中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
引言
2021年上半年，國(guó)內(nèi)新增新型儲(chǔ)能（含規(guī)劃、在建和運(yùn)行）項(xiàng)目個(gè)數(shù)257個(gè)，儲(chǔ)能規(guī)模11.8GW，分別是前年同期的1.6倍和9倍。儲(chǔ)能賽道的快速爆發(fā)給了產(chǎn)業(yè)和投資者結(jié)構(gòu)性的增長(zhǎng)機(jī)遇，但這其中依舊有諸多疑問(wèn)困擾著各方：中國(guó)究竟為什么需要儲(chǔ)能？?jī)?chǔ)能會(huì)不會(huì)受制于政策補(bǔ)貼而朝聞夕死？投資什么儲(chǔ)能技術(shù)合適？投資產(chǎn)業(yè)鏈的哪一端合適？什么樣的玩家能在萬(wàn)億賽道的馬拉松長(zhǎng)跑中一騎絕塵？
這些問(wèn)題都將在《從早期投資視角看中國(guó)儲(chǔ)能賽道投資機(jī)遇》報(bào)告中得到解答。在報(bào)告第一篇《萬(wàn)億儲(chǔ)能賽道爆發(fā)，早期機(jī)構(gòu)入場(chǎng)正當(dāng)時(shí)》中，我們探討了儲(chǔ)能的TAM測(cè)算邏輯與儲(chǔ)能爆發(fā)的窗口期。本文為報(bào)告第二篇，我們將繼續(xù)探討儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的問(wèn)題、挑戰(zhàn)與投資機(jī)遇。
儲(chǔ)能賽道的投資邏輯
基于對(duì)儲(chǔ)能賽道現(xiàn)有問(wèn)題和挑戰(zhàn)的梳理，我們認(rèn)為儲(chǔ)能賽道的投資機(jī)遇在以下幾點(diǎn)：
一、從儲(chǔ)能技術(shù)角度來(lái)看
在成熟的鋰電儲(chǔ)能板塊，其核心成本部件無(wú)論是電芯、PCS還是精密溫控、電纜、集裝箱等均是成熟的產(chǎn)業(yè)，而中國(guó)仍缺乏專業(yè)的儲(chǔ)能集成商，因而早期資本應(yīng)當(dāng)關(guān)注鋰電儲(chǔ)能集成商，并重點(diǎn)考察以下特質(zhì)：
團(tuán)隊(duì)有3-5年以上的儲(chǔ)能集成和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，并有至少1年以上的IRR或年穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)天數(shù)的數(shù)據(jù)案例；
對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的安全問(wèn)題具備硬件和軟件端的雙重抓手，即全鏈路做好電池一致性的檢測(cè)、消防系統(tǒng)的部署、電池壽命管理和AI熱失控預(yù)測(cè)算法等；
對(duì)分布式“光儲(chǔ)充”網(wǎng)絡(luò)或“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”有基于云端的一體化、智能化、平臺(tái)化的能源管理能力，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看能成為覆蓋多個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的“虛擬電廠”運(yùn)營(yíng)商；
對(duì)梯次電池的利用有精準(zhǔn)、高效、泛化的檢測(cè)能力，結(jié)合梯次儲(chǔ)能的安全運(yùn)營(yíng)管控能力，降低儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本水平，提升用戶或投資方的收益率；
投資多元的新型儲(chǔ)能技術(shù)，要著重關(guān)注該技術(shù)是否在應(yīng)用場(chǎng)景上或成本上具備鮮明特點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)。
二、從儲(chǔ)能落地場(chǎng)景來(lái)看
