2023年，我國新增新型儲能裝機規(guī)模首次突破20GW，是2022年同期水平的三倍。預(yù)計2024年，我國新型儲能累計裝機或?qū)⒊^抽水蓄能，迎來歷史性時刻。”中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟理事長、中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長陳海生近日在第十二屆儲能國際峰會暨展覽會期間表示。
在展覽會上，500Ah+乃至600Ah+的單體電芯、容量高達6MWh以上的大型儲能系統(tǒng)、基于AI技術(shù)的安全預(yù)警系統(tǒng)等新產(chǎn)品、新技術(shù)紛紛亮相，記者深刻感受到，在“大容量”“長壽命”“AI賦能”“光儲融合”等新需求、新趨勢催化下，新型儲能正在迎來歷史性發(fā)展時刻。
大容量儲能“最吸睛”
不論是大容量電芯，還是大規(guī)模系統(tǒng)，“大容量”和“長壽命”已成為儲能產(chǎn)品的主要迭代方向。繼去年儲能電池廠商競逐300Ah+大容量電芯后，今年，越來越多的500Ah+乃至600Ah+單體電芯開始嶄露頭角，同時，多家企業(yè)相繼推出容量高達6MWh以上的大型儲能系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)集成效率進一步提高。
在展覽會現(xiàn)場，大規(guī)模儲能系統(tǒng)占據(jù)了多家儲能廠商展臺的“C位”，成為“最吸睛”的存在。記者了解到，對于儲能系統(tǒng)來說，“大”并不是簡單地將系統(tǒng)或者電芯的外形尺寸擴大，而是在合理范圍之內(nèi)，充分利用體積比能量密度的提升，實現(xiàn)多重維度的“大”。在本屆展覽會上，多家企業(yè)發(fā)布了6MWh級儲能系統(tǒng)新品。
寧德時代發(fā)布了全球首款“五年零衰減”高能量儲能系統(tǒng)——寧德時代天恒儲能系統(tǒng)。據(jù)介紹，該儲能系統(tǒng)搭載寧德時代L系列的長壽命電芯，能量密度可達430Wh/L，能夠在標準的20英尺集裝箱內(nèi)實現(xiàn)6.25MWh級的大容量，單位面積能量密度提升30%，整體占地面積減少20%，達到6MWh級別儲能系統(tǒng)的全球第一。同時，該系統(tǒng)突破性地實現(xiàn)容量和功率“五年零衰減”，并可大規(guī)模量產(chǎn)交付。
比亞迪推出了全新一代魔方系統(tǒng)Cube-T，容量高達6.432MWh，單系統(tǒng)能量最大提升35.8%，有效占地面積降低24.7%，且已開始交付。蜂巢發(fā)布了6.9MWh-20英尺短刀液冷儲能系統(tǒng)，占地面積較市場主流的5MWh儲能系統(tǒng)節(jié)省20%。
更大的系統(tǒng)容量，離不開更大的電芯支持。蜂巢能源推出了730Ah大容量儲能短刀電芯，電芯能量密度達到420Wh/L，循環(huán)壽命超1.1萬次；南都電源全球首發(fā)690Ah超大容量儲能電池，并宣稱已實現(xiàn)系統(tǒng)“五年零衰減”；億緯儲能帶來其最新大容量電芯產(chǎn)品——Mr.BigMB56儲能電芯，單體容量提升至628Ah，循環(huán)次數(shù)達1.2萬次……
同時，可量產(chǎn)交付的儲能電芯容量也從280Ah攀升至超過300Ah。記者在展覽會上注意到，寧德時代、瑞浦蘭鈞、遠景動力、欣旺達、天合儲能、中創(chuàng)新航、國軒高科等企業(yè)近30款300Ah+容量的儲能電芯產(chǎn)品已經(jīng)開始量產(chǎn)交付。
“目前，在市場上常見的儲能電芯尺寸大多是基于傳統(tǒng)商用車所使用的動力電芯尺寸。而隨著儲能應(yīng)用場景的深入拓展，儲能專用電芯開發(fā)日益迫切。當前，儲能電站規(guī)模正從MWh向GWh級別躍進，未來還將步入更大量級，這對電芯容量提出了更高的要求。”蜂巢儲能總經(jīng)理高春鵬告訴《中國電子報》記者。
