中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：全球頻發(fā)的儲(chǔ)能火災(zāi)事故不僅造成了重大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，還引發(fā)了對(duì)儲(chǔ)能電站安全管理和監(jiān)管的深刻反思。
美國(guó)電力研究所通過(guò)從2018年到2023年公開(kāi)披露的多起儲(chǔ)能電站失火事件研究建立了相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，并和美國(guó)能源部的太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)、德國(guó)Twaice公司對(duì)火災(zāi)事故進(jìn)行分類(lèi)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，除了電芯和控制系統(tǒng)本身的風(fēng)險(xiǎn)之外，儲(chǔ)能電站集成、運(yùn)營(yíng)不規(guī)范也是導(dǎo)致事故的重要因素。
令人揪心的是國(guó)內(nèi)，在儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模大增，技術(shù)多元應(yīng)用，資本密集涌入，產(chǎn)業(yè)集群崛起的同時(shí)?？駸嵩鲩L(zhǎng)的背后暴露出建而不用，產(chǎn)能無(wú)序擴(kuò)張的隱憂(yōu)，“價(jià)格戰(zhàn)”硝煙彌漫，企業(yè)盈利水平和產(chǎn)品質(zhì)量面臨雙重考驗(yàn)。
儲(chǔ)能本質(zhì)是“調(diào)”而不是“儲(chǔ)”。未來(lái)，作為新型電力系統(tǒng)的配套產(chǎn)業(yè)，讓儲(chǔ)能參與到電力系統(tǒng)交易，回歸商業(yè)應(yīng)用，才能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，發(fā)揮儲(chǔ)能最長(zhǎng)遠(yuǎn)的價(jià)值。
眼下，這種市場(chǎng)轉(zhuǎn)向，正在逐步發(fā)生。
多重因素推動(dòng)，儲(chǔ)能長(zhǎng)遠(yuǎn)價(jià)值逐步回歸
在過(guò)去一年時(shí)間，在政策加持、企業(yè)發(fā)力、市場(chǎng)青睞等多重因素影響下，中國(guó)成為了全球范圍內(nèi)，最大的風(fēng)、光、儲(chǔ)市場(chǎng)。根據(jù)《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書(shū)2024》顯示，2023年中國(guó)新型儲(chǔ)能新增裝機(jī)21.5GW，創(chuàng)歷史新高。
與之相對(duì)的是，在原材料降價(jià)、惡性競(jìng)爭(zhēng)、技術(shù)同質(zhì)化等多重因素疊加下，儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)格一路下行。國(guó)家發(fā)改委價(jià)格監(jiān)測(cè)中心高級(jí)經(jīng)濟(jì)師劉滿(mǎn)平表示：“當(dāng)下儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能擴(kuò)張迅速，結(jié)構(gòu)性問(wèn)題凸顯；部分項(xiàng)目‘建而不用’；新能源配建儲(chǔ)能實(shí)際利用率不高；運(yùn)營(yíng)模式和市場(chǎng)機(jī)制尚不完善，成為了制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸”。
“內(nèi)卷”還是“閑置”？?jī)?chǔ)能行業(yè)如何破局？以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以商業(yè)化應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)價(jià)值邏輯亟待重新構(gòu)建。
儲(chǔ)能本身是新型電力系統(tǒng)中的重要配套，目前，我國(guó)乃至歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的電力系統(tǒng)都在經(jīng)歷一場(chǎng)變革，——“清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開(kāi)放互動(dòng)”。儲(chǔ)能的發(fā)展方向，與政策、市場(chǎng)、技術(shù)多重因素息息相關(guān)。
從政策看，早在2015年，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》（簡(jiǎn)稱(chēng)“電改9號(hào)文”），便提出了有序推進(jìn)電價(jià)改革，理順電價(jià)形成機(jī)制，推進(jìn)電力交易體制改革，完善市場(chǎng)化交易機(jī)制等目標(biāo)，拉開(kāi)了電力市場(chǎng)開(kāi)放的序幕?！半p碳”目標(biāo)提出后，國(guó)家發(fā)改委明確提出了 1+N政策體系，從頂層圍繞儲(chǔ)能示范應(yīng)用、規(guī)范管理、電價(jià)改革以及多元化、智能化應(yīng)用，進(jìn)一步確立了以新能 源為主體的新型電力系統(tǒng)。
