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寧德時(shí)代12000次超長(zhǎng)壽命電池助力儲(chǔ)能多場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)商業(yè)化
日期:2021-08-11   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
三登央視大型工業(yè)紀(jì)錄片的寧德時(shí)代(300750.SZ),再次展現(xiàn)大國(guó)制造風(fēng)采。

8月6日,在央視播出的建黨100周年獻(xiàn)禮主題紀(jì)錄片《強(qiáng)國(guó)基石》第五集“逐夢(mèng)”中,寧德時(shí)代青年科研人才的逐夢(mèng)歷程,為我們講述了全球首創(chuàng)的12000次循環(huán)長(zhǎng)壽命電池如何破界而生。

眾所周知,“雙碳”目標(biāo)愿景下,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),為未來我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基調(diào),也為我國(guó)新型儲(chǔ)能跨越式發(fā)展催生了機(jī)遇。

根據(jù)伍德麥肯茲預(yù)測(cè),未來10年中國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)量將創(chuàng)新記錄:到2030年,裝機(jī)達(dá)153 GWh。

國(guó)網(wǎng)能源研究院同樣認(rèn)為,中國(guó)新型儲(chǔ)能在2030年之后會(huì)迎來快速增長(zhǎng),并到2060年裝機(jī)規(guī)模將達(dá)4.2億千瓦(420GW)左右。

除了裝機(jī)規(guī)模外,萬億儲(chǔ)能市場(chǎng)亦冉冉升起。根據(jù)光大證券測(cè)算,2020-2030年我國(guó)儲(chǔ)能需求空間累計(jì)3.9TWh,2020-2060年我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)空間累計(jì)為94TWh;2030年儲(chǔ)能投資市場(chǎng)空間1.3萬億元,2060年5萬億元。

不過,盡管儲(chǔ)能前景無限,但其真正的產(chǎn)業(yè)“風(fēng)口”并未到來。且掣肘其規(guī)?;咚侔l(fā)展的關(guān)鍵因素依然是——成本。

鋰電池作為儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵元器件,占其成本的70%以上,而電池的循環(huán)次數(shù)低則是降低成本的最大制約因素。

基于此,寧德時(shí)代根據(jù)其對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的深刻理解和技術(shù)研究,成功推出12000次超長(zhǎng)循環(huán)壽命儲(chǔ)能電池,有望打破產(chǎn)業(yè)瓶頸,塑造行業(yè)新標(biāo)桿。

寧德時(shí)代是如何攻克12000次超長(zhǎng)循環(huán)壽命的?是否有落地項(xiàng)目?對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的影響和意義是什么?

讓我們一起跟隨鏡頭,一探究竟。

攻克5大技術(shù)瓶頸

打造行業(yè)新標(biāo)桿

2016年,寧德時(shí)代承接了“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)“100MWh級(jí)新型鋰電池規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目。

同樣是在這一年,寧德時(shí)代電芯研發(fā)部高級(jí)經(jīng)理喻鴻鋼,在經(jīng)過很長(zhǎng)一段時(shí)間的慎重選擇后,帶著一腔熱血來到寧德時(shí)代,而他接到的第一個(gè)任務(wù)就是負(fù)責(zé)儲(chǔ)能長(zhǎng)壽命鋰離子電池項(xiàng)目的技術(shù)研發(fā)。

“當(dāng)初也是初生牛犢不怕虎,覺得還年輕,只要有新東西,我們就可以去挑戰(zhàn)。”喻鴻鋼如此形容接到任務(wù)后的感受,“我們是摸著石頭過河,一次次遇到各種挑戰(zhàn),通過這種碰撞一次次地分解然后解決掉”。

歷經(jīng)四年,這個(gè)年輕的研發(fā)團(tuán)隊(duì)突破了大規(guī)模鋰電儲(chǔ)能在壽命、能效、安全、測(cè)試、系統(tǒng)集成等方面的核心技術(shù)瓶頸,將鋰離子電池的壽命延長(zhǎng)到12000次循環(huán),實(shí)現(xiàn)了全生命周期陽極鋰離子補(bǔ)償技術(shù)在儲(chǔ)能領(lǐng)域的工業(yè)化應(yīng)用。

這是業(yè)內(nèi)首款循環(huán)壽命達(dá)到12000次以上的磷酸鐵鋰電池,遠(yuǎn)超市場(chǎng)3000-6000次循環(huán)壽命的平均水平。

