中國儲能網(wǎng)訊：為加快推進(jìn)電子信息技術(shù)與新能源協(xié)同發(fā)展，進(jìn)一步支撐產(chǎn)業(yè)融通創(chuàng)新，2023年11月8日—10日，國內(nèi)首個能源電子博覽會如約在珠海國際會展中心召開。
2023能源電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會暨廣東新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇由珠海市人民政府、廣東省工業(yè)和信息化廳、中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院、中國光伏行業(yè)協(xié)會、中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合主辦。由珠海市工業(yè)和信息化局、北京賽迪會展有限公司、珠海華發(fā)集團(tuán)有限公司承辦。廣東新型儲能國家研究院有限公司、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、廣東省太陽能協(xié)會協(xié)辦。
會議期間，珠海冠宇電池股份有限公司儲能系統(tǒng)解決方案總監(jiān)諸志明發(fā)表演講：《新一代鋰電儲能系統(tǒng)的可靠性設(shè)計》。
諸志明：各位領(lǐng)導(dǎo)、來賓大家上午好，我是來自冠宇電池的諸志明，非常榮幸今天與大家分享“新一代鋰電儲能系統(tǒng)的可靠性設(shè)計”的主題報告。
我的報告分為三部分，首先聊聊儲能的發(fā)展和所面臨的挑戰(zhàn)。
前面有嘉賓提到目前國內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)的新型儲能系統(tǒng)容量非常大了，我這邊也做了一個數(shù)據(jù)展示，可以看到，截止到2023年第三季度，國內(nèi)新型儲能累計裝機(jī)規(guī)模已達(dá)到53GWh，其中1-6月份的新增儲能裝機(jī)容量是歷年裝機(jī)量的總和，配置儲能的時長平均下來也在2個小時左右。
我們對新型儲能快速發(fā)展的原因進(jìn)行分析，主要有以下4個方面：首先，國家雙碳目標(biāo)的快速推進(jìn)，截至今年6月份，國內(nèi)可再生能源裝機(jī)容量達(dá)到13億千瓦，約占國內(nèi)電源總裝機(jī)的48%，歷史性超過傳統(tǒng)煤電的裝機(jī)容量。第二，國內(nèi)頂層政策設(shè)計的不斷完善，進(jìn)一步推動新型儲能參與電力市場，并被科學(xué)優(yōu)先調(diào)用，產(chǎn)生了很多創(chuàng)新的商業(yè)模式。第三，新型儲能和傳統(tǒng)抽蓄調(diào)節(jié)資源的深度融合，他們之間的互補(bǔ)性強(qiáng)，可以在不同的場景中為新能源并網(wǎng)消納提供很好的解決方案。第四，政府、企業(yè)、高校對發(fā)展新型儲能技術(shù)和工程項目應(yīng)用的熱情空前高漲，據(jù)統(tǒng)計，目前國內(nèi)已開設(shè)儲能科學(xué)與工程專業(yè)的大學(xué)數(shù)量超過60家，全國與儲能相關(guān)的企業(yè)超過了十三萬家，整個行業(yè)是一個空前的快速發(fā)展的狀態(tài)。
從不同儲能技術(shù)的裝機(jī)規(guī)模占比上我們可以看到，鋰電的規(guī)模體量占據(jù)了主導(dǎo)地位，除鋰電外，飛輪、超級電容、液流電池等不同路線的儲能技術(shù)應(yīng)用也在不斷增多，總體呈現(xiàn)出一個百家爭鳴、百花齊放的態(tài)勢。在儲能不同應(yīng)用場景中，電網(wǎng)側(cè)和電源側(cè)的儲能裝機(jī)規(guī)模在大幅增長，用戶側(cè)儲能的項目數(shù)量也在快速增加，據(jù)不完全統(tǒng)計，僅6月份全國新型儲能在用戶側(cè)的備案數(shù)量已超過了2.7GWh。用戶側(cè)儲能市場之所以爆發(fā)和盈利模式比較明確密不可分，在這也給大家分享一下，用戶側(cè)儲能的主要盈利點(diǎn)為電價峰谷套利，此外一部分未被量化的收益，也隨著利好政策的出臺被認(rèn)可，所以我們可以看到，儲能的應(yīng)用從之前的輔助狀態(tài)變?yōu)楹芏嗥髽I(yè)的剛性需求，企業(yè)安裝儲能系統(tǒng)也從一開始的被動示范變成積極使用、主動聯(lián)系儲能企業(yè)進(jìn)行安裝，儲能的經(jīng)濟(jì)價值被用戶所認(rèn)可，直接推動了儲能在用戶側(cè)的快速發(fā)展。