中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2021年由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長(zhǎng)沙市人民政府、中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南（長(zhǎng)沙）電池博覽會(huì)暨首屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)在長(zhǎng)沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會(huì)主題是“新儲(chǔ)能、新動(dòng)力、新發(fā)展”。
會(huì)后，為了能讓參會(huì)代表有更深入的行業(yè)交流，小編經(jīng)過演講專家本人同意和審核，將演講專家的速記整理如下：
高華榮：接下來(lái)我跟大家分享一下短時(shí)高頻儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用。
眾所周知我國(guó)的整個(gè)碳排量占到世界的三分之一，是美國(guó)、歐盟的兩到三倍。基于這個(gè)情況，我們?cè)谖磥?lái)的2030、2060到碳達(dá)峰、碳中和，跟歐盟、美國(guó)分別有71、43年差距時(shí)間，而我國(guó)要縮短到30年完成能源轉(zhuǎn)型，因此能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型是未來(lái)雙碳目標(biāo)的關(guān)鍵。
基于此，其實(shí)電網(wǎng)要解決兩個(gè)問題，第一個(gè)問題是解決長(zhǎng)期的電量平衡問題，第二個(gè)是要解決現(xiàn)在短期的甚至超短期的電力平衡問題?；诖?，未來(lái)必須要發(fā)展短時(shí)的，秒級(jí)的、分鐘級(jí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，這個(gè)是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
針對(duì)短時(shí)高頻的儲(chǔ)能產(chǎn)品有烯晶碳能公司有兩大系列，一塊就是雙極性超級(jí)電容，二塊是HUC高能量混合性能超級(jí)電容器。優(yōu)勢(shì)是什么？超級(jí)電容本身能量密度達(dá)到10Wh/kg，功率密度最高達(dá)到將近50kW/kg，充放倍率最高7000C，適用于秒級(jí)的儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)里面，推薦應(yīng)用于15~30s一次調(diào)頻系統(tǒng)；而HUC混合型超級(jí)電容目前我們的能量密度最高可以做到180Wh/kg，功率密度可以做到30kW/kg，而充放電倍率可以做到150C， 推薦應(yīng)用于15分鐘級(jí)的二次調(diào)頻系統(tǒng)。這兩款產(chǎn)品可以彌補(bǔ)短時(shí)和超短時(shí)的儲(chǔ)能短板。
跟鋰電池對(duì)應(yīng)的比較，從充放電倍率剛才已經(jīng)講過了，對(duì)應(yīng)的循環(huán)壽命，混合超級(jí)電容器目前可以做到3萬(wàn)次，雙電層電容器EDLC1百萬(wàn)次。低溫特性，常規(guī)來(lái)講HUC可以做到-35℃到+65℃的寬溫的運(yùn)行環(huán)境。從價(jià)格體系上來(lái)講雖然是比電池，鉛酸電池價(jià)格成本高很多，但是集合工程應(yīng)用化，占地面積或者是系統(tǒng)集成的模式來(lái)講，價(jià)格體系還是有很大的優(yōu)勢(shì)，包括使用壽命。價(jià)格上面目前來(lái)講我們HUC差不多在3元/Wh。雙電層EDLC電容器50元/Wh。源側(cè)可使太陽(yáng)能、風(fēng)能平滑接入系統(tǒng)，減少其隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性給電網(wǎng)帶來(lái)沖擊。輸變電側(cè)可快速高效調(diào)節(jié)輸電、配電和孤立電網(wǎng)中的發(fā)電和負(fù)載之間的突然失衡導(dǎo)致的頻率變化，毫秒級(jí)響應(yīng)，秒級(jí)內(nèi)頻率區(qū)域穩(wěn)定，降低諧波，抑制電壓閃變等對(duì)電網(wǎng)的影響。還有用戶側(cè)用戶側(cè)：新一代超容型電壓恢復(fù)裝置