早期投資應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注用戶側(cè)儲(chǔ)能，因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)價(jià)值最高、商業(yè)模式最豐富、市場(chǎng)容量最廣闊，其中的玩家可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品和解決方案，享受更高的毛利和更快的周轉(zhuǎn)；且從收益模型角度看，用戶側(cè)儲(chǔ)能與通用型企業(yè)服務(wù)高度相似，以初始的硬件收入和長(zhǎng)期的軟件運(yùn)營(yíng)為收益，且服務(wù)粘性長(zhǎng)達(dá)10年以上（若用戶違約不支付折扣電費(fèi)，可搬走集裝箱給其他用戶使用）
電網(wǎng)側(cè)次之，輔助服務(wù)市場(chǎng)具備很高的收益，同時(shí)輔助服務(wù)的復(fù)雜性和電網(wǎng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的高要求，也成為了這一細(xì)分領(lǐng)域的壁壘和門(mén)檻，但初創(chuàng)型企業(yè)也需要考慮電網(wǎng)三產(chǎn)公司的直接競(jìng)爭(zhēng)；
而發(fā)電側(cè)動(dòng)輒上億的大型項(xiàng)目，則更偏好由大型上市公司主導(dǎo)，才能在犧牲毛利和賬期的基礎(chǔ)上，提供定制化的服務(wù)；
用戶側(cè)儲(chǔ)能
除了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)外，海外市場(chǎng)的儲(chǔ)能發(fā)展也尚在早期階段，同樣是萬(wàn)億市場(chǎng)有待挖掘；但海外儲(chǔ)能主要以渠道驅(qū)動(dòng)為主，小型便攜儲(chǔ)能或家儲(chǔ)總體而言壁壘較低、產(chǎn)品同質(zhì)化程度高，在本土或全球品牌形成頭部格局后，初創(chuàng)型企業(yè)較難以品牌商角色切入，不得不卷入OEM代工的價(jià)格戰(zhàn)中；總體依舊看好國(guó)內(nèi)成熟的大型儲(chǔ)能企業(yè)，不管是上市公司還是成長(zhǎng)期的初創(chuàng)企業(yè)，憑借多年的品牌和經(jīng)驗(yàn)積累，順勢(shì)滲透海外市場(chǎng)。
圖片
儲(chǔ)能面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)
如今的儲(chǔ)能市場(chǎng)處在萬(wàn)億賽道的爆發(fā)前夜，嗅覺(jué)敏銳的各類(lèi)玩家紛紛涌入市場(chǎng)，推動(dòng)著產(chǎn)業(yè)的成熟和發(fā)展。但我們無(wú)法忽視的是，行業(yè)中依舊有諸多難題困擾著新入局的玩家們，而玩家水平的參差不齊、魚(yú)龍混雜也給發(fā)展中的行業(yè)帶來(lái)了一波又一波的沖擊。
但唯有能切實(shí)解決產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，在技術(shù)和供應(yīng)鏈上建立雙重壁壘的儲(chǔ)能企業(yè)，才能在萬(wàn)億賽道的馬拉松長(zhǎng)跑之中成為最后的贏家。據(jù)此，我們一起來(lái)梳理一下行業(yè)中目前面臨的困擾和解決路徑。
01
安全問(wèn)題
過(guò)去三年間，全球有公開(kāi)記錄的電化學(xué)儲(chǔ)能站火災(zāi)或爆炸達(dá)30多起，其中有約85%均是由三元鋰電引發(fā)，僅兩起使用的是磷酸鐵鋰電池。
30多起事故中，有2起引發(fā)爆炸：
2019年4月，美國(guó)亞利桑那州的公共服務(wù)公用事業(yè)公司（APS）發(fā)生大規(guī)模電池儲(chǔ)能項(xiàng)目（三元鋰電池）爆炸，造成8名消防隊(duì)員受傷；
2021年4月16日（后簡(jiǎn)稱“416”事件），北京國(guó)軒福威斯光儲(chǔ)充技術(shù)有限公司儲(chǔ)能電站（磷酸鐵鋰電池）發(fā)生起火爆炸事故，造成1名值班電工遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷；
燃燒時(shí)間最久的事故：
2021年8月，特斯拉位于澳大利亞450MWh的“維多利亞大電池”儲(chǔ)能項(xiàng)目在測(cè)試階段發(fā)生火災(zāi)，燃燒了四天才熄滅。
