中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：電力儲(chǔ)能電池走向?qū)Ｓ没呀?jīng)成為行業(yè)必然趨勢(shì)。
伴隨風(fēng)光新能源的發(fā)展風(fēng)口到來，電力儲(chǔ)能正在成為“標(biāo)配”，并將成為新型電力系統(tǒng)的重要支柱。
電力儲(chǔ)能主要是應(yīng)用于發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和工商業(yè)側(cè)等領(lǐng)域的大型儲(chǔ)能，由于涉及電力并網(wǎng)問題，其對(duì)于電池的需求比其它場(chǎng)景要更為復(fù)雜。為了更好匹配電力儲(chǔ)能特性，電力儲(chǔ)能電池未來將會(huì)形成一個(gè)獨(dú)立的市場(chǎng)賽道。
海辰儲(chǔ)能總經(jīng)理王鵬程此前在接受高工儲(chǔ)能專訪時(shí)表示，未來三年，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)將進(jìn)入“曇花期”，儲(chǔ)能電池需求將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)以陡峭的斜率快速增長；到2025年后，將進(jìn)入“菊花期”，市場(chǎng)將以更大的規(guī)模體量進(jìn)入持續(xù)增長的新階段；2030年全球儲(chǔ)能鋰電池有望達(dá)2300GWh。
必須正視的現(xiàn)實(shí)是，盡管目前儲(chǔ)能電池的產(chǎn)線基本與動(dòng)力電池產(chǎn)線幾乎通用，但儲(chǔ)能電池與動(dòng)力電池實(shí)則有著本質(zhì)性差異。
動(dòng)力終端產(chǎn)品屬于新消費(fèi)品，關(guān)注體驗(yàn)感；儲(chǔ)能終端產(chǎn)品屬于新投資品，有新基建的特性，更加關(guān)注投資回報(bào)率、回本周期、度電成本、全生命周期投資成本等。
而儲(chǔ)能作為支撐未來新型電力系統(tǒng)的重要一環(huán)，其獨(dú)特的運(yùn)用場(chǎng)景也決定了其對(duì)電池循環(huán)充放電次數(shù)要求與動(dòng)力電池大相徑庭。
在此背景下，越來越多的電池企業(yè)開始針對(duì)電力儲(chǔ)能的需求專門開發(fā)相匹配的電池產(chǎn)品。2022年以來，包括海辰儲(chǔ)能、瑞浦蘭鈞、鵬輝能源等企業(yè)都發(fā)布了針對(duì)電力儲(chǔ)能的專用電池。
這其中，海辰儲(chǔ)能發(fā)布的首款300Ah電力儲(chǔ)能專用電池最受外界關(guān)注，該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)12000次循環(huán)壽命，并能做到前1000次零衰減，無論在美國加州舉行的國際太陽能展上，還是在國內(nèi)的發(fā)布會(huì)上，都得到了業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注。
產(chǎn)業(yè)界正在形成的一致共識(shí)是，市場(chǎng)的獨(dú)立性、應(yīng)用場(chǎng)景的差異化意味著儲(chǔ)能電池將會(huì)是一個(gè)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立，技術(shù)路徑獨(dú)立，產(chǎn)品布局獨(dú)立，產(chǎn)業(yè)生態(tài)完全獨(dú)立的賽道。
基于此，儲(chǔ)能電池正在走向更低度電成本、更長循環(huán)壽命、更高安全的專屬化、專業(yè)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝選擇和制造路徑。海辰儲(chǔ)能是當(dāng)前為數(shù)不多能實(shí)現(xiàn)12000次循環(huán)壽命、前1000次零衰減的電池廠商之一。