可在毫秒級(jí)內(nèi)給負(fù)荷側(cè)補(bǔ)償適當(dāng)?shù)牡潆妷?，并因其靜態(tài)功耗小，壽命長(zhǎng)，功率大，耐沖擊性強(qiáng)等特性，有效解決各類暫態(tài)電能質(zhì)量問題，電壓暫降、暫升、中斷問題。
產(chǎn)品系列烯晶碳能EDLC分為35mm、46mm、60mm系列，35系列最高目前600F，46單體目前最高做到1800F，60可以從1200F到4000F，最高可以達(dá)到10~12Wh/kg能量密度，且是全3V系列。HUC目前主推兩款系列，一個(gè)是4.2V 3Ah，，另外一款是4.2V 4~18Ah，能量密度提高到80Wh/kg到160Wh/kg。這個(gè)是純基于目前的干法電極的技術(shù)來(lái)做的產(chǎn)品系列。
與常規(guī)產(chǎn)品比較：烯晶碳能單體技術(shù)都是干法電極技術(shù)，封裝形式是全激光焊接，車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，主流應(yīng)用于車輛上。此種結(jié)構(gòu)封裝形式最大的優(yōu)點(diǎn)是單體內(nèi)阻低，抗振性強(qiáng)。如可以在40g的加速度情況下可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)三個(gè)月的振動(dòng)測(cè)試，單體不會(huì)出現(xiàn)破裂或者是其他的異?！，F(xiàn)在主推的4.2V 6Ah混合型超容單體，即將作為混動(dòng)車輛動(dòng)力電源來(lái)使用的，技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)做了累計(jì)的全充全放測(cè)試，循環(huán)壽命在10C倍率下，4萬(wàn)次的測(cè)試數(shù)據(jù)，單體能量只是從6Ah下降到5Ah不到，且整個(gè)單體的性能達(dá)到近80Wh/kg，存儲(chǔ)能量可以做到22Wh/只，此款單體尺寸與特斯拉推出的4680基本一致。但是充放電壽命高很多，至少是3萬(wàn)次以上的充放電壽命。
另外放電能力，針對(duì)6Ah的單體，在常溫下1000A 放電4.89秒，放電倍率達(dá)到了167C以上；低溫零下20度，50%的SOC的情況下我們可以做到24C放電10秒24C的放電倍率，如果在低溫35度，可以做到20%SOC的情況9C放電2秒。
我們按照不同的階段，SOC分階段進(jìn)行了10秒跟2秒最大電量的放電形式，在這種情況下，從零下35度到40度工況，大家可以看到我們的放電形式幾乎線性充放，比常規(guī)的電池簡(jiǎn)單、可控很多，且一致性很好。
目前烯晶碳能主要的應(yīng)用分為以下幾個(gè)方向：
第一主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，作為國(guó)內(nèi)首家乘用車配套的超級(jí)電容器企業(yè)，已批量供貨累計(jì)300萬(wàn)只單體。典型應(yīng)用于汽車的啟停模組，批量化應(yīng)用在紅旗的H5和H9上，接近10萬(wàn)輛車交付。另外可以用在電懸架，在超級(jí)跑車上面配套應(yīng)用，且已獲取了訂單。遠(yuǎn)期我們將著力于汽車智能化應(yīng)用場(chǎng)景，如車門解鎖、智能駕駛等方面做突破。
