中國儲能網(wǎng)訊：3月2日，在特斯拉首次投資者日活動上，馬斯克公布了特斯拉“宏圖計劃”的第三篇章。在馬斯克改變世界的計劃中，除了可再生能源發(fā)電、儲能這些被人們熟知的零碳技術，他還重點介紹了“熱泵”。
這也不是馬斯克第一次提到熱泵了。2020年，馬斯克就將熱泵空調(diào)應用在熱銷車型Model Y上，開辟了新能源車熱管理的新標桿。
在馬斯克的帶動下，“熱泵”概念迅速火爆，A股的熱泵板塊也因此暴漲。
“熱泵”并不是一項黑科技或者新技術。簡單來說，熱泵可以在電力的驅(qū)動下，將熱量移動到更被需要的地方去，以提升能量利用效率，降低能耗水平。
從本質(zhì)來看，熱泵的存在就是為了熱管理。無論是將多余的熱量用來供暖，還是將不需要的熱量散去降溫，都在此范圍之內(nèi)。
以新能源車為例，在制熱部分，由于沒有余熱可以用，必須要電池主動加熱，所以熱管理的效率更加關鍵。一個好的熱管理系統(tǒng)，不僅可以提升電池的安全性和乘客的舒適度，還能夠顯著降低綜合能耗。
新能源車熱管理的核心主要是針對動力電池，除了特斯拉這樣的整車商發(fā)力熱管理，以寧德時代的動力電池企業(yè)也在積極布局熱管理。
2022年6月23日，寧德時代發(fā)布麒麟電池熱管理技術，通過水冷系統(tǒng)結構設計適應新能源車高壓快充的熱管理要求，導熱性能提升50%，實現(xiàn)急速控溫。憑借技術的領先性，麒麟電池被美國《時代》周刊（TIME）評為2022年度最佳發(fā)明之一。
重要性凸顯
不過，相比于新能源汽車和動力電池，另一個鋰電池的應用領域?qū)τ跓峁芾淼男枨蟾鼮榧逼?，那就是電化學儲能。
2022年全球儲能電池出貨量總計達到142.7GWh，相較2021年的46.9GWh大幅增長了204.3%。全球未來儲能市場勢必會隨著可再生能源發(fā)電市場的繁榮而持續(xù)增長。
不過近年來的一些儲能安全事故卻對行業(yè)的未來發(fā)展產(chǎn)生了不少的負面影響。
根據(jù)CNSEA的不完全統(tǒng)計，近十年全球儲能安全事故發(fā)生60余起，其中較為嚴重的幾次儲能電站事故不僅造成了財產(chǎn)損失，還造成了人員傷亡。
綜觀全球儲能電站事故，電池熱失控成為起火事故的主要原因。電池熱失控指由于內(nèi)部短路或外部短路導致電池短時間產(chǎn)生大量熱量，引發(fā)正負極活性物質(zhì)和電解液反應分解，產(chǎn)生大量的熱和可燃性氣體，導致電池起火或者發(fā)生爆炸。
在儲能快速發(fā)展的過程中，安全問題也開始逐漸暴露。而且部分儲能電站建設在人口密集區(qū)域，一旦發(fā)生起火、爆炸等安全事故，損失重大。對于一個正處在成長期的行業(yè)來說，安全事故不利于產(chǎn)業(yè)樹立積極正面的形象。
無序競爭
除了涉及安全性問題，事實上熱管理對于儲能電池的壽命和性能也十分重要。
與動力電池系統(tǒng)相比，儲能系統(tǒng)電池的功率更大、數(shù)量更多、產(chǎn)熱更多，而電池排列緊密又導致散熱空間有限，熱量難以快速、均勻地散發(fā)，易引起電池組之間的熱量聚集、運行溫差過大等現(xiàn)象，最終損害電池的壽命和性能。
當儲能系統(tǒng)主動參與調(diào)峰調(diào)頻，高倍率高容量的發(fā)展趨勢下產(chǎn)熱顯著增加，熱管理系統(tǒng)的重要性不斷增強。鋰電池的最佳運行溫度大約為10至35攝氏度，理想的熱管理系統(tǒng)可以讓鋰電池始終保持在最佳狀態(tài)，發(fā)揮出最優(yōu)性能。
不過，盡管熱管理對于儲能系統(tǒng)有著重要的作用，但熱管理在整個儲能系統(tǒng)中的成本比重并不高。
目前儲能系統(tǒng)中電池成本占比約55%，PCS占比約20%，BMS和EMS合計占比約11%，熱管理約占2%-4%。
“由于儲能缺乏商業(yè)性的盈利模式，大多為政策驅(qū)動。所以熱管理帶來的性能、壽命提升，對于業(yè)主來說重要性還不夠高?！币患覅⑴c儲能熱管理市場的企業(yè)相關負責人告訴《能源》雜志記者，“這間接導致儲能熱管理市場暫時處于無序競爭的狀態(tài)?！?