“維多利亞大電池”儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)生火災(zāi)
從以上兩則事故統(tǒng)計(jì)來(lái)看，我們不難得到以下幾個(gè)結(jié)論：
1）儲(chǔ)能的安全問(wèn)題至今仍未有效解決，其嚴(yán)重的后果制約著儲(chǔ)能的規(guī)?；瘧?yīng)用與發(fā)展；
2）鋰電池盡管容易發(fā)生熱失控和起火事件，但在管控有效的情況下不至于發(fā)生爆炸；
3）磷酸鐵鋰相比三元電池能大幅降低燃爆風(fēng)險(xiǎn)，但鋰電的化學(xué)性質(zhì)注定了電池的熱失控及燃燒是不可避免的概率性事件；
也因此，不少業(yè)主和投資方對(duì)儲(chǔ)能一直持保留態(tài)度，或者寄希望于使用寧德、比亞迪等一線廠商電芯，就能與安全事故完全隔絕。但其實(shí)對(duì)待儲(chǔ)能的安全問(wèn)題，既不需要過(guò)度焦慮，也不應(yīng)當(dāng)過(guò)分樂(lè)觀電芯的“一好百好”。
首先我們應(yīng)當(dāng)厘清：導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生燃爆的核心原因是什么？把控安全問(wèn)題的核心環(huán)節(jié)有哪些？有效的措施和手段是否能有效地遏制住風(fēng)險(xiǎn)？
“以鋰電為主的電化學(xué)儲(chǔ)能，在化學(xué)性質(zhì)上就不可能將鋰電的’熱失控‘或起火的情形完全消除，而’熱失控‘可由鋰離子電池本身或者外部原因觸發(fā)。一旦鋰電池使用過(guò)程中存在不穩(wěn)定因素，比如電池過(guò)充、環(huán)境高溫、外部碰撞、導(dǎo)線短路等，就可能誘發(fā)電池內(nèi)部的熱化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致熱失控發(fā)生，繼而引發(fā)相鄰電芯的熱蔓延，形成儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱失控?！敝袊?guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)政策研究中心副主任江衛(wèi)良說(shuō)。
因此，雖然我們看到“416”事件的直接事故原因是“磷酸鐵鋰電池發(fā)生內(nèi)短路故障，引發(fā)電池?zé)崾Э仄鸹稹保囯姵貎?nèi)部短路未必是電芯本身質(zhì)量問(wèn)題，也可能是外部的充放電操作不當(dāng)、環(huán)境溫度控制不當(dāng)?shù)纫蛩匾l(fā)；而要讓鋰電池從熱失控上升到爆炸事故層面“冰凍三尺非一日之寒”，即便是三元電池，從冒煙到起火也有至少1小時(shí)的時(shí)間；而事故發(fā)生最根本的原因還是：
1）儲(chǔ)能集成商對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備的消防預(yù)警和應(yīng)急機(jī)制處理不當(dāng)，以至于“事發(fā)區(qū)域多次發(fā)生電池組漏液、發(fā)熱冒煙等問(wèn)題”卻不對(duì)問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)督、排查和解決，系統(tǒng)繼續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行；
2）在安裝施工過(guò)程中缺乏電氣安全管控常識(shí)，“事發(fā)南北樓之間室外地下電纜溝兩端未進(jìn)行有效分隔、封堵，未按照?qǐng)鏊鶎?shí)際風(fēng)險(xiǎn)制定事故應(yīng)急處置預(yù)案?！?
這也是為什么“416”事件最后的責(zé)任認(rèn)定的結(jié)果與電芯廠商本身無(wú)關(guān)，而是“負(fù)責(zé)項(xiàng)目投資建設(shè)以及光伏、儲(chǔ)能、充電設(shè)施等設(shè)備采購(gòu)及安裝的業(yè)主單位——福威斯油氣公司法定代表人、后勤主管、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)崗員工，對(duì)事故發(fā)生負(fù)有直接責(zé)任，涉嫌重大責(zé)任事故罪，已經(jīng)被豐臺(tái)區(qū)人民檢察院批準(zhǔn)逮捕?！?
