中國儲能網(wǎng)訊：全球頻發(fā)的儲能火災(zāi)事故不僅造成了重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，還引發(fā)了對儲能電站安全管理和監(jiān)管的深刻反思。
美國電力研究所通過從2018年到2023年公開披露的多起儲能電站失火事件研究建立了相關(guān)數(shù)據(jù)庫，并和美國能源部的太平洋西北國家實驗室(PNNL)、德國Twaice公司對火災(zāi)事故進行分類對比后發(fā)現(xiàn)，除了電芯和控制系統(tǒng)本身的風(fēng)險之外，儲能電站集成、運營不規(guī)范也是導(dǎo)致事故的重要因素。
令人揪心的是國內(nèi)，在儲能裝機規(guī)模大增，技術(shù)多元應(yīng)用，資本密集涌入，產(chǎn)業(yè)集群崛起的同時?？駸嵩鲩L的背后暴露出建而不用，產(chǎn)能無序擴張的隱憂，“價格戰(zhàn)”硝煙彌漫，企業(yè)盈利水平和產(chǎn)品質(zhì)量面臨雙重考驗。
儲能本質(zhì)是“調(diào)”而不是“儲”。未來，作為新型電力系統(tǒng)的配套產(chǎn)業(yè)，讓儲能參與到電力系統(tǒng)交易，回歸商業(yè)應(yīng)用，才能實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，發(fā)揮儲能最長遠的價值。
眼下，這種市場轉(zhuǎn)向，正在逐步發(fā)生。
多重因素推動，儲能長遠價值逐步回歸
在過去一年時間，在政策加持、企業(yè)發(fā)力、市場青睞等多重因素影響下，中國成為了全球范圍內(nèi)，最大的風(fēng)、光、儲市場。根據(jù)《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2024》顯示，2023年中國新型儲能新增裝機21.5GW，創(chuàng)歷史新高。
與之相對的是，在原材料降價、惡性競爭、技術(shù)同質(zhì)化等多重因素疊加下，儲能系統(tǒng)市場價格一路下行。國家發(fā)改委價格監(jiān)測中心高級經(jīng)濟師劉滿平表示：“當下儲能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能擴張迅速，結(jié)構(gòu)性問題凸顯；部分項目‘建而不用’；新能源配建儲能實際利用率不高；運營模式和市場機制尚不完善，成為了制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸”。
“內(nèi)卷”還是“閑置”？儲能行業(yè)如何破局？以市場為導(dǎo)向、以商業(yè)化應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)價值邏輯亟待重新構(gòu)建。
儲能本身是新型電力系統(tǒng)中的重要配套，目前，我國乃至歐美發(fā)達國家的電力系統(tǒng)都在經(jīng)歷一場變革，——“清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動”。儲能的發(fā)展方向，與政策、市場、技術(shù)多重因素息息相關(guān)。
從政策看，早在2015年，《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步深化電力體制改革的若干意見》（簡稱“電改9號文”），便提出了有序推進電價改革，理順電價形成機制，推進電力交易體制改革，完善市場化交易機制等目標，拉開了電力市場開放的序幕。“雙碳”目標提出后，國家發(fā)改委明確提出了 1+N政策體系，從頂層圍繞儲能示范應(yīng)用、規(guī)范管理、電價改革以及多元化、智能化應(yīng)用，進一步確立了以新能 源為主體的新型電力系統(tǒng)。
到2023年，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《電力現(xiàn)貨市場基本規(guī)則（試行）》，從電力系統(tǒng)層面落實了具體的鼓勵方案。預(yù)計到2025年，電力市場將逐步放開，形成開放互動的電力體系。儲能產(chǎn)業(yè)的興起，根本還是打造開放、市場化電力系統(tǒng)中的重要配套。
從市場看，國內(nèi)儲能系統(tǒng)運營時長，系統(tǒng)利用率也在不斷提升?！?023年度電化學(xué)儲能電站安全信息統(tǒng)計數(shù)據(jù)》顯示，2024年第一季度，國內(nèi)儲能電站日均運行時長已經(jīng)由3.12小時提升至4.16小時，平均利用率指數(shù)由27%提升至41%。
隨著國家能源局印發(fā)《關(guān)于促進新型儲能并網(wǎng)和調(diào)度運用的通知》，進一步明確了新型儲能的功能定位，加快推動新型儲能調(diào)度運用提升，儲能項目不再是僅為滿足新能源“強配”政策的附屬物，而是能夠為業(yè)主帶來實實在在的長期可持續(xù)收益的資產(chǎn)。
