中國儲能網(wǎng)訊：11月27日，華能北方上都百萬千瓦級風(fēng)電基地配套二、三期單層站房式儲能項目實現(xiàn)全容量并網(wǎng)。該項目總規(guī)模300MW/600MWh，分三期建設(shè)，每期100MW/200MWh，其中一期工程為集裝箱式，采用分散式控制、集中式控制、高壓級聯(lián)直掛式三種儲能技術(shù)路線。
9月13日，山東省首個站房式儲能電站—山東德州海琮200MW/400MWh儲能電站確定EPC中標(biāo)結(jié)果，中建國際、十一科技、航電微能源聯(lián)合體以58702.88萬元的報價，折合單價1.468元/Wh中標(biāo)。
隨著這兩個項目的推進(jìn)，站房式儲能重新引起市場關(guān)注，越來越多的業(yè)主開始關(guān)心站房式儲能電站的投資成本、建設(shè)難度、運(yùn)行效率、項目收益、后期運(yùn)維等情況，以評估是否具備投資價值，在應(yīng)用上又是否具有優(yōu)勢，并決策是否要推進(jìn)相關(guān)項目應(yīng)用。
其實早在12前年，我國就有站房式儲能投運(yùn)。2011年投運(yùn)的國內(nèi)首座兆瓦級電池儲能站——深圳寶清儲能站即為站房式儲能電站。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國當(dāng)前已有近10個站房式儲能電站處于運(yùn)行/在建/調(diào)試中。
表：站房式儲能項目匯總
表中可以看出，2011-2021年，近10年間，站房式儲能同我國儲能行業(yè)發(fā)展一樣較為緩慢，2022年隨著儲能元年的開啟，站房式儲能陸續(xù)開始有項目投建，其中寧德時代是主力推進(jìn)隊員。站房式儲能，能否再次站上風(fēng)口？
什么又是站房式儲能，站房式儲能的突出優(yōu)勢在哪里，未來是否會被廣泛應(yīng)用？接下來我們將逐個回答。
什么是站房式儲能
站房式儲能電站，以建筑物為本體的儲能電站，位于鋼筋混凝土建筑的室內(nèi)，與預(yù)制艙式一同為儲能電站建設(shè)的不同形式。值得注意的是，在建筑物中某個房間內(nèi)布置儲能系統(tǒng)的不屬于站房式儲能，此種方式存在著較大的安全隱患，一般選擇獨(dú)立的建筑單獨(dú)布置。
從外部看，站房式儲能與普通的低層小樓沒有太大區(qū)別。根據(jù)建設(shè)規(guī)模的不同，站房式儲能一般選擇單層至三層。隨著層數(shù)的增高雖可大量節(jié)省占地面積，但對樓層的承重能力要求也隨之提高，會增加電站整體的投資成本。故而站房式儲能電站層數(shù)并非越高越好，目前尚未出現(xiàn)過4層及以上的站房式項目。
如上圖所示，浙能蕭山發(fā)電廠儲能電站為3層站房式，項目利用退役機(jī)組的既有線路、設(shè)施和場地進(jìn)行建設(shè)。這一案例中，場地有限，是選擇建設(shè)站房式儲能的主要考量因素之一，站房式儲能的多層結(jié)構(gòu)在節(jié)省占地面積的同時最大限度的擴(kuò)大了電站規(guī)模。
站房式儲能的特點(diǎn)
一、集中式熱管理，降低輔助功耗提高運(yùn)行效率
站房式儲能以建筑物為本體直接集成單簇的直流側(cè)、PCS等設(shè)備。在采用的設(shè)備上，站房式儲能與預(yù)制艙式儲能并未有太大差別，最大不同在于熱管理方式，由分散式變?yōu)榧惺健?/strong>
這種集中式熱管理方式，需要配置大型制冷機(jī)組調(diào)控全站溫度，對于冷水機(jī)組的功率要求較高，市場上常見的3kW、8kW、15kW、25kW、40kW、96kW標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品也可應(yīng)用，但是成本較高，效率較低。