據(jù)了解，在儲能系統(tǒng)中，電芯是整體成本最高的部分，占總成本超過六成，電芯的成本優(yōu)化至關(guān)重要。大容量電芯通過改進生產(chǎn)工藝能夠精簡從電芯到電池簇的相關(guān)器件，提升整體集成能量密度，降低電池制造和整體集成的成本，從而提升儲能項目經(jīng)濟性。然而，儲能電芯并不是越“大”越好。高春鵬解釋道，雖然大容量電芯降本增效優(yōu)勢顯著，但受制于目前的制造工藝和技術(shù)水平，其帶來的安全考驗和尺寸統(tǒng)一等問題依然有待解決。
人工智能賦能“最安全”
隨著新一代人工智能技術(shù)（AI）的突破，云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)也將進一步驅(qū)動儲能安全運維。在展覽會上，陽光電源、科華數(shù)能、海博思創(chuàng)等多家企業(yè)發(fā)布了基于AI技術(shù)的儲能產(chǎn)品。
陽光電源把AI大模型帶入安全預(yù)警系統(tǒng)，發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款深度融合電力電子、電化學(xué)的電芯預(yù)診斷系統(tǒng)iSolarBPS。據(jù)介紹，該電芯預(yù)診斷系統(tǒng)以儲能智芯大模型為底座，借助GeneSafe算法集群和AI超算平臺，可提前7天主動預(yù)警異常，運維提效30%，從電芯到系統(tǒng)實現(xiàn)精細化、智能化健康管理。
“系統(tǒng)可以實時監(jiān)測每顆電芯的電壓、電流、溫度等情況，百兆瓦時的電站只需要1分鐘就可以生成診斷報告。”陽光電源智慧能源產(chǎn)品中心總經(jīng)理許盛指著iSolarBPS的系統(tǒng)界面向《中國電子報》記者介紹道，如果預(yù)測到電池出現(xiàn)異常老化風險，憑借三級預(yù)警機制，iSolarBPS可以提前7天進行一致性預(yù)警，提前100小時進行內(nèi)短路預(yù)警，提前1小時進行熱失控預(yù)警，指導(dǎo)運維人員可以及時采取相應(yīng)措施進行處理。這相當于為儲能系統(tǒng)裝配一臺智能“CT”，讓系統(tǒng)“未病先防”。
科華數(shù)能發(fā)布了全新一代S3-EStation 2.0 5MW/10MWh智慧液冷儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用“三重消防+三級絕緣監(jiān)測+多點監(jiān)控”設(shè)計，配備智能化操作系統(tǒng)和云平臺，實現(xiàn)更高效的管理和監(jiān)控，提高系統(tǒng)的安全可靠性。
而喊出“AI賦能儲能價值新生”口號的海博思創(chuàng)則展示了全局優(yōu)化的AI算法模型，以及基于海博云的儲能電站運維管理、電力交易等多個數(shù)字化平臺。據(jù)介紹，海博云融合了數(shù)字孿生、人工智能與大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，對儲能電站全貌、電池艙、電池簇、交流升壓艙、儲能變流器等各級儲能設(shè)備進行建模，還原儲能電站真實場景及內(nèi)部設(shè)備構(gòu)成；同時，還打通了儲能產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)健康診斷、故障定位、安全風險遠期預(yù)警等功能，多場景、多數(shù)據(jù)源實現(xiàn)聯(lián)動。
科華數(shù)能副總裁、技術(shù)中心總經(jīng)理曾春保表示，如今，光儲場站規(guī)模平均達到百兆瓦時級，有的甚至達到吉瓦時級，龐大的集裝箱電池和PCS數(shù)量讓安全成為儲能行業(yè)除成本外的另一痛點，智能化運維勢在必行。