所以，當(dāng)我們看待儲(chǔ)能安全問(wèn)題的時(shí)候，不應(yīng)該把問(wèn)題和責(zé)任一味地推給電池，而應(yīng)當(dāng)全盤(pán)考慮儲(chǔ)能系統(tǒng)集成與運(yùn)營(yíng)的專業(yè)性與安全性——畢竟，論對(duì)鋰電電池的品控和管理，全世界恐怕沒(méi)有能超越特斯拉的；但是特斯拉依舊創(chuàng)造了儲(chǔ)能系統(tǒng)最久的燃燒紀(jì)錄，而這起燃燒事故的真正原因同樣是系統(tǒng)層面的“冷卻液泄漏造成的” 。
如果客觀地看待儲(chǔ)能安全問(wèn)題，就會(huì)發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、安裝、運(yùn)營(yíng)的全鏈路把控，才是儲(chǔ)能安全問(wèn)題的核心環(huán)節(jié)；而這一系列的核心環(huán)節(jié)，又與儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商的專業(yè)“Knowhow”和長(zhǎng)期實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)，即廠商的壁壘和門(mén)檻。
其實(shí)，參看海外儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展歷程，便會(huì)發(fā)現(xiàn)缺乏獨(dú)立的第三方系統(tǒng)集成商，是中國(guó)市場(chǎng)與海外市場(chǎng)的最大不同點(diǎn)。好的系統(tǒng)集成不是簡(jiǎn)單的把PCS、電池、集裝箱等部件拿過(guò)來(lái)拼湊在一起，而是要在對(duì)各部件性能充分了解的基礎(chǔ)上，最大化地釋放電池的潛能，涉及到電池管理系統(tǒng)（BMS）、PCS、能源管理系統(tǒng)（EMS）、安全消防等一系列問(wèn)題。這需要的是對(duì)一種系統(tǒng)性的架構(gòu)思維和軟件算法運(yùn)營(yíng)策略。
這也是為什么，盡管上市的光伏、鋰電電芯和PCS企業(yè)在供應(yīng)鏈或渠道上看，具備在光儲(chǔ)賽道上競(jìng)爭(zhēng)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但在入局的實(shí)戰(zhàn)情況來(lái)看，要么審慎入局，要么項(xiàng)目節(jié)奏謹(jǐn)慎又謹(jǐn)慎——畢竟，沒(méi)有正兒八經(jīng)地做過(guò)3-5年的儲(chǔ)能系統(tǒng)的生產(chǎn)、運(yùn)行和管理，這些以電化學(xué)或者電力電子器件見(jiàn)長(zhǎng)的廠商，很難說(shuō)自己在老本行之外的通訊控制、軟件算法、工業(yè)設(shè)計(jì)、消防安全等方面有專注的優(yōu)勢(shì)；倒不如趁著儲(chǔ)能之風(fēng)，穩(wěn)賺一波供應(yīng)鏈的錢(qián)，也省去了在長(zhǎng)達(dá)10+年的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中憂心末端“熱失控”的煩惱。
那么，當(dāng)我們知道了儲(chǔ)能的安全問(wèn)題實(shí)則在儲(chǔ)能集成商這端有解之后，便不得不去思考：
具體是哪些模塊的提升、改善與管控，可以有效地預(yù)防甚至避免安全問(wèn)題的發(fā)生？
1）系統(tǒng)集成過(guò)程：在儲(chǔ)能系統(tǒng)的硬件端，從①電池成組時(shí)的一致性、到②環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的各種傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，再到③事故發(fā)生后儲(chǔ)能系統(tǒng)的“本體安全”與創(chuàng)新消防手段，均能有效提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全系數(shù)