集成商一般選擇向熱管理廠商定制冷水機(jī)組，由專業(yè)的熱管理廠商提供設(shè)計方案，如選擇高瀾等可提供站房式儲能解決方案的溫控廠家進(jìn)行合作。依據(jù)所在地的自然環(huán)境，計算電站夏季、冬季需要的冷量，再結(jié)合工況選擇最優(yōu)配置，功率從幾百千瓦到幾兆瓦不等。
前文中提到的華能上都站房式儲能電站總裝機(jī)容量200MW/400MWh，配置溫控系統(tǒng)空調(diào)總功率1120kW，而同樣一個200MW/400MWh的預(yù)制艙式儲能電站，以20尺集裝箱3.45MWh的配置考慮，則需要配置約116個集裝箱。若每個集裝箱安裝的水冷機(jī)組功率為40kW（0.5C液冷系統(tǒng)），則總共需要安裝空調(diào)功率4640kW。
顯然，從空調(diào)功率上看，站房式定制化的制冷機(jī)組，可大幅降低功率配置，從而降低空調(diào)耗能。此外單體冷水機(jī)組功率增大，效率也更高，能大大降低輔助功耗。
另外值得注意的是，寧波萬華熱電儲能電站、華能上都站房式儲能電站項目都建在發(fā)電廠附近，在熱管理上還可與發(fā)電廠余熱結(jié)合使用，進(jìn)一步降低輔助功耗，降低運(yùn)行成本。
華能上都站房式儲能項目位于冬季氣候寒冷區(qū)域，其對外部熱源的利用，對在內(nèi)蒙、新疆等冬季自然環(huán)境較為嚴(yán)酷的省份中如何設(shè)計儲能電站，提供了很好的借鑒。站房式儲能或在這些區(qū)域獲得進(jìn)一步推廣。
另外，在可以蓄冷、蓄熱享受特殊電價政策的區(qū)域，如能結(jié)合蓄冷、蓄熱機(jī)組，站房式儲能還能進(jìn)一步優(yōu)化熱管理系統(tǒng)，降低用能成本。
綜合來看，站房式儲能在熱管理上的優(yōu)勢為：
1）集中式熱管理效率更高
2）定制化冷水機(jī)組效率高，避免冗余浪費(fèi)
3）與其他外部熱源相結(jié)合效果突出
這也是站房式儲能最為突出的優(yōu)勢，通過集中式熱管理降低輔助電源功耗，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，提升電站全生命周期放電量，進(jìn)而提高收益。
此外多層站房線路鋪設(shè)也更加集中，線纜用量減少，能夠降低建設(shè)成本與線路損耗，進(jìn)而提高運(yùn)行效率。
二、運(yùn)維方便、電站使用壽命長
站房自身采用的鋼筋混凝土建筑也為站房式儲能帶來了很多優(yōu)勢。相對于非步入式20尺集裝箱來說，站房式儲能的內(nèi)部空間大，可允許運(yùn)維人員自由走動。相較于預(yù)制艙式的露天外部運(yùn)維，站房式的室內(nèi)環(huán)境對運(yùn)維人員更加友好，尤其在高寒、高風(fēng)沙等環(huán)境惡劣的地區(qū)甚至無人區(qū)。
使用壽命上，按照建筑現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2018）的規(guī)定，普通房屋和構(gòu)筑物，設(shè)計使用年限為50年，全生命周期無憂。而根據(jù)最新的《預(yù)制艙式鋰離子電池儲能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，預(yù)制艙式儲能系統(tǒng)的設(shè)計使用壽命應(yīng)不小于10年。
當(dāng)前，在考慮是否選擇建設(shè)站房式儲能時，儲能電站的使用壽命，也成為了除節(jié)約用地外，影響決策的主要因素之一。站房作為永久建（構(gòu)）筑物設(shè)計使用年限為50年，通過更換電池可保障儲能電站穩(wěn)定運(yùn)行25年無憂，而預(yù)制艙式儲能電站，則面臨著運(yùn)輸過程中的磕碰、磨損、掉漆，運(yùn)行環(huán)境腐蝕（例如海邊等高鹽霧環(huán)境腐蝕）等各種情況，從而加速集裝箱折舊，使用壽命難以保障。