“目前，產(chǎn)業(yè)智能化布局仍以場站為主，而未來企業(yè)要實現(xiàn)多個場站的大數(shù)據(jù)分析，需要通過多個大數(shù)據(jù)模型生成數(shù)字孿生，進而推斷出每個電站的情況，對儲能電池與光伏的壽命匹配等問題進行實時監(jiān)控和判斷。”曾春保稱。
業(yè)內(nèi)專家告訴記者，守住儲能安全底線，控制好“熱失控”是關(guān)鍵。熱失控主要發(fā)生在儲能電站運行維護階段，此前，維護儲能安全主要依賴電池發(fā)生問題之后的控制和減損措施，即“被動安全”技術(shù)，而如今，借助BMS、大數(shù)據(jù)等技術(shù)監(jiān)測評估電池的運行狀態(tài)，對儲能系統(tǒng)的早期故障進行識別和預(yù)警的主動安全技術(shù)，或?qū)⒊蔀閮δ馨踩?ldquo;破局”的重要手段。
光儲融合是“最佳搭檔”
作為一種存儲和釋放能量的技術(shù)，儲能被認為是解決光伏、風電等新能源間歇性及波動性，促進消納，減少棄光、棄風現(xiàn)象的重要手段。如果只發(fā)展新能源而不發(fā)展儲能，就是“無本之木”；反之，如果只發(fā)展新型儲能不發(fā)展新能源，就是“無的放矢”。新能源和儲能相依相存，共同成長。
在展覽會上，不僅有電池企業(yè)、儲能垂直廠商，如天合儲能、晶科能源等光伏龍頭企業(yè)也紛紛亮相，推出自研電芯和多場景的儲能系統(tǒng)產(chǎn)品。
天合儲能帶來了新一代柔性儲能電池艙Elementa 2，搭配其自研自產(chǎn)314Ah高能量密度電芯，系統(tǒng)度電成本降低了32%，場站占地面積降低了31%。同時，柔性儲能電池艙Elementa 2采用“一簇一管理”，使得電能吞吐量提升了7%。新一代柔性儲能電池艙Elementa 2目前已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，并且將于今年5月份開啟交付。
晶科能源發(fā)布了藍鯨5MWh大型儲能系統(tǒng)SunTera G2和314Ah自研電芯。據(jù)介紹，SunTera G2搭載314Ah磷酸鐵鋰電芯，采用標準20英尺集裝箱結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)循環(huán)壽命達8000次，同時可將噪音控制在75db以內(nèi)，有效減少儲能系統(tǒng)在使用環(huán)節(jié)中對周圍環(huán)境的影響。而314Ah專用儲能電芯采用晶科自研專利技術(shù)，電芯循環(huán)壽命超過一萬次，充放電能效達到94.71%。藍鯨5MWh儲能系統(tǒng)將于4月15號完成系統(tǒng)樣機下線，并于5月底前具備項目量產(chǎn)接單條件。首期5GWh儲能電芯將于2024年第三季度正式投產(chǎn)并具備量產(chǎn)出貨條件。
“光伏和儲能是一對孿生兄弟。”晶科能源儲能業(yè)務(wù)負責人段虎子表示，光伏發(fā)電占比的提升離不開配套儲能的支撐，儲能一定是未來電力市場發(fā)展的趨勢。從技術(shù)角度看，儲能3S系統(tǒng)，即儲能變流器（PCS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS），能夠?qū)崿F(xiàn)光伏系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)間協(xié)同運作，將成為推進光儲深度融合的關(guān)鍵。