①電池的一致性。單體電池組成電池組后，其電壓、荷電量、容量及其衰退率、內(nèi)阻及其變化率、壽命、溫度影響、自放電率等參數(shù)存在一定的差別。在生產(chǎn)過(guò)程中，電池組的一致性主要由Module和Pack生產(chǎn)商控制，與電芯本身的關(guān)系相對(duì)弱一些；在后期系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，電池健康度和儲(chǔ)能充放策略也會(huì)對(duì)一致性產(chǎn)生影響。
②環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在儲(chǔ)能電池發(fā)生熱失控的初期，通過(guò)有效的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段，可以盡早發(fā)現(xiàn)端倪，盡早介入將問(wèn)題電芯移出倉(cāng)外，避免事故的發(fā)生。環(huán)境監(jiān)測(cè)方式包括但不限于如環(huán)境溫度、特征氣體、煙霧、VOC和紅外熱輻射信息等。
③事后消防系統(tǒng)。熱失控一旦發(fā)生，就不得不提到一項(xiàng)美國(guó)UL9540A儲(chǔ)能系統(tǒng)熱失控蔓延的評(píng)估測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，2017年首次公布后經(jīng)多次修正補(bǔ)充，被業(yè)界稱之為儲(chǔ)能系統(tǒng)“本體安全”的認(rèn)證牌照，通過(guò)認(rèn)證的儲(chǔ)能系統(tǒng)通俗意義講就是“抗造”。
我們知道的是鋰電池的燃燒具有以下特性：（1）燃燒劇烈、熱蔓延迅速；（2）毒性強(qiáng)、煙塵大、危險(xiǎn)性大； （3）易復(fù)燃、撲救難度大 。
但是，UL9540A就要求即使電池發(fā)生了熱失控，以上問(wèn)題還能“可控”。其測(cè)試手段，就是人為制造200-300°C的高溫條件，然后看電芯層面是不是熱失控，模組層面是不是熱蔓延，會(huì)不會(huì)傳導(dǎo)到電池柜級(jí)別，對(duì)相鄰機(jī)柜的影響等等。目前國(guó)內(nèi)已有寧德、億緯鋰能、陽(yáng)光電源、南都電源、派能等廠商通過(guò)了該認(rèn)證。
除此之外，在消防手段上做常規(guī)稀釋隔絕氧氣或切斷燃燒鏈之上的創(chuàng)新，也能提升消防安全等級(jí)。例如，全氟己酮滅火系統(tǒng)，其中的全氟己酮作為一種惰性氣體，既能隔絕氧氣、切斷燃燒鏈，還能在不破壞電子設(shè)備的情況下瞬間降溫，帶走熱失控電芯中源源不斷散發(fā)的熱量。
2）系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程：在儲(chǔ)能系統(tǒng)的軟件端，需要基于對(duì)①電池健康度SoH的實(shí)時(shí)感知，來(lái)調(diào)整②儲(chǔ)能的充放電深度等控制策略；更優(yōu)秀的廠商還應(yīng)當(dāng)在此之上，具備③AI熱失控的預(yù)測(cè)算法能力，將風(fēng)險(xiǎn)扼殺在搖籃中。
①電池健康度管理（SoH，State of Health）。電化學(xué)電池隨著充放次數(shù)的增加，勢(shì)必造成電池壽命衰減，繼而出現(xiàn)一致性甚至熱失控問(wèn)題，而SoH則是用來(lái)表征電池老化程度的重要指標(biāo)。
電池的衰減，與耦合的諸多因素相關(guān)（如下圖所示），目前普遍的方案是通過(guò)電壓、電流、溫度參數(shù)，基于SoC-OCV曲線特征來(lái)估算SoH。這類(lèi)計(jì)算的成熟度較高，但在細(xì)節(jié)處理上廠商之間仍有差異，如數(shù)據(jù)采集、通訊傳輸、OCV曲線精度等，是否遵循數(shù)據(jù)的保真性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。
②儲(chǔ)能充放電策略。在有效測(cè)定SoH的基礎(chǔ)上，儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)合理的環(huán)境溫度控制、充放電策略調(diào)整來(lái)減緩系統(tǒng)的衰減速度。而在此之外，也有廠商提出“主動(dòng)均衡”或者“被動(dòng)均衡”的技術(shù)方案，但目前Pack與Pack之間的“均衡”仍需要解決高成本、低空間效率等制約商業(yè)化的問(wèn)題