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃方面，我們也看到國家形成了比較完善的新型儲能標(biāo)準(zhǔn)體系，包含八個方面共205項標(biāo)準(zhǔn)，目前即將實(shí)施的儲能標(biāo)準(zhǔn)大概有14項，正在批準(zhǔn)待實(shí)施的儲能標(biāo)準(zhǔn)有16項，兩者之和為30項，離標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)完成還有一定的差距，標(biāo)準(zhǔn)的暫時缺失造成目前部分儲能項目存在不規(guī)范設(shè)計和建設(shè)的情況，也有著較大的運(yùn)營風(fēng)險。
下面是我們總結(jié)的目前部分儲能項目上存在的一些挑戰(zhàn)，首先大家知道儲能是電池成本占比非常高的一套系統(tǒng)，電池最重要的參數(shù)就是瓦時，以瓦時作為儲能項目的單價也是行業(yè)內(nèi)的普遍做法，比如大家在進(jìn)行項目分析對比時也常會把瓦時單價作為關(guān)鍵性指標(biāo)甚至唯一指標(biāo)，但這種分析往往會忽略掉很多重要信息。因?yàn)閮δ芟到y(tǒng)不是一款單一產(chǎn)品，是具有跨專業(yè)、多學(xué)科、技術(shù)要求復(fù)雜的系統(tǒng)產(chǎn)品，簡單的以瓦時單價作為評價項目的標(biāo)準(zhǔn)，容易忽略不同的設(shè)備配置和產(chǎn)品的優(yōu)劣，這也造成有些企業(yè)在儲能產(chǎn)品設(shè)計時對看不見的地方進(jìn)行大量的不好的降本“優(yōu)化”。
第二，在2021年之前儲能實(shí)際上是一個規(guī)模相對較小的市場，包含前面有嘉賓提到儲能調(diào)頻市場和早期的用戶側(cè)儲能市場等對行業(yè)規(guī)?；l(fā)展的促進(jìn)作用有限。最近兩年，新能源強(qiáng)制配儲和用戶側(cè)儲能商業(yè)化模式的日趨成熟，儲能行業(yè)的發(fā)展速度空前，但快速膨脹的市場，必然充斥著諸多稂莠不齊的產(chǎn)品，很多的產(chǎn)品在設(shè)計和功能沒有被充分驗(yàn)證的情況下就推向了市場，所以產(chǎn)品的運(yùn)營效果也可想而知。
第三，大家可能會發(fā)現(xiàn)，無論是空調(diào)、消防、艙體等設(shè)備在市場上都有配套的企業(yè)可以提供完整的系統(tǒng)解決方案，所以在對整個儲能系統(tǒng)進(jìn)行集成設(shè)計的時候，很多企業(yè)僅是對各獨(dú)立子系統(tǒng)進(jìn)行一個簡單的“拼接”工作，不同子系統(tǒng)之間的協(xié)同和控制管理很缺乏。說句玩笑話，很多朋友會說儲能系統(tǒng)就類似于搭積木，動手能力強(qiáng)的就可以組裝出來。
第四，鋰電儲能系統(tǒng)相對于其他儲能技術(shù)的商業(yè)化程度較高，大部分設(shè)備可在工廠進(jìn)行預(yù)裝，所以整體的交付周期就比較短，這也就切合了很多項目對短工期的要求。但當(dāng)一部分項目的交付周期過緊，且有一些特殊定制要求時，企業(yè)往往只能以交付為目標(biāo)進(jìn)行項目產(chǎn)品設(shè)計，而一些需要長周期測試的指標(biāo)如：壽命、效率等就很難有保證。
以上整理出的4個方面的問題可能不夠完全，但具有一定的代表性。作為鋰電池和儲能產(chǎn)品企業(yè)，我們希望建立一個比較完整的儲能系統(tǒng)架構(gòu)，加強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)部各獨(dú)立子系統(tǒng)的融合設(shè)計，做到各子系統(tǒng)的軟硬件充分有效的協(xié)調(diào)管理。我們堅持以底盤思維來做儲能，以提高儲能系統(tǒng)設(shè)計的安全性和產(chǎn)品的可靠性作為我們的目標(biāo)。但避免純粹堆配置“多即是好”的做法，和配置沒有被充分發(fā)揮“有而無為”的情況，讓儲能產(chǎn)品真正實(shí)現(xiàn)能用、好用并且是容易被普通用戶所了解和運(yùn)維掌握。