天合儲能總裁孫偉提出，如果在產(chǎn)品設(shè)計初期就將光儲融合考慮其中，將減少能量之間的轉(zhuǎn)換。他解釋道：“當前光儲協(xié)同的模式為光伏發(fā)電，輸入逆變轉(zhuǎn)換，經(jīng)過儲能后再由逆變轉(zhuǎn)換，這中間經(jīng)歷了兩次逆變轉(zhuǎn)換過程。如果在前期植入深度耦合，就可以減少能量轉(zhuǎn)換過程中的損失。”
在展覽會上，500Ah+乃至600Ah+的單體電芯、容量高達6MWh以上的大型儲能系統(tǒng)、基于AI技術(shù)的安全預(yù)警系統(tǒng)等新產(chǎn)品、新技術(shù)紛紛亮相，記者深刻感受到，在“大容量”“長壽命”“AI賦能”“光儲融合”等新需求、新趨勢催化下，新型儲能正在迎來歷史性發(fā)展時刻。
大容量儲能“最吸睛”
不論是大容量電芯，還是大規(guī)模系統(tǒng)，“大容量”和“長壽命”已成為儲能產(chǎn)品的主要迭代方向。繼去年儲能電池廠商競逐300Ah+大容量電芯后，今年，越來越多的500Ah+乃至600Ah+單體電芯開始嶄露頭角，同時，多家企業(yè)相繼推出容量高達6MWh以上的大型儲能系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)集成效率進一步提高。
在展覽會現(xiàn)場，大規(guī)模儲能系統(tǒng)占據(jù)了多家儲能廠商展臺的“C位”，成為“最吸睛”的存在。記者了解到，對于儲能系統(tǒng)來說，“大”并不是簡單地將系統(tǒng)或者電芯的外形尺寸擴大，而是在合理范圍之內(nèi)，充分利用體積比能量密度的提升，實現(xiàn)多重維度的“大”。在本屆展覽會上，多家企業(yè)發(fā)布了6MWh級儲能系統(tǒng)新品。
寧德時代發(fā)布了全球首款“五年零衰減”高能量儲能系統(tǒng)——寧德時代天恒儲能系統(tǒng)。據(jù)介紹，該儲能系統(tǒng)搭載寧德時代L系列的長壽命電芯，能量密度可達430Wh/L，能夠在標準的20英尺集裝箱內(nèi)實現(xiàn)6.25MWh級的大容量，單位面積能量密度提升30%，整體占地面積減少20%，達到6MWh級別儲能系統(tǒng)的全球第一。同時，該系統(tǒng)突破性地實現(xiàn)容量和功率“五年零衰減”，并可大規(guī)模量產(chǎn)交付。
比亞迪推出了全新一代魔方系統(tǒng)Cube-T，容量高達6.432MWh，單系統(tǒng)能量最大提升35.8%，有效占地面積降低24.7%，且已開始交付。蜂巢發(fā)布了6.9MWh-20英尺短刀液冷儲能系統(tǒng)，占地面積較市場主流的5MWh儲能系統(tǒng)節(jié)省20%。
更大的系統(tǒng)容量，離不開更大的電芯支持。蜂巢能源推出了730Ah大容量儲能短刀電芯，電芯能量密度達到420Wh/L，循環(huán)壽命超1.1萬次；南都電源全球首發(fā)690Ah超大容量儲能電池，并宣稱已實現(xiàn)系統(tǒng)“五年零衰減”；億緯儲能帶來其最新大容量電芯產(chǎn)品——Mr.BigMB56儲能電芯，單體容量提升至628Ah，循環(huán)次數(shù)達1.2萬次……
同時，可量產(chǎn)交付的儲能電芯容量也從280Ah攀升至超過300Ah。記者在展覽會上注意到，寧德時代、瑞浦蘭鈞、遠景動力、欣旺達、天合儲能、中創(chuàng)新航、國軒高科等企業(yè)近30款300Ah+容量的儲能電芯產(chǎn)品已經(jīng)開始量產(chǎn)交付。
“目前，在市場上常見的儲能電芯尺寸大多是基于傳統(tǒng)商用車所使用的動力電芯尺寸。而隨著儲能應(yīng)用場景的深入拓展，儲能專用電芯開發(fā)日益迫切。當前，儲能電站規(guī)模正從MWh向GWh級別躍進，未來還將步入更大量級，這對電芯容量提出了更高的要求。”蜂巢儲能總經(jīng)理高春鵬告訴《中國電子報》記者。