③電池?zé)崾Э仡A(yù)警。如果說(shuō)通過(guò)了UL9540A的儲(chǔ)能系統(tǒng)是“抗造”，那么能準(zhǔn)確做出“熱失控預(yù)警”的儲(chǔ)能系統(tǒng)則是通過(guò)云端的實(shí)時(shí)“體檢”來(lái)防患于未然，將熱失控的火種掐滅在了搖籃里，最大化地降低了儲(chǔ)能系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和可能的經(jīng)濟(jì)損失。
由于電化學(xué)發(fā)生熱失控的機(jī)理極其復(fù)雜，讀者可參閱上述SoH衰減的影響因素看出，電池的外部環(huán)境、接線問(wèn)題、充放方式、電池內(nèi)部材料等等均有可能導(dǎo)致熱失控的發(fā)生。因此，當(dāng)其發(fā)生機(jī)理無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的物理描述做出預(yù)測(cè)的時(shí)候，以大數(shù)據(jù)和AI為抓手的電池?zé)崾Э仡A(yù)測(cè)模型成為了最有效的預(yù)測(cè)工具。
筆者通過(guò)與行業(yè)專家和頭部企業(yè)的交流，總結(jié)出了AI熱失控預(yù)測(cè)模型的幾個(gè)關(guān)鍵成功要素：
①海量、有效、優(yōu)質(zhì)、可靠的數(shù)據(jù)源。此處對(duì)數(shù)據(jù)源加了4個(gè)定語(yǔ)，就是因?yàn)锳I模型的訓(xùn)練集樣本，幾乎決定了算法本身的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度天花板。
海量的數(shù)據(jù)，意味著覆蓋各種形態(tài)、各種廠商、生產(chǎn)批次的上百萬(wàn)顆電芯的數(shù)據(jù)，畢竟一個(gè)兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能站上就有上萬(wàn)顆電芯，還要有效對(duì)市面上各類(lèi)電池做泛化；
有效的數(shù)據(jù)，意味著至少是模組級(jí)別，甚至電芯級(jí)別，在真實(shí)工況下連續(xù)3-5年以上循環(huán)充放電，否則過(guò)短或不連續(xù)的數(shù)據(jù)集很難對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)做全生命周期的狀態(tài)預(yù)測(cè)；
優(yōu)質(zhì)意味著數(shù)據(jù)集中應(yīng)當(dāng)包含已知發(fā)生了熱失控的電芯的在事故前后的所有數(shù)據(jù)采樣，否則對(duì)熱失控?cái)?shù)據(jù)樣本的標(biāo)注就不真實(shí)；
可靠是說(shuō)，市面上大部分的數(shù)據(jù)都是通過(guò)BMS或者傳感器獲取的，那么如果探測(cè)到的數(shù)據(jù)因?yàn)閭鞲衅髌焚|(zhì)、數(shù)量、采樣位置等，有失真情況存在，那么數(shù)據(jù)集本身的可靠性也就打了折扣。
②精耕AI算法并多年專注于電化學(xué)領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)。筆者曾親歷AI四小龍的成長(zhǎng)歷程，因此理解在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法開(kāi)源、團(tuán)隊(duì)科班名師出身的情況下，如何對(duì)數(shù)據(jù)做變換處理、進(jìn)而觀察出數(shù)據(jù)特征中的“Pattern”，隨后不斷迭代更新訓(xùn)練集數(shù)據(jù)樣本、對(duì)算法參數(shù)做調(diào)優(yōu)、簡(jiǎn)化模型降低算力成本等，都需要以月為單位，逐步演進(jìn)和升級(jí)。因此，優(yōu)秀的算法離不開(kāi)優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期專注的努力，而準(zhǔn)確率/召回率的突破，有時(shí)也是算法工程師“靈感”的結(jié)晶。