喻鴻鋼和他的團(tuán)隊(duì)取得了五大突破性科研成果:超長(zhǎng)壽命電池技術(shù),高一致性模塊集成與管理技術(shù),高置信度電池壽命預(yù)測(cè)技術(shù),大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中單元及模塊的安全性評(píng)測(cè)方法、標(biāo)準(zhǔn),百兆瓦時(shí)級(jí)大規(guī)模電池儲(chǔ)能電站統(tǒng)一調(diào)度與控制技術(shù)有,并獲得68項(xiàng)發(fā)明專利,實(shí)現(xiàn)百兆瓦時(shí)級(jí)鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)在晉江30MW/108MWh儲(chǔ)能電站落地應(yīng)用。

2020年,晉江百兆瓦時(shí)級(jí)儲(chǔ)能電站獲評(píng)國(guó)家能源局首批科技創(chuàng)新(儲(chǔ)能)試點(diǎn)示范項(xiàng)目,同年,還獲得全國(guó)首張獨(dú)立儲(chǔ)能電站發(fā)電業(yè)務(wù)許可證(發(fā)電類)。

截至2021年7月1日,該電站已安全運(yùn)行535天,總放電量達(dá)68.52GWh,按照一個(gè)三口之家每年用電3000度來計(jì)算,相當(dāng)于可以為超過15萬戶家庭供電。且其電池循環(huán)壽命高達(dá)12000次,按本地調(diào)度指令每天1.5-2.0次充放電,服役壽命預(yù)計(jì)超20年。

可以說,晉江百兆瓦時(shí)級(jí)儲(chǔ)能電站的成功運(yùn)行,正式開啟了寧德時(shí)代儲(chǔ)能電站商業(yè)化運(yùn)營(yíng)之路,也為行業(yè)提供了可復(fù)制、可推廣的技術(shù)支撐和落地經(jīng)驗(yàn)。

隨著晉江百兆瓦時(shí)級(jí)儲(chǔ)能電站的成功落地和投運(yùn),國(guó)網(wǎng)時(shí)代華電大同300MW/600MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目也于2021年7月10日正式開工,實(shí)現(xiàn)了從100MWh級(jí)到600MWh級(jí)的跨越。

在開工儀式上,寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群表示,國(guó)網(wǎng)時(shí)代華電大同熱電儲(chǔ)能項(xiàng)目開工標(biāo)志著“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃儲(chǔ)能項(xiàng)目的又一成功落地,代表著電化學(xué)儲(chǔ)能可以在電網(wǎng)側(cè)發(fā)揮重大作用。

多場(chǎng)景推廣應(yīng)用

助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)

經(jīng)過數(shù)年發(fā)展,我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)一直表現(xiàn)出強(qiáng)勁的韌性,并已形成了比較成熟的三大應(yīng)用場(chǎng)景:用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、電源側(cè)。

而寧德時(shí)代長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能電池也已成功推廣至上述所有應(yīng)用場(chǎng)景并在發(fā)、輸、配、用多項(xiàng)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,為客戶提供了全新的解決方案。

用戶側(cè)一度被視為最有潛力的儲(chǔ)能發(fā)展領(lǐng)域。在這一領(lǐng)域,儲(chǔ)能存在的首要價(jià)值就是節(jié)省電費(fèi)。在電力峰谷價(jià)差可觀的地區(qū)或需要存儲(chǔ)分布式發(fā)電的情況下,其中的價(jià)值套利,是用戶投資的主要驅(qū)動(dòng)力之一。

當(dāng)電費(fèi)彈性可控時(shí),儲(chǔ)能成本越低用戶側(cè)發(fā)展前景越高。根據(jù)此前業(yè)內(nèi)預(yù)測(cè)電池的服役壽命大于15年則成本將低于1500元/千瓦時(shí),寧德時(shí)代12000次長(zhǎng)壽命電池服役周期超過20年,成本將更低。

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能作為后起之秀,已經(jīng)在2018年趕超用戶側(cè)的新增裝機(jī)。但因2019年儲(chǔ)能計(jì)入輸配電價(jià)被否定,缺乏經(jīng)濟(jì)性的電網(wǎng)側(cè)項(xiàng)目隨即被電網(wǎng)公司踩下“急剎車”。

作為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的電網(wǎng)側(cè)站房式鋰離子電池儲(chǔ)能電站——晉江儲(chǔ)能電站試點(diǎn)項(xiàng)目一期(30MW/108MWh)順利并網(wǎng),以及國(guó)網(wǎng)時(shí)代華電大同熱電儲(chǔ)能項(xiàng)目正式開工,都為儲(chǔ)能產(chǎn)品在電網(wǎng)側(cè)的推廣應(yīng)用提供了更創(chuàng)新、更經(jīng)濟(jì)的解決方案。