據(jù)了解，在儲能系統(tǒng)中，電芯是整體成本最高的部分，占總成本超過六成，電芯的成本優(yōu)化至關(guān)重要。大容量電芯通過改進生產(chǎn)工藝能夠精簡從電芯到電池簇的相關(guān)器件，提升整體集成能量密度，降低電池制造和整體集成的成本，從而提升儲能項目經(jīng)濟性。然而，儲能電芯并不是越“大”越好。高春鵬解釋道，雖然大容量電芯降本增效優(yōu)勢顯著，但受制于目前的制造工藝和技術(shù)水平，其帶來的安全考驗和尺寸統(tǒng)一等問題依然有待解決。
人工智能賦能“最安全”
隨著新一代人工智能技術(shù)（AI）的突破，云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)也將進一步驅(qū)動儲能安全運維。在展覽會上，陽光電源、科華數(shù)能、海博思創(chuàng)等多家企業(yè)發(fā)布了基于AI技術(shù)的儲能產(chǎn)品。
陽光電源把AI大模型帶入安全預(yù)警系統(tǒng)，發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款深度融合電力電子、電化學(xué)的電芯預(yù)診斷系統(tǒng)iSolarBPS。據(jù)介紹，該電芯預(yù)診斷系統(tǒng)以儲能智芯大模型為底座，借助GeneSafe算法集群和AI超算平臺，可提前7天主動預(yù)警異常，運維提效30%，從電芯到系統(tǒng)實現(xiàn)精細化、智能化健康管理。
“系統(tǒng)可以實時監(jiān)測每顆電芯的電壓、電流、溫度等情況，百兆瓦時的電站只需要1分鐘就可以生成診斷報告。”陽光電源智慧能源產(chǎn)品中心總經(jīng)理許盛指著iSolarBPS的系統(tǒng)界面向《中國電子報》記者介紹道，如果預(yù)測到電池出現(xiàn)異常老化風險，憑借三級預(yù)警機制，iSolarBPS可以提前7天進行一致性預(yù)警，提前100小時進行內(nèi)短路預(yù)警，提前1小時進行熱失控預(yù)警，指導(dǎo)運維人員可以及時采取相應(yīng)措施進行處理。這相當于為儲能系統(tǒng)裝配一臺智能“CT”，讓系統(tǒng)“未病先防”。
科華數(shù)能發(fā)布了全新一代S3-EStation 2.0 5MW/10MWh智慧液冷儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用“三重消防+三級絕緣監(jiān)測+多點監(jiān)控”設(shè)計，配備智能化操作系統(tǒng)和云平臺，實現(xiàn)更高效的管理和監(jiān)控，提高系統(tǒng)的安全可靠性。
而喊出“AI賦能儲能價值新生”口號的海博思創(chuàng)則展示了全局優(yōu)化的AI算法模型，以及基于海博云的儲能電站運維管理、電力交易等多個數(shù)字化平臺。據(jù)介紹，海博云融合了數(shù)字孿生、人工智能與大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，對儲能電站全貌、電池艙、電池簇、交流升壓艙、儲能變流器等各級儲能設(shè)備進行建模，還原儲能電站真實場景及內(nèi)部設(shè)備構(gòu)成；同時，還打通了儲能產(chǎn)品全生命周期的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)健康診斷、故障定位、安全風險遠期預(yù)警等功能，多場景、多數(shù)據(jù)源實現(xiàn)聯(lián)動。
科華數(shù)能副總裁、技術(shù)中心總經(jīng)理曾春保表示，如今，光儲場站規(guī)模平均達到百兆瓦時級，有的甚至達到吉瓦時級，龐大的集裝箱電池和PCS數(shù)量讓安全成為儲能行業(yè)除成本外的另一痛點，智能化運維勢在必行。