③長(zhǎng)期大規(guī)模的部署應(yīng)用及若干準(zhǔn)確預(yù)測(cè)案例。若安全相關(guān)的算法無(wú)法在真實(shí)工況中做大量投放并證明自己，這就好比“名醫(yī)”無(wú)法通過(guò)“問(wèn)診治病”來(lái)展現(xiàn)自己水平，那這便于“江湖郎中”別無(wú)二致。因此，我們認(rèn)為有效的AI熱失控算法，必須在兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)上，有過(guò)若干次真實(shí)的熱失控預(yù)測(cè)案例。
做到了上述的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成和運(yùn)營(yíng)階段的六大點(diǎn)，基本就實(shí)現(xiàn)了鋰電儲(chǔ)能的全流程安全管控，做到了“主動(dòng)安全”（主動(dòng)預(yù)測(cè)安全問(wèn)題的發(fā)生，核心在于電池?zé)崾Э氐念A(yù)警）和“被動(dòng)安全”（通過(guò)消防手段，對(duì)發(fā)生熱失控的電池做應(yīng)急消防處理）的雙保險(xiǎn)，從而全方位消除電化學(xué)儲(chǔ)能的隱患。
目前來(lái)看，多數(shù)有儲(chǔ)能經(jīng)驗(yàn)的廠商，在硬件端對(duì)電池組、電池柜、電池簇、高壓箱、控制柜、空調(diào)、風(fēng)道等的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和接線方式都大同小異，一線廠商也大多可以實(shí)現(xiàn)電池的簇級(jí)啟停管理，以應(yīng)對(duì)潛在的電池故障風(fēng)險(xiǎn)；從海外認(rèn)證的通過(guò)率情況來(lái)看，也基本能印證這一點(diǎn)。
但在軟件層面上的監(jiān)測(cè)和控制水平則拉開(kāi)了差距，這也直接影響了除安全問(wèn)題以外的年穩(wěn)定在運(yùn)營(yíng)天數(shù)、IRR收益情況等；而更上層的AI熱失控算法則是整個(gè)儲(chǔ)能領(lǐng)域極為稀缺的能力，畢竟無(wú)論是數(shù)據(jù)端、人才端還是案例論證上，都有很高的門(mén)檻與壁壘。
02
成本問(wèn)題
1）成本更低的儲(chǔ)能技術(shù)。受益于電動(dòng)汽車(chē)的普及，鋰電電芯廠的產(chǎn)能擴(kuò)張，鋰電電芯成本逐步降到了0.6-0.8元/Wh的水平，鋰電儲(chǔ)能系統(tǒng)成本迎來(lái)了1500元/KWh的拐點(diǎn)。但目前的儲(chǔ)能系統(tǒng)大多用于調(diào)峰調(diào)頻等服務(wù)，距離在經(jīng)濟(jì)效益上真正“劃得來(lái)”的大容量長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能還有一定距離。除了靜待鋰電成本的進(jìn)一步下探，清新認(rèn)為原材料價(jià)格更低、可得性更強(qiáng)的鈉離子電池，其電池結(jié)構(gòu)形態(tài)、電芯生產(chǎn)線與鋰電高度相似，具備較好的產(chǎn)業(yè)配套基礎(chǔ)，因而在大規(guī)模量產(chǎn)后可能成為最具潛力的新型儲(chǔ)能電池。目前已有鈉創(chuàng)新能源、中科海納等廠商正在籌備量產(chǎn)產(chǎn)線。
2）有效利用梯次鋰電池。新能源汽車(chē)動(dòng)力電池退役后，一般仍有70-80%的剩余容量，可降級(jí)用于儲(chǔ)能、備電等場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)余能最大化利用。過(guò)去發(fā)生過(guò)的梯次電池事故，實(shí)則多是無(wú)量小作坊的無(wú)序?yàn)E用導(dǎo)致的。
但其實(shí)，梯次利用檢測(cè)、拆解、重組利用等技術(shù)已較為成熟，工信部也已公布了~30家梯次電池利用的白名單廠商，并在2021年8月《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池梯次利用管理辦法》，其中明確提出—— 第七條 鼓勵(lì)梯次利用企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)適用于基站備電、儲(chǔ)能、充換電等領(lǐng)域的梯次產(chǎn)品。鼓勵(lì)采用租賃、規(guī)?；玫缺阌谔荽萎a(chǎn)品回收的商業(yè)模式。