這里我們對近年來儲能產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)的演化做了一些梳理、總結(jié)，也不一定完整，因?yàn)楹芏嗥髽I(yè)還是非常有創(chuàng)新性，所以下面介紹的內(nèi)容僅供參考。
首先儲能系統(tǒng)中最重要的是電芯，無論在安全上，還是成本上。我們看到目前儲能電芯從280Ah逐步過渡到300Ah+，電芯在往大容量方向走。
第二塊，我們看下電池管理系統(tǒng)BMS的發(fā)展，BMS從最開始只針對直流側(cè)電池系統(tǒng)進(jìn)行管理，到現(xiàn)在管理范圍已經(jīng)覆蓋到整個儲能直流系統(tǒng)，一般的儲能BMS是三級架構(gòu)，現(xiàn)在很多企業(yè)在提四級、五級BMS的概念，也是把之前很多分散設(shè)備的控制管理功能與BMS進(jìn)行融合。其次BMS與EMS交互一般與其他設(shè)備的數(shù)據(jù)共用信息通道，并以本地存儲為主，目前出于安全性考慮，一些需求希望BMS提供獨(dú)立組網(wǎng)和存儲的功能，實(shí)現(xiàn)在火災(zāi)等特殊情況下BMS數(shù)據(jù)的可追溯性和可分析性。此外，BMS一般都是固定方案，儲能集成企業(yè)根據(jù)第三方BMS企業(yè)能提供的功能進(jìn)行直接應(yīng)用，但隨著儲能應(yīng)用場景和需求的不斷變化，儲能BMS也產(chǎn)生了很多定制化需求，一些企業(yè)針對新的需求也能提供更多差異化的BMS產(chǎn)品。
第三塊，儲能雙向變流器的電壓等級上，從早期的一千伏直流系統(tǒng)，到一千五百伏直流系統(tǒng)，再到一千五百伏+直流系統(tǒng)；儲能雙向變流器的應(yīng)用形式上，從早期的集中式、和模塊化的多支路，到現(xiàn)在的組串式方案，大家對儲能系統(tǒng)的運(yùn)行效率和全生命周期管理越來越重視；從應(yīng)用需求上，大型儲能電站雙向變流器在逐步往具備構(gòu)網(wǎng)能力進(jìn)行發(fā)展。
第四塊，早期儲能系統(tǒng)的調(diào)用需求比較簡單，能實(shí)現(xiàn)本地化的監(jiān)視功能基本就夠了；后面隨著儲能站點(diǎn)的不斷增多，多站點(diǎn)運(yùn)維就需要有遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制功能；目前儲能系統(tǒng)在云端控制管理和參與電力市場交易等方面有著很多的應(yīng)用需求。
第五塊，目前儲能電池容量越做越大，單個集裝箱的能量越來越多，對應(yīng)的散熱方案也在不斷發(fā)展；從集中式風(fēng)冷到分散式風(fēng)冷，從板式液冷到浸沒式液冷，都是為了實(shí)現(xiàn)更有效的熱管理而做的努力。
第六塊，在消防系統(tǒng)上目前的幾種方案比較融合，早期的儲能系統(tǒng)僅應(yīng)用七氟丙烷氣體滅火，目前很多項目的滅火氣體也更換為了全氟己酮；此外氣體+水消防的雙重滅火方案也成為了基本共識；從滅火區(qū)域來看，早期的消防氣體主要針對艙級，目前可以做到簇級以及PACK級，滅火方式也從一次噴射到多段噴射，這些措施是否行之有效，可能有待驗(yàn)證?；馂?zāi)探測方式上，在早期的煙溫感基礎(chǔ)上增加了可燃?xì)怏w探測，現(xiàn)在有一些示范應(yīng)用在聲、光、力等傳感器方面進(jìn)行了探索，這些都是為了與現(xiàn)有探測手段進(jìn)行互補(bǔ)，以期實(shí)現(xiàn)更好的火災(zāi)早期預(yù)警效果。
最后是集成技術(shù)的發(fā)展，早期儲能系統(tǒng)規(guī)模沒有這么大，單個40英尺集裝箱安裝2.5兆瓦時是常規(guī)方案；后面發(fā)展為采用20英尺外維護(hù)集裝箱安裝3.44兆瓦時電池是主流方案；現(xiàn)在采用314Ah電池的20英尺已經(jīng)做到了5兆瓦時的容量，能量密度的提升非常明顯。另外交直流設(shè)備的組合方式也有很大的不同，早期因?yàn)轫椖咳萘啃。恢绷骷稍谝粋€集裝箱內(nèi)是普遍現(xiàn)象，和儲能戶外柜也比較類似，可以減少了設(shè)備成本和占地面積；現(xiàn)在項目的體量不斷變大，所以很多項目的交直流設(shè)備是分倉布置的。