站房式建筑擁有更長的使用壽命，尤其在自然環(huán)境對集裝箱并不友好的區(qū)域，站房式儲能將具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢。
三、內(nèi)部空間大，可匹配多樣消防設(shè)施
安全是儲能電站的底線與根本，北京、山東針對電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)范/電化學(xué)儲能電站消防驗收的規(guī)定中均包含了站房式儲能的部分。
其中《山東省建設(shè)工程消防設(shè)計審查驗收技術(shù)指南（電化學(xué)儲能電站）》明確站房式儲能的鋰離子、鈉離子電池室可采用氣體滅火系統(tǒng)或高壓細(xì)水霧等能夠降溫、滅火且不易產(chǎn)生電氣短路的自動滅火系統(tǒng)；北京地標(biāo)《電力儲能系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)行規(guī)范》表示火災(zāi)危險性為甲、乙類的站房式儲能系統(tǒng)防火分區(qū)面積不應(yīng)大于250㎡。儲能單元與周圍房間以及儲能單元之間應(yīng)進(jìn)行防火分隔。（詳情參見文章底部站房式儲能相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)）
站房式儲能由于冗余空間更大，滿足以上規(guī)定的同時其安全可靠性可以做到更高。自動滅火系統(tǒng)可以氣體和水消防雙重配置，每個防火分區(qū)的消防設(shè)施配置也不受空間的限制，除防火墻、防火窗外，隔離門、泄爆門、泄爆通道等都可選擇。只要建設(shè)符合規(guī)定，站房式儲能消防驗并不會被針對。
綜合以上幾個特點(diǎn)，業(yè)主在綜合考慮初始投資、全生命周期投資收益、用地面積、電站壽命等因素之后，在站房式與預(yù)制艙式中做出選擇。
表：站房式儲能vs.預(yù)制艙式儲能
站房式儲能發(fā)展趨勢
一、設(shè)計院主導(dǎo)，深入介入電站本體設(shè)計
預(yù)制艙式：集成商主導(dǎo)儲能系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計院負(fù)責(zé)電站設(shè)計
站房式：設(shè)計院主導(dǎo)電站設(shè)計以外，也可主導(dǎo)儲能系統(tǒng)設(shè)計，EPC負(fù)責(zé)采購、集成
整體來看，目前預(yù)制艙式儲能電站采購中，較大比例的項目由系統(tǒng)集成商提供整站系統(tǒng)，包括直流側(cè)、PCS、EMS、BMS、空調(diào)等，集成商根據(jù)自己的產(chǎn)品設(shè)計，提供整套解決方案，以集裝箱的形式統(tǒng)一出貨。
而站房式儲能電站，組成儲能系統(tǒng)的所有設(shè)備都可獨(dú)立出來，可供設(shè)計院操作的環(huán)節(jié)增多（整個儲能系統(tǒng)集裝箱拆為分散的設(shè)備單元），設(shè)計院可以更深入的介入整個儲能電站本體（儲能系統(tǒng)）的設(shè)計建設(shè)中。而集成商的出貨內(nèi)容很大可能由整站系統(tǒng)變更為直流側(cè)電池簇或者是電池模組，這將在一定程度上降低系統(tǒng)集成商的利潤空間，尤其是不具備電芯生產(chǎn)能力的集成企業(yè)。
當(dāng)然，優(yōu)質(zhì)集成商憑借其對電氣設(shè)備的了解以及系統(tǒng)集成的經(jīng)驗，也可以在站房式儲能的發(fā)展中延伸自己的產(chǎn)品范圍，逐漸深入到站房式儲能溫控等更多設(shè)計中去，提高自身價值。