到2023年，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本規(guī)則（試行）》，從電力系統(tǒng)層面落實(shí)了具體的鼓勵(lì)方案。預(yù)計(jì)到2025年，電力市場(chǎng)將逐步放開(kāi)，形成開(kāi)放互動(dòng)的電力體系。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的興起，根本還是打造開(kāi)放、市場(chǎng)化電力系統(tǒng)中的重要配套。
從市場(chǎng)看，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)時(shí)長(zhǎng)，系統(tǒng)利用率也在不斷提升?！?023年度電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全信息統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)》顯示，2024年第一季度，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能電站日均運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)已經(jīng)由3.12小時(shí)提升至4.16小時(shí)，平均利用率指數(shù)由27%提升至41%。
隨著國(guó)家能源局印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)新型儲(chǔ)能并網(wǎng)和調(diào)度運(yùn)用的通知》，進(jìn)一步明確了新型儲(chǔ)能的功能定位，加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能調(diào)度運(yùn)用提升，儲(chǔ)能項(xiàng)目不再是僅為滿(mǎn)足新能源“強(qiáng)配”政策的附屬物，而是能夠?yàn)闃I(yè)主帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的長(zhǎng)期可持續(xù)收益的資產(chǎn)。
從技術(shù)上看，儲(chǔ)能電站的可靠性很大程度取決于儲(chǔ)能電池的性能表現(xiàn)。而電池的系統(tǒng)，則與電池管理能力，集成能力息息相關(guān)。以電池一致性管理為例，在儲(chǔ)能電芯的使用過(guò)程中，由于生產(chǎn)差異、老化、溫度變化或不同的負(fù)載條件等因素，電芯間的電壓和容量會(huì)產(chǎn)生差異，并且這種差異會(huì)隨著充放電次數(shù)的增加而加劇，進(jìn)而使得系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益變差。
因此，越來(lái)越多的電池均衡技術(shù)被應(yīng)用到商業(yè)化，成熟化的市場(chǎng)。據(jù)國(guó)際知名咨詢(xún)機(jī)構(gòu)Wood Mackenzie的研究報(bào)告顯示，由于海外市場(chǎng)，電力市場(chǎng)更加開(kāi)放，儲(chǔ)能業(yè)主更加關(guān)注項(xiàng)目全生命周期的經(jīng)濟(jì)性，主動(dòng)均衡技術(shù)在降低儲(chǔ)能系統(tǒng)全生命周期成本方面的優(yōu)勢(shì)已得到廣泛認(rèn)可，在海外儲(chǔ)能項(xiàng)目中應(yīng)用占比達(dá)到了74%。
業(yè)內(nèi)人士表示，在多重因素的推動(dòng)下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)正在走向高質(zhì)量發(fā)展的階段。2024年上旬政策圍繞電力市場(chǎng)交易密集出臺(tái)，將加快我國(guó)電力市場(chǎng)化發(fā)展的新變革，也將成為儲(chǔ)能行業(yè)價(jià)值轉(zhuǎn)型的重要推動(dòng)。
從“被動(dòng)”到“主動(dòng)”，電池管理技術(shù)升級(jí)
從價(jià)格到價(jià)值，為了實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，業(yè)內(nèi)廠商從多個(gè)維度進(jìn)行了研發(fā)和探索，包括：
儲(chǔ)能電池優(yōu)化：選用熱穩(wěn)定性更好的正極、負(fù)極、隔膜材料；選用厚度更薄表面積更大的疊片工藝；縮短極耳長(zhǎng)度降低電阻等多方面優(yōu)化。
溫控技術(shù)進(jìn)階：由傳統(tǒng)的風(fēng)冷方案進(jìn)階至換熱系數(shù)更高、冷卻效果更好的液冷方案，以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的熱管理系統(tǒng)市場(chǎng)需求。