“目前，產(chǎn)業(yè)智能化布局仍以場站為主，而未來企業(yè)要實現(xiàn)多個場站的大數(shù)據(jù)分析，需要通過多個大數(shù)據(jù)模型生成數(shù)字孿生，進而推斷出每個電站的情況，對儲能電池與光伏的壽命匹配等問題進行實時監(jiān)控和判斷。”曾春保稱。
業(yè)內(nèi)專家告訴記者，守住儲能安全底線，控制好“熱失控”是關(guān)鍵。熱失控主要發(fā)生在儲能電站運行維護階段，此前，維護儲能安全主要依賴電池發(fā)生問題之后的控制和減損措施，即“被動安全”技術(shù)，而如今，借助BMS、大數(shù)據(jù)等技術(shù)監(jiān)測評估電池的運行狀態(tài)，對儲能系統(tǒng)的早期故障進行識別和預(yù)警的主動安全技術(shù)，或?qū)⒊蔀閮δ馨踩?ldquo;破局”的重要手段。
光儲融合是“最佳搭檔”
作為一種存儲和釋放能量的技術(shù)，儲能被認為是解決光伏、風電等新能源間歇性及波動性，促進消納，減少棄光、棄風現(xiàn)象的重要手段。如果只發(fā)展新能源而不發(fā)展儲能，就是“無本之木”；反之，如果只發(fā)展新型儲能不發(fā)展新能源，就是“無的放矢”。新能源和儲能相依相存，共同成長。
在展覽會上，不僅有電池企業(yè)、儲能垂直廠商，如天合儲能、晶科能源等光伏龍頭企業(yè)也紛紛亮相，推出自研電芯和多場景的儲能系統(tǒng)產(chǎn)品。
天合儲能帶來了新一代柔性儲能電池艙Elementa 2，搭配其自研自產(chǎn)314Ah高能量密度電芯，系統(tǒng)度電成本降低了32%，場站占地面積降低了31%。同時，柔性儲能電池艙Elementa 2采用“一簇一管理”，使得電能吞吐量提升了7%。新一代柔性儲能電池艙Elementa 2目前已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，并且將于今年5月份開啟交付。
晶科能源發(fā)布了藍鯨5MWh大型儲能系統(tǒng)SunTera G2和314Ah自研電芯。據(jù)介紹，SunTera G2搭載314Ah磷酸鐵鋰電芯，采用標準20英尺集裝箱結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)循環(huán)壽命達8000次，同時可將噪音控制在75db以內(nèi)，有效減少儲能系統(tǒng)在使用環(huán)節(jié)中對周圍環(huán)境的影響。而314Ah專用儲能電芯采用晶科自研專利技術(shù)，電芯循環(huán)壽命超過一萬次，充放電能效達到94.71%。藍鯨5MWh儲能系統(tǒng)將于4月15號完成系統(tǒng)樣機下線，并于5月底前具備項目量產(chǎn)接單條件。首期5GWh儲能電芯將于2024年第三季度正式投產(chǎn)并具備量產(chǎn)出貨條件。
“光伏和儲能是一對孿生兄弟。”晶科能源儲能業(yè)務(wù)負責人段虎子表示，光伏發(fā)電占比的提升離不開配套儲能的支撐，儲能一定是未來電力市場發(fā)展的趨勢。從技術(shù)角度看，儲能3S系統(tǒng)，即儲能變流器（PCS）、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS），能夠?qū)崿F(xiàn)光伏系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)間協(xié)同運作，將成為推進光儲深度融合的關(guān)鍵。
天合儲能總裁孫偉提出，如果在產(chǎn)品設(shè)計初期就將光儲融合考慮其中，將減少能量之間的轉(zhuǎn)換。他解釋道：“當前光儲協(xié)同的模式為光伏發(fā)電，輸入逆變轉(zhuǎn)換，經(jīng)過儲能后再由逆變轉(zhuǎn)換，這中間經(jīng)歷了兩次逆變轉(zhuǎn)換過程。如果在前期植入深度耦合，就可以減少能量轉(zhuǎn)換過程中的損失。”