第二主要應(yīng)用于電力儲(chǔ)能領(lǐng)域。針對(duì)于電力系統(tǒng)集成，模式分為三個(gè)階段，第一個(gè)階段就是早期的MAXWELL 48V 166F模組系統(tǒng)集成模式，相比而言結(jié)構(gòu)布局較為復(fù)雜，且不易安裝維護(hù)。而烯晶碳能開發(fā)的第三代疊層母排結(jié)構(gòu)超容模組，抽屜式安裝結(jié)構(gòu)，不但柜體布局緊湊，且可裝配性、可維護(hù)性較強(qiáng)。我們的目前是實(shí)現(xiàn)：用一把螺絲刀，一個(gè)起子就可以操作整個(gè)超容系統(tǒng)裝置，所以集成的空間上有更大的優(yōu)勢(shì)，EDLC單柜可以放7到8kWh左右，主要應(yīng)用工況一次調(diào)頻，微電網(wǎng)、包括電能質(zhì)量治理，軌交系統(tǒng)的制動(dòng)能量回收，微網(wǎng)的二次調(diào)頻系統(tǒng)等。
針對(duì)于我們剛才所看到的第三代的產(chǎn)品，我司推出ESS標(biāo)準(zhǔn)化模組，單個(gè)模組由48只3V 3000F單體組成，單模組存儲(chǔ)能量達(dá)到180Wh~204Wh，絕緣耐壓可以達(dá)到DC10000V/min，可以集成到直流母線電壓DC4400V系統(tǒng)。模組配置對(duì)應(yīng)的CMS檢測(cè)，做主動(dòng)均衡模式，整個(gè)的模組焊接進(jìn)行全激光焊接，這樣模組集成之后內(nèi)阻小，能耗低，且易維護(hù)。
以下是烯晶碳能公司針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)流程：從前端的能量匹配，熱設(shè)計(jì)、失效分析，壽命預(yù)測(cè)、電氣設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。綜合考慮系統(tǒng)的集成應(yīng)用，多維度的把控客戶需求。
以下跟大家分享一些烯晶碳能公司的一些典型應(yīng)用案例。類似于一次調(diào)頻項(xiàng)目，GMCC在張北±800kV柔直項(xiàng)目中為10MW分布式光伏虛擬同步機(jī)提供20套55kW*15s超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)，2016年投入至今，0故障運(yùn)行。
（圖）網(wǎng)側(cè)，早在2018年烯晶碳能公司在安徽金寨就已經(jīng)投運(yùn)了2套100kW 30s微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)。
另外，在歐洲電網(wǎng)端，烯晶碳能公司提供了一套20MW超容系統(tǒng)，用于英國(guó)電網(wǎng)慣量檢測(cè)。
此外，烯晶碳能公司獲取了德國(guó)西門子SVC plus項(xiàng)目，整個(gè)系統(tǒng)50MW 9s 450MJ，作為一次調(diào)頻的應(yīng)用模式，同時(shí)可以提供70Mvar的SVG的調(diào)節(jié)功能，整套裝置可以集成三方面，作為一次調(diào)頻，二是SVG做有功輸出，三還可以做電壓暫降治理。
同時(shí)超級(jí)電容系統(tǒng)在用戶側(cè)，還可以作為超大電流發(fā)生器，作為短時(shí)大電流設(shè)備短路測(cè)試應(yīng)用，短時(shí)脈沖10MW 5ms。
另外在軌道交通領(lǐng)域，烯晶碳能公司也有一些剎車制動(dòng)能量回收案例。如2019年在柳州地鐵掛網(wǎng)的500kW能量回饋裝置。
并且在新能源風(fēng)電領(lǐng)域，也有一些典型應(yīng)用，如風(fēng)電變槳控制用的174V 6.2F和96V 93F超容模組。
最后，請(qǐng)?jiān)试S我簡(jiǎn)單介紹下烯晶碳能，烯晶碳能電子科技無(wú)錫有限公司，成立于2010年，歷時(shí)創(chuàng)業(yè)10年，團(tuán)隊(duì)主要由成員材料、電化學(xué)高級(jí)人才、工程技術(shù)、工程管理，以及電力電子方向工程師組建而成，基金公司和上市公司入股，以責(zé)任、智慧、挑戰(zhàn)為核心價(jià)值觀，追求卓越為目標(biāo)，主要從事儲(chǔ)能器件超級(jí)電容器及高功率電池的研發(fā)制造，為全球超級(jí)電容器行業(yè)“領(lǐng)創(chuàng)者”。GMCC定位：高可靠功率型儲(chǔ)能器件及應(yīng)用解決方案提供商。