數(shù)據(jù)顯示，2015-2020年，我國(guó)全年動(dòng)力電池裝機(jī)量從16GWh增至63.6GWh，年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)50%。中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心數(shù)據(jù)顯示，2020年國(guó)內(nèi)累計(jì)退役的動(dòng)力電池超過(guò)20萬(wàn)噸（約25GWh），并將在2023年迎來(lái)大規(guī)模退役的拐點(diǎn)。若能有效利用梯次電池，儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本可大幅下降20-30%，進(jìn)一步提升全生命周期的經(jīng)濟(jì)性。
在實(shí)際走訪市場(chǎng)的過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)梯次電池在兩輪低速場(chǎng)景的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟，但是在大規(guī)模儲(chǔ)能中的應(yīng)用仍面臨一些技術(shù)門(mén)檻和壁壘，因而“敢于”大規(guī)模梯次利用的儲(chǔ)能廠商市場(chǎng)上寥寥無(wú)幾。
這其中的門(mén)檻，一是要對(duì)梯次電池的剩余壽命和一致性檢測(cè)有精準(zhǔn)高效的檢測(cè)手段，二是在梯次儲(chǔ)能電站的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，對(duì)電池的SoH管理和充放策略有了更高的要求，甚至最好能有AI熱失控算法的“雙重保險(xiǎn)”來(lái)把控梯次儲(chǔ)能的安全性。
03
盈利問(wèn)題
在盈利表現(xiàn)上面，總體而言要依靠政策的不斷放開(kāi)，以及市場(chǎng)化交易機(jī)制的成熟。其表現(xiàn)形式在于，一是讓儲(chǔ)能有更多靈活的途徑去賺錢(qián)，如有償?shù)貐⑴c輔助服務(wù)、隔墻售電等交易類(lèi)型，二是讓儲(chǔ)能在現(xiàn)有途徑之下賺到更多的錢(qián)，如電力的市場(chǎng)化交易對(duì)峰谷價(jià)差的進(jìn)一步擴(kuò)大。
目前上述的幾類(lèi)政策和價(jià)格機(jī)制都已在試點(diǎn)和起草過(guò)程中，相信隨著政策和機(jī)制的完善，不管是發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)還是用戶側(cè)儲(chǔ)能，都能展現(xiàn)出越來(lái)越高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
04
長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)
儲(chǔ)能作為光伏的“好伙伴”，其在使用場(chǎng)景和銷(xiāo)售通路上都有著相似之處。但是筆者訪談了若干名光伏“老將”后，他們普遍提到了“儲(chǔ)能不好做”，而“不好做”最大的癥結(jié)在于——光伏是純粹的硬件設(shè)施，安裝并網(wǎng)后的10年間只需要簡(jiǎn)單的運(yùn)維檢修即可；但儲(chǔ)能是一套電力電子系統(tǒng)，安裝后如何根據(jù)業(yè)主動(dòng)態(tài)變化的用電曲線、儲(chǔ)能電池的SoC/SoH狀態(tài)來(lái)做充放電的控制，實(shí)現(xiàn)收益的最大化，需要多項(xiàng)技術(shù)的支持；管理一套儲(chǔ)能不難，云平臺(tái)上同時(shí)差別化地管理成百上千套分布式光儲(chǔ)充系統(tǒng)，則又帶來(lái)了云端架構(gòu)問(wèn)題。
因此，我們期待的儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商，應(yīng)當(dāng)不僅僅具備“硬實(shí)力”，更要能在“軟實(shí)力”上呈現(xiàn)出十年管理上萬(wàn)套“光儲(chǔ)充”系統(tǒng)的一體化、智能化、平臺(tái)化的能源管理能力。
本文參考資料：
南方能源觀察，陳儀方，《儲(chǔ)能政策2021：從分散支持到全面管理》