在儲(chǔ)能這個(gè)賽道，誰能掌握行業(yè)的內(nèi)核，才能走得更遠(yuǎn)。成立短短3年以來，海辰儲(chǔ)能已經(jīng)成為眾多系統(tǒng)集成商的重要電池供應(yīng)商。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在2021年度行業(yè)風(fēng)電/光伏/集成商龍頭Top10企業(yè)中，與海辰儲(chǔ)能已達(dá)成合作的品牌超過50%。
更低度電成本“賦能”電力儲(chǔ)能
電力儲(chǔ)能是一個(gè)重視全生命周期成本的新基建行業(yè)。
成本是決定儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模的重要參數(shù)。電力儲(chǔ)能全生命周期成本包括安裝成本和運(yùn)行成本，安裝成本主要包括儲(chǔ)能系統(tǒng)成本、功率轉(zhuǎn)換成本和土建成本，運(yùn)行成本則包括運(yùn)維成本、回收殘值和其他附加成本。
某國內(nèi)頭部集成商向高工儲(chǔ)能表示，當(dāng)前電力儲(chǔ)能對(duì)電芯的考量，主要從品牌、成本、性能等維度去衡量。電力儲(chǔ)能項(xiàng)目短期內(nèi)仍是以初始投資成本為重，中長期的趨勢(shì)來看，將更看中全生命周期成本。
儲(chǔ)能電池是電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，電池成本的降低可以直接帶來首次投資成本的降低、回本周期的縮短和投資回報(bào)率的提高，而壽命的增加可以帶來儲(chǔ)能系統(tǒng)在全生命周期度電成本的降低。
當(dāng)前我國電化學(xué)儲(chǔ)能電站度電成本為0.6-0.8元/ kWh，而抽水蓄能電站度電成本僅為0.21-0.25元/ kWh?？梢?，電池技術(shù)在度電成本上的突破是整個(gè)電力儲(chǔ)能行業(yè)的關(guān)鍵。
一方面，儲(chǔ)能電池循環(huán)壽命等提高，可大大削減全生命周期的成本。比如，海辰300Ah電力儲(chǔ)能專用電池，循環(huán)壽命大幅提升，可達(dá)到12000次，同時(shí)前1000次循環(huán)的衰減率從業(yè)界的普遍水平（6%）降低至1%左右。據(jù)悉，海辰儲(chǔ)能是為數(shù)不多能夠?qū)崿F(xiàn)前1000次循環(huán)電池能量衰減≤1%的電池廠商。
另一方面，電池性能的提高，可大大提高儲(chǔ)能系統(tǒng)總放電量，也是對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要賦值手段。
據(jù)透露，采用海辰300Ah電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)全生命周期度電成本降低~25.3%；在一天一充的應(yīng)用場(chǎng)景下，可實(shí)現(xiàn)IRR提高18.4%；前三年儲(chǔ)能系統(tǒng)總放電量增加~5%。值得注意的是，該款電池一問世，就獲得眾多集成商、風(fēng)光儲(chǔ)業(yè)主端的青睞。
高安全、長壽命電芯“支撐”電力儲(chǔ)能
一方面，自2021年以來，美韓澳等地三元鋰儲(chǔ)能電站失火事故頻發(fā)，使得特斯拉、LG等巨頭也切入磷酸鐵鋰電池，推動(dòng)海外用戶對(duì)磷酸鐵鋰的認(rèn)同度與市場(chǎng)滲透率提升。另一方面，磷酸鐵鋰電芯成為國內(nèi)電力儲(chǔ)能的主流。
現(xiàn)階段，磷酸鐵鋰電池主要采用標(biāo)準(zhǔn)化模式“高速工廠化”生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)高安全、長壽命要求。當(dāng)前，行業(yè)主流體系集中在L80/100/125/170/200等體系，即保證在長寬一定的條件下，通過調(diào)整電芯的高度，進(jìn)行不同電芯容量的分配，進(jìn)而達(dá)到最優(yōu)化生產(chǎn)的目的。
