中國儲能網(wǎng)訊：在酷暑季節(jié)等電力需求高速增長和電網(wǎng)特殊時段供應能力極大不足的矛盾下，儲能開始真刀真槍進入“試煉”。江蘇今年對儲能電站的迎峰度夏保供調(diào)用，標志著中國儲能市場開始進入大規(guī)模的交易。
在儲能加速走向交易的同時，安全問題日漸凸顯。尤其，當前儲能電芯不斷向大、系統(tǒng)不斷向大、電站不斷向大，安全問題迎來嚴峻挑戰(zhàn)。天合儲能副總裁馮玟生強調(diào)“無論從哪種角度來講，儲能的安全性都至關重要；一方面，儲能是新型電力系統(tǒng)的核心組成部分，設備穩(wěn)定性會直接決定整個電網(wǎng)穩(wěn)定性；另一方面，在用戶側場景，儲能電站的平穩(wěn)運行和老百姓的生命財產(chǎn)安全息息相關。
在保障儲能安全方面，天合很早就確定了全棧自研天合芯道路，并不斷深耕研發(fā)、生產(chǎn)、制造板塊，全面護航儲能安全。近期，天合光能還發(fā)布了行業(yè)里第一本《天合儲能系統(tǒng)安全可靠性白皮書》，展示了天合產(chǎn)品的安全措施和第三方認證，從行業(yè)標準引領儲能安全。
聚焦專用電芯，護航儲能系統(tǒng)安全之基
電芯對于儲能系統(tǒng)意味著什么？馮玟生表示，首先從成本角度來看，電芯在整個儲能系統(tǒng)中占比超50%，毫無疑問是重中之重。
其次，從安全角度而言，電芯本征安全非常關鍵。電芯本身的安全問題可以稱得上是安全手段中關鍵的“1”，有了“1”，才能在后面加無數(shù)的0。電芯的安全可靠對于整個儲能系統(tǒng)至關重要。
再次，從儲能全生命周期管理來說，電芯并不是簡單的部件。光伏、風電等領域的產(chǎn)品相對穩(wěn)定，但儲能是相對復雜的產(chǎn)品體系，而儲能電芯作為核心部件的重要性愈發(fā)凸顯。
因此，天合儲能對電芯研發(fā)到制造全生命周期流程管理非常嚴格。若電芯沒有較好的一致性，一套儲能系統(tǒng)就會出現(xiàn)非常強的木桶效應。從整個儲能資產(chǎn)的長期價值、可用容量綜合來看，電芯是整個產(chǎn)業(yè)的關鍵。
基于上述幾點考量，天合儲能早就將電芯的研發(fā)制造能力定義為核心能力，以此助力天合在電池艙再到系統(tǒng)層面做到行業(yè)領先。
據(jù)高工儲能了解，天合于2022年行業(yè)率先發(fā)布了第一款10000次以上循環(huán)壽命的電芯。去年，天合也行業(yè)率先發(fā)布了單體達到7MWh、循環(huán)壽命超過10000次的首年零衰減的產(chǎn)品。
馮玟生認為，自研天合芯的戰(zhàn)略價值顯著，不管成本、安全、性能領先性，亦或是全生命周期的可靠性與容量表現(xiàn)，均與電芯息息相關。正因為天合芯的戰(zhàn)略定位，天合有信心從產(chǎn)品到整體解決方案做到“遙遙領先”。區(qū)別于其他電芯玩家，天合只專注于儲能領域，不涉足動力，也不跨界其他場景，從儲能系統(tǒng)、儲能電站的角度出發(fā)考慮未來電芯發(fā)展方向。
系統(tǒng)思維，構建下一代儲能專用電芯
2024年可謂整個電芯行業(yè)的分水嶺，過去幾年，電芯主要由CATL引領的71173尺寸電芯為主。但今年起，電芯企業(yè)巨頭CATL、億緯鋰能等企業(yè)相繼出爐更大容量電芯，使得下一代電芯的競爭更加白熱化。更甚者，儲能系統(tǒng)集成商包括中車株洲所、陽光電源等也入局參與下一代電芯產(chǎn)品的定義，使得下一代儲能電芯的爭奪持續(xù)演化。
