標準化引領儲能電芯大容量“進階之戰(zhàn)”

　　陽光電源PowerTitan2.0液冷儲能系統(tǒng)

　　儲能電芯技術正快速迭代。2020年以來，儲能市場推出主打長循環(huán)壽命的280Ah電芯，成為儲能項目招標或產品采購的標配，為追求更好性能，更低成本，市場電芯產品層出不窮。尤其近一年，20多家電芯廠商發(fā)布40余款電芯新品，并朝著更大、超大容量方向快速邁進。

　　按照容量不同，市場主流應用電芯可劃分為三代產品：第一代為280Ah產品，第二代以314Ah容量為代表。當前，電芯廠商陸續(xù)發(fā)布500Ah乃至600Ah以上的第三代儲能電芯，規(guī)格容量“五花八門”。

　　“盲目增加體積和容量，是市場過度競爭的產物。”陽光電源(300274)光儲集團副總裁、儲能事業(yè)部總裁徐清清認為，儲能電芯應該趨于標準化，625Ah電芯在安全風險、系統(tǒng)成本和產品質量上能達到最優(yōu)解。

　　不宜盲目追求“大”，理性進行技術迭代

　　電芯容量向上是儲能行業(yè)發(fā)展大勢。

　　徐清清指出，儲能行業(yè)正致力于去無效化成本，減少項目開發(fā)過程中產生的對形成產品、提升價值、促進營銷沒有作用的成本，而電芯環(huán)節(jié)最簡單、最直接的方式就是將容量做大。

　　基于制造工藝、產線銜接等因素考慮，目前電芯廠商在大電芯上各自為戰(zhàn)，尚未出現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)格。為搶占先發(fā)優(yōu)勢，各廠商希冀從下一代電芯定義出發(fā)，在新品研發(fā)、布局上不遺余力。

　　“市場競爭異常激烈，很多電池廠商都很恐慌，今天出一款電芯，明天又出一款。實際上，一款電芯的研發(fā)推出有較高難度和技術含量，耗時費力研發(fā)出來的產品，得確保有3至5年的生命周期，不是說推出一款產品一年半載，甚至還沒應用就被淘汰了。”徐清清指出，大容量電芯沒經過兩年以上驗證，很難大批量投入市場應用?；谙到y(tǒng)需求和電芯性能的綜合考量，市場應用主流近期仍將是314Ah電芯。

　　在徐清清看來，大容量電芯并非簡單地放大電芯容量，電芯容量增大后，電芯熱失控的能量隨之增加，對廠商設計和制造能力提出更高要求。電芯是儲能安全的基礎，企業(yè)務必做好技術攻關和守住安全底線，克制地迭代下一代產品。

　　“電芯大容量也并不等于高能量密度，電芯容量放大的同時，能量密度是否相應地提升非常關鍵。”徐清清進一步指出，儲能產品應該做到與光伏產品同壽命，達到25年使用壽命。以前儲能系統(tǒng)可能每天最多1次充放電循環(huán)，隨著儲能參與電力現(xiàn)貨、輔助服務市場，現(xiàn)在可能有1.5次乃至2次循環(huán)，對儲能循環(huán)壽命要求更高。要降低度電成本，效率也非常重要，否則產品全生命周期充放電的吞吐量會大幅降低。因此，儲能電芯產品的長壽命、高能量密度、高效率，是一個本體不斷尋優(yōu)過程。

　　以客戶為中心，推動電芯標準化

　　那么，理想中的下一代電芯具有哪些特征?

　　在全球儲能系統(tǒng)出貨量中，陽光電源連續(xù)八年位居中企第一，其不生產電芯，卻在整體層面有著綜合考量。徐清清表示，電芯是系統(tǒng)中重要部件，如何把開發(fā)和設計有效結合，一定要對電芯的整體規(guī)格、產業(yè)布局、設計性能有深厚了解，適配最優(yōu)產品。一方面要從上游電芯乃至原材料視角，考慮技術發(fā)展的趨勢和工藝;另一方面從客戶視角，考慮產品的壽命、效率、能量密度、占地面積等需求。與此同時，還要兼顧產品各性能標準、消防標準、海外標準的兼容，以及不同場景的應用特點和物流運輸情況。