數(shù)字化技術(shù)運(yùn)維：通過(guò)BMS、EMS、AI等數(shù)字技術(shù)對(duì)電站運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)電池的生命周期運(yùn)行狀況做可視化分析，識(shí)別故障的早期征兆并提供安全預(yù)警設(shè)計(jì)。
消防技術(shù)保障：業(yè)內(nèi)主流產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)了電芯級(jí)、pack級(jí)、以及系統(tǒng)級(jí)三層消防系統(tǒng)，以達(dá)到更細(xì)致、精準(zhǔn)的消防效果。
高效電池管理：即電池管理系統(tǒng)（BMS）采用先進(jìn)的算法，在放電時(shí)監(jiān)測(cè)每顆電芯的電壓，對(duì)電池的荷電狀態(tài)（SOC）、健康狀態(tài)（SOH）、功率狀態(tài)（SOP）等進(jìn)行評(píng)估。由于電池組的壽命同樣也取決于壽命最短那顆電芯，因此，當(dāng)最低單體電壓達(dá)到放電截止電壓時(shí)，整個(gè)電池組將停止放電。均衡儲(chǔ)能電芯的狀態(tài)參數(shù)成為了最大限度保證電池循化壽命提升儲(chǔ)能系統(tǒng)循環(huán)效率的必由之路，尤其在大儲(chǔ)和工商儲(chǔ)等功率較高、容量較大的應(yīng)用場(chǎng)景中。
基于電池組一致性?xún)?yōu)化改善的需求，儲(chǔ)能BMS均衡技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其中，電池管理系統(tǒng)中的電池均衡主要有兩種方式：被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡。
被動(dòng)均衡在電池組放電過(guò)程中，通過(guò)電阻發(fā)熱釋放電量來(lái)均衡電池。這種方式不需要復(fù)雜的控制器和電路，但均衡速度較慢且會(huì)浪費(fèi)電能，過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生熱量，增加熱失控風(fēng)險(xiǎn)。
主動(dòng)均衡則是通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)電能在電芯間的直接轉(zhuǎn)移，可將電池組中電芯間的電壓差控制在一定范圍以?xún)?nèi)，顯著減少了因不均衡帶來(lái)的循環(huán)效率損失。這種技術(shù)通常需要使用專(zhuān)門(mén)的均衡控制器和極高要求的電路設(shè)計(jì)，最終達(dá)到由PACK級(jí)到簇級(jí)，再到系統(tǒng)級(jí)，甚至是場(chǎng)站級(jí)的全鏈路均衡。
與傳統(tǒng)的被動(dòng)均衡技術(shù)相比，主動(dòng)均衡不僅避免了能量浪費(fèi)，還通過(guò)重新分配能量提升儲(chǔ)能系統(tǒng)整體性能，降低運(yùn)營(yíng)成本并提高系統(tǒng)安全性。
目前，由于成本價(jià)格等因素，EESA 2023年度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目幾乎均為被動(dòng)均衡項(xiàng)目（98.4%）。在海外市場(chǎng)，大約70%的項(xiàng)目都采用了“主動(dòng)均衡”。以科陸電子服務(wù)的德州TX10項(xiàng)目為例，根據(jù)Modo Energy統(tǒng)計(jì)，9個(gè)站點(diǎn)收益均上榜德州電站收益前30。
來(lái)自Wood Mackenzie分析師John Smith指出：“在當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇的背景下，先進(jìn)的電池管理技術(shù)不僅能夠提升系統(tǒng)安全性和可靠性，還能顯著降低運(yùn)營(yíng)成本，從而提高項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益?！蔽磥?lái)隨著國(guó)內(nèi)電力市場(chǎng)化程度提升，主動(dòng)均衡技術(shù)在電站長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)也將逐步顯現(xiàn)。國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能商業(yè)化應(yīng)用的加快，主動(dòng)均衡技術(shù)將越來(lái)越多被使用。
也正因此，科陸電子30年深耕電力行業(yè)，打造電芯-Pack-站級(jí)全鏈路主動(dòng)均衡科技產(chǎn)品，提供設(shè)計(jì)、設(shè)備、安裝、運(yùn)維全生命周期整站服務(wù)，在儲(chǔ)能行業(yè)領(lǐng)跑全球儲(chǔ)能商業(yè)化應(yīng)用，為用戶(hù)創(chuàng)造實(shí)實(shí)在在的收益。