我們在鋰電池儲能可靠性方面重點(diǎn)打造了兩個能力，一個是仿真能力，另一個是應(yīng)用技術(shù)能力，我們在電芯、電池包、儲能系統(tǒng)方面有大量仿真的實(shí)例，也有一些非常有經(jīng)驗(yàn)的工程師，推出了一些具有代表性的優(yōu)秀產(chǎn)品。
下面是我們結(jié)構(gòu)上的仿真內(nèi)容展示。以及熱管理方面，這是一個液冷系統(tǒng)，當(dāng)然是一個模擬的圖示。消防這邊我們對艙體、水消防等內(nèi)容也做了大量的研究。以下是我們儲能產(chǎn)品的三個技術(shù)平臺，首先是集裝箱式儲能，還有應(yīng)用于工商業(yè)企業(yè)的戶外柜式儲能，第三個是家庭儲能。我們在擁有儲能電芯的基礎(chǔ)能力上打造形成了三款標(biāo)準(zhǔn)的液冷PACK產(chǎn)品和一款標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)冷PACK產(chǎn)品，可以通過不同的組合方案，從而更接近客戶最真實(shí)的容量需求；另外在后期可能長達(dá)十幾年甚至二十年長周期的使用壽命上我們也能結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品提供更全面更持久的運(yùn)維服務(wù)。
系統(tǒng)級產(chǎn)品上，我們目前形成了45英尺、20英尺、40英尺幾款標(biāo)準(zhǔn)尺寸的集裝箱儲能產(chǎn)品，在高安全、長壽命、多場景應(yīng)用以及高度集成化幾個方面打造我們的優(yōu)勢。戶外柜儲能產(chǎn)品的容量規(guī)格比較多，從143度電到573度電都已形成了成熟應(yīng)用。
下面向各位來賓介紹一下冠宇電池的情況，我們從1998年開始涉足鋰電池的研發(fā)制造，在電池行業(yè)深耕多年，2021年在科創(chuàng)板上市，去年的營收是109.7億元。目前公司在全球智能手機(jī)電池出貨量占比為7%，全球排名第5，筆記本電腦電池出貨量占比為31%，全球排名第2，這個是去年披露的年報數(shù)據(jù)，今年還有一個穩(wěn)步的提升。
我們在全球布局有4個產(chǎn)業(yè)園，15家子公司，19個獨(dú)立車間。我們國內(nèi)的生產(chǎn)的布局包含珠?？偛炕兀憬瓋δ軇恿偛炕?，在重慶布局了電池和PACK生產(chǎn)基地。
以下是冠宇的企業(yè)發(fā)展歷程，1998年開啟鋰離子電池研發(fā)；2007年建立珠?？偛抗S；2010年成為筆記本第一品牌的供應(yīng)商；2011年我們在競速電摩上提供了完整的電池解決方案；2015年我們成為全球第五名的聚合物鋰電池供應(yīng)商；2018年重慶工廠正式投運(yùn)；2020年成為全球第二的聚合物鋰電池供應(yīng)商，也是當(dāng)年獲得針對高可靠長壽命鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的國家科學(xué)進(jìn)步二等獎，這個也是行業(yè)對我們的認(rèn)可；2021年成功在科創(chuàng)板上市，也是在當(dāng)年營收首次突破百億；2022年浙江工廠正式投運(yùn)。
下面是我們2017-2022年的營收情況，隨著營收的不斷增長，我們在研發(fā)端的投入也在不斷加強(qiáng)，從去年數(shù)據(jù)看到，我們的研發(fā)營收占比7.14%，今年有望再上一個臺階。目前我們研發(fā)人員超過兩千四百多人，申請專利數(shù)量超過三千項，已授權(quán)國內(nèi)外專利超過一千三百多項。我們的產(chǎn)品出口全球非常多的國家，所以相關(guān)認(rèn)證比較全面。
在產(chǎn)學(xué)研方面我們和國內(nèi)外知名高校有很深的合作，因?yàn)槲覀兪且患乙约夹g(shù)立足的企業(yè)，所以技術(shù)上的投入一直都是非常的穩(wěn)定。產(chǎn)品服務(wù)質(zhì)量上，我們在十多二十多年的生產(chǎn)中，始終保持著零重大安全事故、零召回事件的紀(jì)錄。
另外我們也是工信部列出的國家制造業(yè)單項冠軍，下面是冠宇的一些榮譽(yù)介紹。在社會責(zé)任上，冠宇將可持續(xù)發(fā)展管理理念融入業(yè)務(wù)運(yùn)營中，致力于構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展管理體系，目前也是工信部認(rèn)可的國家綠色工廠。
以上是我的報告內(nèi)容，謝謝大家。