電源側(cè)主要包含電源側(cè)調(diào)頻以及“新能源+儲(chǔ)能”。在電源側(cè)調(diào)頻方面,電池循環(huán)壽命至關(guān)重要。在該市場(chǎng)主要分布區(qū)山西和廣東,以往的項(xiàng)目基本平均1-2年就需要更換一次電芯。寧德時(shí)代12000次長(zhǎng)壽命電池,以其優(yōu)異的各項(xiàng)性能,降低發(fā)電企業(yè)調(diào)頻分?jǐn)傎M(fèi)用,促進(jìn)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)調(diào)峰和調(diào)頻資源進(jìn)一步細(xì)分,提高儲(chǔ)能調(diào)頻市場(chǎng)占比。

在“新能源+儲(chǔ)能”方面,由于沒有買單機(jī)制,儲(chǔ)能市場(chǎng)亂象叢生:惡性低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)蔓延,標(biāo)準(zhǔn)安規(guī)缺位,市場(chǎng)不斷上演“劣幣驅(qū)逐良幣”現(xiàn)象,為儲(chǔ)能系統(tǒng)安全埋下隱患。

在多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)加持下,晉江儲(chǔ)能電站實(shí)現(xiàn)了智慧的負(fù)荷管理,能夠保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效、低成本運(yùn)行。且12000次長(zhǎng)壽命電池所取得的五大科研成果中,備受關(guān)注的突破還有:大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)中單元及模塊的安全性評(píng)測(cè)方法、標(biāo)準(zhǔn)。

多種技術(shù)“并存”

全面助推儲(chǔ)能降本

事實(shí)上,寧德時(shí)代在儲(chǔ)能領(lǐng)域的工業(yè)化道路上,并非只有長(zhǎng)壽命電池這一“利器”。作為鋰電龍頭,其在技術(shù)路線上一直堅(jiān)持多種技術(shù)“并存”。

7月29日,寧德時(shí)代發(fā)布了第一代鈉離子電池,同時(shí),創(chuàng)新的鋰鈉混搭電池包也同步亮相。

作為該公司創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的又一里程碑式成果,鈉離子電池具備高能量密度、高倍率充電、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的低溫性能與高集成效率等優(yōu)勢(shì)。

其電芯單體能量密度高達(dá)160Wh/kg;常溫下充電15分鐘,電量可達(dá)80%以上;在-20°C低溫環(huán)境中,也擁有90%以上的放電保持率;系統(tǒng)集成效率可達(dá)80%以上;熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)超國(guó)家強(qiáng)標(biāo)的安全要求。

可應(yīng)用于各種交通電動(dòng)化場(chǎng)景,尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢(shì),又可靈活適配儲(chǔ)能領(lǐng)域全場(chǎng)景的應(yīng)用需求。

除此之外,寧德時(shí)代在其他技術(shù)路線方面,也有相關(guān)專利技術(shù)儲(chǔ)備。僅在寧德時(shí)代內(nèi)部就已出現(xiàn)多種技術(shù)“并存”,促使各技術(shù)領(lǐng)域不斷推陳出新,共同助力儲(chǔ)能降本。

如今,中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正迎來前所未有的歷史發(fā)展機(jī)遇,“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)愿景,將極大促進(jìn)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),使無化石燃料社會(huì)成為可能。

而2019年,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)被授予三位發(fā)明鋰電池的科學(xué)家。他們的獲獎(jiǎng)原因正是:“他們創(chuàng)造了一個(gè)可充電的世界,使無化石燃料社會(huì)成為可能。”

寧德時(shí)代站在巨人的肩膀上,研發(fā)先進(jìn)技術(shù),為可再生能源替代化石能源提供了先進(jìn)解決方案——12000次長(zhǎng)壽命鋰離子電池、最新推出的鈉離子電池等,都讓整個(gè)儲(chǔ)能市場(chǎng)增加了更多可能性。

隨著技術(shù)的迭代和社會(huì)的進(jìn)步,未來,這一被譽(yù)為繼光伏之后的下一個(gè)超級(jí)藍(lán)海市場(chǎng),將存在越來越多的“變數(shù)”。但在這個(gè)完全屬于資金技術(shù)資源密集型的賽道上,是成本控制、安全管理、技術(shù)創(chuàng)新等多維度的較量。

唯有那些能夠不斷創(chuàng)新、不斷突破自我的企業(yè)才能走到最后。

原標(biāo)題:寧德時(shí)代12000次超長(zhǎng)壽命電池助力儲(chǔ)能多場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)商業(yè)化
 
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