從技術(shù)上看，儲能電站的可靠性很大程度取決于儲能電池的性能表現(xiàn)。而電池的系統(tǒng)，則與電池管理能力，集成能力息息相關(guān)。以電池一致性管理為例，在儲能電芯的使用過程中，由于生產(chǎn)差異、老化、溫度變化或不同的負載條件等因素，電芯間的電壓和容量會產(chǎn)生差異，并且這種差異會隨著充放電次數(shù)的增加而加劇，進而使得系統(tǒng)經(jīng)濟效益變差。
因此，越來越多的電池均衡技術(shù)被應(yīng)用到商業(yè)化，成熟化的市場。據(jù)國際知名咨詢機構(gòu)Wood Mackenzie的研究報告顯示，由于海外市場，電力市場更加開放，儲能業(yè)主更加關(guān)注項目全生命周期的經(jīng)濟性，主動均衡技術(shù)在降低儲能系統(tǒng)全生命周期成本方面的優(yōu)勢已得到廣泛認可，在海外儲能項目中應(yīng)用占比達到了74%。
業(yè)內(nèi)人士表示，在多重因素的推動下，儲能產(chǎn)業(yè)正在走向高質(zhì)量發(fā)展的階段。2024年上旬政策圍繞電力市場交易密集出臺，將加快我國電力市場化發(fā)展的新變革，也將成為儲能行業(yè)價值轉(zhuǎn)型的重要推動。
從“被動”到“主動”，電池管理技術(shù)升級
從價格到價值，為了實現(xiàn)儲能的長遠目標，業(yè)內(nèi)廠商從多個維度進行了研發(fā)和探索，包括：
儲能電池優(yōu)化：選用熱穩(wěn)定性更好的正極、負極、隔膜材料；選用厚度更薄表面積更大的疊片工藝；縮短極耳長度降低電阻等多方面優(yōu)化。
溫控技術(shù)進階：由傳統(tǒng)的風(fēng)冷方案進階至換熱系數(shù)更高、冷卻效果更好的液冷方案，以應(yīng)對日益增長的熱管理系統(tǒng)市場需求。
數(shù)字化技術(shù)運維：通過BMS、EMS、AI等數(shù)字技術(shù)對電站運行狀況進行監(jiān)測，對電池的生命周期運行狀況做可視化分析，識別故障的早期征兆并提供安全預(yù)警設(shè)計。
消防技術(shù)保障：業(yè)內(nèi)主流產(chǎn)品已實現(xiàn)了電芯級、pack級、以及系統(tǒng)級三層消防系統(tǒng)，以達到更細致、精準的消防效果。
高效電池管理：即電池管理系統(tǒng)（BMS）采用先進的算法，在放電時監(jiān)測每顆電芯的電壓，對電池的荷電狀態(tài)（SOC）、健康狀態(tài)（SOH）、功率狀態(tài)（SOP）等進行評估。由于電池組的壽命同樣也取決于壽命最短那顆電芯，因此，當最低單體電壓達到放電截止電壓時，整個電池組將停止放電。均衡儲能電芯的狀態(tài)參數(shù)成為了最大限度保證電池循化壽命提升儲能系統(tǒng)循環(huán)效率的必由之路，尤其在大儲和工商儲等功率較高、容量較大的應(yīng)用場景中。
基于電池組一致性優(yōu)化改善的需求，儲能BMS均衡技術(shù)應(yīng)運而生。其中，電池管理系統(tǒng)中的電池均衡主要有兩種方式：被動均衡和主動均衡。
被動均衡在電池組放電過程中，通過電阻發(fā)熱釋放電量來均衡電池。這種方式不需要復(fù)雜的控制器和電路，但均衡速度較慢且會浪費電能，過程中還會產(chǎn)生熱量，增加熱失控風(fēng)險。
主動均衡則是通過DC-DC轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電能在電芯間的直接轉(zhuǎn)移，可將電池組中電芯間的電壓差控制在一定范圍以內(nèi)，顯著減少了因不均衡帶來的循環(huán)效率損失。這種技術(shù)通常需要使用專門的均衡控制器和極高要求的電路設(shè)計，最終達到由PACK級到簇級，再到系統(tǒng)級，甚至是場站級的全鏈路均衡。
與傳統(tǒng)的被動均衡技術(shù)相比，主動均衡不僅避免了能量浪費，還通過重新分配能量提升儲能系統(tǒng)整體性能，降低運營成本并提高系統(tǒng)安全性。
目前，由于成本價格等因素，EESA 2023年度數(shù)據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)儲能項目幾乎均為被動均衡項目（98.4%）。在海外市場，大約70%的項目都采用了“主動均衡”。以科陸電子服務(wù)的德州TX10項目為例，根據(jù)Modo Energy統(tǒng)計，9個站點收益均上榜德州電站收益前30。
來自Wood Mackenzie分析師John Smith指出：“在當前市場競爭加劇的背景下，先進的電池管理技術(shù)不僅能夠提升系統(tǒng)安全性和可靠性，還能顯著降低運營成本，從而提高項目的經(jīng)濟效益?！蔽磥黼S著國內(nèi)電力市場化程度提升，主動均衡技術(shù)在電站長期運營過程中的經(jīng)濟性優(yōu)勢也將逐步顯現(xiàn)。國內(nèi)儲能商業(yè)化應(yīng)用的加快，主動均衡技術(shù)將越來越多被使用。
也正因此，科陸電子30年深耕電力行業(yè)，打造電芯-Pack-站級全鏈路主動均衡科技產(chǎn)品，提供設(shè)計、設(shè)備、安裝、運維全生命周期整站服務(wù)，在儲能行業(yè)領(lǐng)跑全球儲能商業(yè)化應(yīng)用，為用戶創(chuàng)造實實在在的收益。