當(dāng)前，由于電力儲(chǔ)能特性，電芯尺寸已經(jīng)固定在L300，但容量卻越做越大。如何在更大容量實(shí)現(xiàn)長壽命？這是業(yè)界一大難點(diǎn)。海辰儲(chǔ)能發(fā)布的300Ah電池，較280Ah容量提升20Ah，并在EOL循環(huán)壽命提升20%。
據(jù)悉，300Ah與280Ah電池尺寸相同，主要是通過提高正負(fù)極活性物質(zhì)量在整個(gè)電池的占比進(jìn)而提高容量。海辰儲(chǔ)能在追求極致全生命成本時(shí)，將300Ah電力儲(chǔ)能專用電芯的循環(huán)壽命提高到12000次，能量密度在150Wh/Kg以上。
而為了實(shí)現(xiàn)電力儲(chǔ)能對(duì)電芯長壽命的高要求，電池廠商積極布局供應(yīng)鏈、實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)化生產(chǎn)，保障優(yōu)質(zhì)可靠的材料來源。
比如，海辰儲(chǔ)能在四川布局了磷酸鐵鋰正極保供，其它原材料開發(fā)和供應(yīng)鏈開發(fā)同步進(jìn)行中，關(guān)鍵原材料已開發(fā)多家供應(yīng)商和款型，在供貨發(fā)貨能力大幅提升，同時(shí)對(duì)關(guān)鍵原材料進(jìn)行自主開發(fā)，并布局相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。
因此，海辰儲(chǔ)能發(fā)布的300Ah電池實(shí)現(xiàn)了在相同體積下同時(shí)提高容量和循環(huán)壽命，由10000提高到12000次。
在當(dāng)前電力儲(chǔ)能對(duì)安全要求越來越高的情況下，另一個(gè)難點(diǎn)則是如何在更大容量實(shí)現(xiàn)高安全？對(duì)于電池廠家而言，提供高性能的電池，無疑就是在為電力儲(chǔ)能的安全“保駕護(hù)航”。
目前，海辰儲(chǔ)能不僅從材料層級(jí)入手，還從系統(tǒng)設(shè)計(jì)著手，大大降低安全隱患。比如，特殊化設(shè)計(jì)的電池pack搭配液冷系統(tǒng)能有效降低電池的溫度和電池間的溫差；通過BMS管控每一個(gè)電池溫度和電壓，來防止監(jiān)控電池的過熱過壓；配置被動(dòng)安保措施（噴淋消防）整體來為電池的安全保駕護(hù)航。
大容量電芯成為電力儲(chǔ)能競(jìng)逐“利器”
從最近市場(chǎng)表現(xiàn)來看，頭部企業(yè)最新代儲(chǔ)能電芯均為長循環(huán)大容量型號(hào)，主流電力儲(chǔ)能大電芯產(chǎn)品容量已達(dá)280Ah以上。儲(chǔ)能電芯向大容量方向升級(jí)趨勢(shì)明顯。
高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）認(rèn)為，大電芯在電力儲(chǔ)能應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯：1）大電芯更容易獲得高體積能量密度；2）PACK端零部件使用量減少，有利于成本下降；3）大電芯更易獲得高容量；4）安全性提升；5）集成領(lǐng)域裝配工藝簡(jiǎn)化。
越來越多業(yè)界人士判斷，大容量電池將是電力儲(chǔ)能的主流發(fā)展方向，并將成為企業(yè)競(jìng)逐次賽道的重要“利器”。
而這樣的判斷主要從用戶經(jīng)濟(jì)性上考慮。儲(chǔ)能配置容量逐漸由幾MWh向幾百M(fèi)Wh或GWh發(fā)展,系統(tǒng)電壓也由1000V升高到1500V，電壓由電池的串?dāng)?shù)決定；系統(tǒng)電量是通多個(gè)預(yù)制倉電量并聯(lián)實(shí)現(xiàn)。
業(yè)界人士分析，如果用小電池，比如100Ah,預(yù)制倉電量少，系統(tǒng)并聯(lián)數(shù)會(huì)多，占地面積會(huì)大，整體投資會(huì)大，那么電池容量提高到280或300AH,能有效降低預(yù)制艙數(shù)量，且度電成本相比小容量有降幅，整體投資和收益都會(huì)大幅改善。