　　當前電芯廠商在產品尺寸和容量規(guī)格的競速已“劍拔弩張”，不僅自身面臨著技術迭代風險，也給系統(tǒng)集成、運維環(huán)節(jié)帶來技術適配、市場適應等難題。基于此，徐清清認為，儲能電芯應該趨于標準化，包括容量、尺寸、能量密度、壽命等關鍵指標逐漸走向統(tǒng)一，“早日結束混亂的‘規(guī)格戰(zhàn)’，在統(tǒng)一標準下，讓大家把精力騰出來專注于技術研發(fā)，把產品做得更好，質量性能更穩(wěn)定。”

　　“對客戶而言，其實并不關心具體使用的電芯規(guī)格和性能差異，更關注的是儲能系統(tǒng)整體表現(xiàn)。我們一直強調儲能不是簡單集成，而是一套系統(tǒng)產品。也就是說，系統(tǒng)中每個部件不能只管自己，不顧他人。所以從整體視角來看，怎么達到電芯性能最優(yōu)，要跟功率器件廠家有效適配，功率器件和電芯的開發(fā)周期都很長，集成組合方案必須站在更高的系統(tǒng)維度統(tǒng)籌考慮。過度追求電芯大容量，功率器件選型很難適配，即便電芯做出來了，落地實施也很困難。”徐清清表示，基于產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及對儲能產業(yè)未來的思考，陽光電源將第三代電芯容量鎖定為625Ah，這在適配上具有可行性，安全風險、系統(tǒng)成本和產品質量也能達到最優(yōu)。

　　“625Ah系統(tǒng)方案在我們內部已有超一年半的研發(fā)積淀、多輪論證，集合了市場、研發(fā)等多類投入和客戶需求判斷，所以認定這款電芯。”徐清清稱。

　　從靜態(tài)走向動態(tài)，助力構建新型電力系統(tǒng)

　　“標準化容易帶來同質化，但深究下來，標準化一定不等同于同質化。同是5MWh系統(tǒng)，外觀看起來各家都一樣，但真正有價值的內核大有不同——電芯表現(xiàn)、系統(tǒng)效率、提前預警等能力是儲能構建長效競爭力的關鍵。”徐清清表示，未來儲能產業(yè)的重點要轉移到電站運營，讓儲能在動態(tài)交易中為用戶創(chuàng)造最大收益。

　　徐清清強調，定義儲能電芯要有系統(tǒng)觀，理念上實現(xiàn)G2C(電網Grid到電芯Cell)，在能量上實現(xiàn)C2G。應從電網和應用場景出發(fā)，從系統(tǒng)需求倒推電芯的最優(yōu)解。

　　儲能具有調峰調頻、備用電源、黑啟動等多重價值，對電源、電網和用戶都有利，是構建新型電力系統(tǒng)的重要支撐。徐清清認為，回歸儲能價值的底層邏輯，2023年之前的儲能系統(tǒng)是靜態(tài)的，考驗產品硬件能力：系統(tǒng)架構上，保證電芯和系統(tǒng)的匹配;結構體系方面，20尺集裝箱和戶外柜，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢;散熱溫控體系方面，好的溫控可以節(jié)省40%輔助供電;通訊架構系統(tǒng)方面，保障內部BMS等可靠運行。

　　2023年之后的儲能系統(tǒng)將是動態(tài)的，面對高比例可再生能源接入，高比例電力電子設備接入，高比例的特高壓輸電，儲能要做柔性的關鍵支撐，主動支撐電網電壓、快速響應電網調度。

　　在徐清清看來，儲能系統(tǒng)涵蓋電力電子、電化學、電網支撐等多技術領域，在實現(xiàn)系統(tǒng)內部的充放電管理、溫度控制、安全管理等綜合調控的同時，還需要高效響應外部電網調度。在最大化發(fā)揮儲能電站價值的背后，要有過硬的系統(tǒng)能力。

　　面向未來儲能“動”態(tài)發(fā)展，應對新能源發(fā)電不確定性強、現(xiàn)有變流器無法提供主動支撐、極端天氣頻發(fā)等影響電網安全穩(wěn)定運行問題，陽光電源提出“干細胞電網技術架構”，虛擬同步控制技術，儲能系統(tǒng)可以模擬同步發(fā)電機特性，在正常運行時表現(xiàn)為低阻抗電壓源，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。基于全球電網發(fā)展不均衡現(xiàn)狀，陽光電源推出“定制化”電網技術解決方案，因網制宜、一網一策，助力新型電力系統(tǒng)全場景穩(wěn)定運行。

　　來源： 中國能源報 作者：盧奇秀