)界認為,如果這個全生命周期度電成本最終能降低至0.2元/kWh以下, 風光儲綜合發(fā)電成本將會低于火電,進而改變現(xiàn)有能源結(jié)構。 按照新型電力結(jié)構來看,電力儲能將作為能源體系重要一環(huán),其越來越凸顯的基建特性,決定了儲能是一條關注全生命周期表現(xiàn)的賽道。

因此,未來的儲能電池廠商應該從如何提高電池全生命周期表現(xiàn)和降低全生命周期成本來著手。

“過去很少能聽到幾百MWh的儲能項目,但現(xiàn)在不僅有GWh為單位的項目,甚至有些地方政府想要10GWh共享儲能項目。”除了電力儲能的本質(zhì)不同外,電力儲能的發(fā)展速度持續(xù)加快,更需要業(yè)界更多思考何為其發(fā)展內(nèi)核。

很明顯,儲能領域需要更獨立的的技術、工藝來支撐和實現(xiàn)更好的全生命周期表現(xiàn)和更低的全生命周期成本。

原標題:電力儲能專用電芯“大勢所趨”
 
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來源:高工鋰電
 
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