按照目前市面常見的40尺2.5MWh風(fēng)冷儲(chǔ)能集裝箱計(jì)算，大約需要120Ah的電芯6510個(gè)，280Ah的電芯2790個(gè)。并聯(lián)數(shù)目可減少一半以上。可見，大容量電芯幾乎成為電力儲(chǔ)能業(yè)內(nèi)共識(shí)。
海辰儲(chǔ)能推出的電力儲(chǔ)能專用電池，也正是基于這樣的思路。海辰儲(chǔ)能認(rèn)為，電池單體做大，主要從設(shè)計(jì)、安全和制造及系統(tǒng)的角度來規(guī)劃，理論上來講，甚至可以設(shè)計(jì)400-3000Ah的。
但海辰儲(chǔ)能也指出，在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展情況來說，電池容量并不是越大越好，主要原因是電池要做大還面臨著三大挑戰(zhàn)：1.制造上有挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)是極片設(shè)計(jì)變大，殼體變大，那么優(yōu)率和效率都會(huì)降低；2.電池做大，安全性能挑戰(zhàn)更大。過充和熱失控更難應(yīng)對(duì)；3.從系統(tǒng)的角度看，電池做大減少了零部件，但是電氣連接的過流能力是重要挑戰(zhàn)。
海辰儲(chǔ)能的判斷是，對(duì)電力儲(chǔ)能而言，做大電池，不僅從全生命度電降本維度考慮，還需要從系統(tǒng)的角度全面分析，也正是基于此，海辰儲(chǔ)能推出了當(dāng)前技術(shù)下的最優(yōu)解——300Ah電力儲(chǔ)能專用電芯。
此外，海辰儲(chǔ)能還對(duì)高工儲(chǔ)能回應(yīng)，按照目前也在調(diào)研評(píng)估大電池的設(shè)計(jì)和開發(fā)。預(yù)計(jì)，未來電力儲(chǔ)能會(huì)比現(xiàn)在300Ah容量更大。
電力儲(chǔ)能電池專用化大勢(shì)所趨
關(guān)于電力儲(chǔ)能電池走向?qū)Ｓ谢?，之前行業(yè)有過相似呼吁；而如今電力儲(chǔ)能動(dòng)輒投建上GWh項(xiàng)目，對(duì)專用化電力儲(chǔ)能電池的需求更盛。
電力儲(chǔ)能對(duì)專有電池的呼吁，實(shí)則是對(duì)更契合電力儲(chǔ)能特性的制造工藝、循環(huán)壽命、低成本、高安全性的呼吁。
業(yè)界認(rèn)為，如果這個(gè)全生命周期度電成本最終能降低至0.2元/kWh以下, 風(fēng)光儲(chǔ)綜合發(fā)電成本將會(huì)低于火電，進(jìn)而改變現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)。
按照新型電力結(jié)構(gòu)來看，電力儲(chǔ)能將作為能源體系重要一環(huán)，其越來越凸顯的基建特性，決定了儲(chǔ)能是一條關(guān)注全生命周期表現(xiàn)的賽道。
因此，未來的儲(chǔ)能電池廠商應(yīng)該從如何提高電池全生命周期表現(xiàn)和降低全生命周期成本來著手。
“過去很少能聽到幾百M(fèi)Wh的儲(chǔ)能項(xiàng)目，但現(xiàn)在不僅有GWh為單位的項(xiàng)目，甚至有些地方政府想要10GWh共享儲(chǔ)能項(xiàng)目?！背穗娏?chǔ)能的本質(zhì)不同外，電力儲(chǔ)能的發(fā)展速度持續(xù)加快，更需要業(yè)界更多思考何為其發(fā)展內(nèi)核。
很明顯，儲(chǔ)能領(lǐng)域需要更獨(dú)立的的技術(shù)、工藝來支撐和實(shí)現(xiàn)更好的全生命周期表現(xiàn)和更低的全生命周期成本。
高工儲(chǔ)能的判斷是，在現(xiàn)階段卷繞工藝的200-300Ah電芯陸續(xù)上市；要在300Ah以上容量發(fā)展，則需要不斷精進(jìn)技術(shù)，比如CTP技術(shù)/疊片工藝等。