目前，儲能的熱管理主要分為兩大技術路線：一是以空調(diào)和風道供冷為主的風冷模式；其二是采用水、乙醇、硅油等冷卻液，進行散熱的液冷技術。
其中，風冷系統(tǒng)應用較早，普遍應用在通信基站等領域。再加上相比于液冷技術，風冷系統(tǒng)價格更加低廉，這也孕育出了國內(nèi)最早一批儲能溫控解決方案企業(yè)，它們也在電化學儲能開始發(fā)展后越來越多的參與儲能項目投標。
這些早期入行儲能熱管理的企業(yè)大多從事工業(yè)空調(diào)設備制造，由于技術成熟、沒有壁壘，所以沒有企業(yè)能夠一家獨大。英維克、黑盾、申菱等上市公司都在儲能熱管理領域有所建樹。
“但熱管理目前沒有形成技術門檻，除了大型、專業(yè)化企業(yè)，很多非專業(yè)領域的企業(yè)靠著產(chǎn)品整合，也可以提供一定的服務。”
相比于技術參數(shù)和質(zhì)量，早期的儲能熱管理系統(tǒng)最大的競爭力莫過于價格。在依靠新能源配儲政策崛起之后，儲能市場開始了殘酷的價格戰(zhàn)，熱管理系統(tǒng)也不免被卷入其中。
無序的低價競爭讓產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保障?！半S著安全事故的發(fā)生，業(yè)內(nèi)也開始注意到熱管理的重要性。液冷技術靠著性能優(yōu)勢走入大家的視野?！?
液冷崛起
隨著國家能源局《電力安全生產(chǎn)“十四五”行動計劃》《電化學儲能電站安全管理的通知》等一系列政策的密集發(fā)布，儲能的安全、能效越發(fā)被重視，電站運營商、業(yè)主、投資者開始越發(fā)關注儲能的安全、投資回報周期。
在這個市場風口的轉變下，風冷難以滿足制冷量較大的集裝箱類儲能等短板逐漸暴露，市場紛紛開始將液冷視為新的業(yè)務增長點。
此外，隨著儲能應用場景愈發(fā)的多樣化，面對集裝箱類儲能、工商儲能、戶用儲能等復雜的場景，液冷熱管理憑借較高的定制化服務和靈活適配等特點，有望逐漸成為市場主流。
目前來看，相比于風冷技術，液冷系統(tǒng)至少有3個主要優(yōu)勢：1，可容納更高能量密度的儲能系統(tǒng)；2，占地面積更小、能耗更低；3，控溫更加精準、可以均勻降溫。
“從價格來看，液冷還是高于風冷。”上述熱管理企業(yè)負責人說，“但是安全性對于儲能來說，意義不能夠單純地以價格來衡量。而且綜合考慮全生命周期成本之后，液冷也會更具優(yōu)勢?！?
傳統(tǒng)工業(yè)溫控及熱管理企業(yè)已經(jīng)開始拿出液冷產(chǎn)品。英維克、黑盾等企業(yè)都有液冷產(chǎn)品在售。4月7日~9日的“儲能國際峰會暨展覽會”上，申菱也帶來了垂直一體化儲能溫控方案。
根據(jù)民生證券預計，2025年全球儲能新增裝機量將達到362GWh，屆時液冷系統(tǒng)的占比將會高達60%。以此計算，2025年儲能熱管理價值量合計達141億元，其中液冷/風冷方案價值量114/28億元，占比由21年的20%/80%變?yōu)?5年的60%/40%，推動熱管理系統(tǒng)價值量占比由2.3%提升至3.4%。
大戰(zhàn)開啟
廣闊的市場空間正在刺激著越來越多的新玩家入局。
4月7日，美的集團旗下的美的樓宇科技發(fā)布多款液冷儲能熱管理產(chǎn)品。本就在熱泵、IDC熱管理、新能源車熱管理、機器人傳動熱管理領域有著大量技術積累的美的入局，讓儲能熱管理市場未來競爭會更加激烈。
美的并非孤例。
海信家電作為傳統(tǒng)家電龍頭，2021年收購日本三電，開始進軍汽車熱管理業(yè)務。2020年，海信成立子公司青島海信網(wǎng)絡能源公司，開始研發(fā)液冷、風冷儲能熱管理解決方案，入局參戰(zhàn)。
除了傳統(tǒng)工業(yè)空調(diào)/溫控企業(yè)、家電巨頭們，汽車空調(diào)、熱管理企業(yè)也在跑步進場。成立于1999年的松芝股份以客車空調(diào)業(yè)務起家，逐步發(fā)展出汽車熱管理業(yè)務。2020年，松芝股份開始布局儲能熱管理，走的就是液冷技術路線。根據(jù)其2021年度業(yè)績報告，松芝股份已進入寧德時代、遠景能源等客戶的供應商體系，并進入量產(chǎn)階段。
然而，在儲能熱管理標準缺失的當下，初期競爭可能依然暫時無法擺脫無序、低價等問題。對此，有不少熱管理企業(yè)表示，希望能夠盡早完善儲能標準化。
有新能源電站相關業(yè)主單位表示，希望熱管理企業(yè)“更加了解行業(yè)，深入了解應用場景，挖掘出來具體的要求，形成一套標準化的產(chǎn)品和解決方案?！?
隨著標準的不斷完善，單純比拼價格的低級競爭會逐漸退出市場。服務能力更強、大客戶黏性更高、建立起足夠技術門檻的企業(yè)將會成為這片藍海的最終勝利者。