比如，海博思創(chuàng)在華能清能院北方上都百萬千瓦級風(fēng)電基地配套儲能二、三期項目中，運(yùn)用其系統(tǒng)集成技術(shù)及經(jīng)驗，助力項目克服了典型鋰離子電池儲能系統(tǒng)建設(shè)成本高、運(yùn)維難度大、環(huán)境兼容性差等問題，為大規(guī)模站房式儲能電池的應(yīng)用提供了范例。通過熱儲聯(lián)動耦合及“PACK+系統(tǒng)雙級消防”，在儲能系統(tǒng)熱管理模式及儲能系統(tǒng)安全防護(hù)等方面為大規(guī)模儲能電站的發(fā)展提供了先進(jìn)經(jīng)驗。
二、工程復(fù)雜化，產(chǎn)品簡單化
預(yù)制艙式的儲能系統(tǒng)經(jīng)過近幾年的高速發(fā)展，儲能集成商的產(chǎn)品化意識已經(jīng)形成，都在推出更為標(biāo)準(zhǔn)化的儲能產(chǎn)品。2023年下半年陸續(xù)推出的模塊化儲能系統(tǒng)，更是“all in one”設(shè)計理念的深入貫徹。產(chǎn)品復(fù)雜化、工程簡單化，將復(fù)雜多元的產(chǎn)品功能集成一體進(jìn)行出貨，現(xiàn)場僅需簡單的安裝，減少施工量的同時，還能最大限的縮減建設(shè)周期。
而站房式儲能，顯然與上述路徑相反。項目設(shè)計、建設(shè)方建設(shè)好儲能站房后，EPC根據(jù)設(shè)計要求采購設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場的設(shè)備安裝。儲能系統(tǒng)中各組成部分設(shè)備的選擇，將會“拆零”，分散化。例如電池直流側(cè)系統(tǒng)，既可以采用電池簇的形式，也可以采用電池模組的形式。站房式儲能電站的整體建設(shè)，更趨向于一項工程，產(chǎn)品簡單化、工程復(fù)雜化。
顯然，站房式儲能在儲能系統(tǒng)集成方面的選擇與目前的儲能系統(tǒng)設(shè)計的整體趨勢并不完全一致，這種方式下，標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；l(fā)展的空間或?qū)⑹艿揭欢ㄓ绊憽?
三、特定場景適用性高
文章開頭提到，部分業(yè)主們已經(jīng)開始關(guān)注站房式儲能，對電站全生命周期高效率的追求，和初始投資額的限制，促使其在預(yù)制艙和站房式中尋找最優(yōu)解。
由于站房式儲能具有規(guī)模效應(yīng)，百兆瓦時及以上規(guī)模采用站房式儲能的優(yōu)勢更加明顯，這在一定程度上限制了其在用戶側(cè)的發(fā)展。此外風(fēng)光電站強(qiáng)制配儲的業(yè)主出于成本的考慮也往往不會選擇站房式儲能。欣旺達(dá)能源科技王梓豪認(rèn)為獨(dú)立儲能項目會是站房式儲能的主要應(yīng)用場景。獨(dú)立儲能更加看中全生命周期的投資收益，注重系統(tǒng)效率、可持續(xù)性、可維護(hù)性以及安全性。隨著大型獨(dú)立儲能電站的發(fā)展，站房式儲能的應(yīng)用會越來越多。
同時，站房式儲能集中式熱管理在降低輔助功耗上具有的優(yōu)勢，使其在內(nèi)蒙、新疆等自然環(huán)境相對嚴(yán)酷的地區(qū)應(yīng)用價值更大。故高寒地區(qū)百兆瓦時儲能項目應(yīng)該會是站房式儲能重要的應(yīng)用場景之一。尤其是能與當(dāng)?shù)鼗痣姀S結(jié)合利用的場景，廢舊廠房可以為站房式儲能提供場地和線路基礎(chǔ)，余熱還可為儲能電站供暖。
站房式儲能是否會大力發(fā)展有待市場檢驗，但我們肯定的是短期內(nèi)在局部區(qū)域還會出現(xiàn)一定的站房式儲能項目。
附表：站房式儲能相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)