馮玟生提出，當前行業(yè)忽視的是，儲能電芯如何實現(xiàn)更好散熱性問題。儲能的應用場景對散熱性的需求并不一致。大電芯散熱性能相對來說會變差，一致性難度會變大，所以需要平衡散熱和一致性的難題。
當前，2小時、4小時這兩類使用場景在整個儲能占了80%。但未來，儲能應用場景將進一步拓寬。從目前研發(fā)角度來看，下一代大電芯500Ah +、600Ah+運用到1小時、2小時場景已經(jīng)不再適合。更大容量的儲能電芯將更多應用在4小時及以上場景。
從構建新型電力系統(tǒng)的多樣性應用場景來說，未來儲能電芯的產(chǎn)品必然會多樣化。馮玟生舉例稱，未來1小時系統(tǒng)可能是100 Ah+，2小時系統(tǒng)可能是300 Ah+，4小時系統(tǒng)更多是500 Ah+。隨著產(chǎn)品的創(chuàng)新，未來可能會出現(xiàn)700Ah +甚至更高的。
不同應用場景對于電芯的散熱性要求不同。是否可以兼顧大容量和更好的散熱性，這正是天合正在考慮的創(chuàng)新方向。
在馮玟生看來，目前500Ah+的產(chǎn)品是沿著原來314Ah體系做的升級，只屬于量的改變，并不是從量變到質(zhì)變的飛躍。實際上，電芯變大并不是核心。從電芯出發(fā)，具備系統(tǒng)思維，生產(chǎn)性能卓越、安全可靠的下一代產(chǎn)品才是關鍵。
安全和性能的最優(yōu)平衡，是實現(xiàn)儲能可持續(xù)發(fā)展關鍵
“儲能要想持續(xù)發(fā)展，一定是安全與性能的最優(yōu)平衡。”馮玟生表示，儲能安全并不是孤立的，相反，儲能安全是復雜的綜合工程，涉及多個學科。
一是，從電芯本征安全出發(fā)，保障儲能產(chǎn)品安全。例如基于鋰電池材料特性，包括一些活化劑的應用以提高電芯本身的穿刺、過充的性能表現(xiàn)和安全指數(shù)等，做更多基礎研究。
二是，從電池艙、Pack設計環(huán)節(jié)出發(fā)，保障起火不蔓延，甚至零安全事故。BMS可以通過算法均衡電芯的一致性問題，避免因為SOC（state of charge）等算法的精密度而發(fā)生過充過放。此外，電氣安全、熱管理等綜合問題也需不斷攻克，以便整套系統(tǒng)安全“無死角”。簡而言之，電池艙的安全設計，主要解決如何用好的問題。
三是，從電站資產(chǎn)的角度來看，電芯是個生命體，在其未來的全生命過程中出現(xiàn)不一致是必然的，尤其電芯的生命末期，不可避免會發(fā)生性能跳水等問題。但電芯的性能變化可通過數(shù)字化手段更加精確地監(jiān)測，從而構建預防體系去避免安全事故發(fā)生。
四是，針對不同應用場景，產(chǎn)品的適配性相當關鍵。需要針對高海拔、高熱、高鹽霧地區(qū)極端環(huán)境以及多樣化環(huán)境，建立較為完善的仿真測試體系，可以保證“對的產(chǎn)品用在對的地方”，真正發(fā)揮產(chǎn)品效能。
自儲能業(yè)務創(chuàng)立以來，天合儲能基于安全綜合性難題，堅持全棧技術自主研發(fā)，實現(xiàn)從設計到交付的全流程嚴格管理，確保電芯的極致安全性能，構建覆蓋從電芯到電池艙的安全設計體系。天合打造涵蓋電氣、結構、熱管理和消防安全等多個維度安全核心優(yōu)勢，并結合AI智能監(jiān)控和預警系統(tǒng)，為大規(guī)模儲能安全運行“保駕護航”。
安全行業(yè)標準率先發(fā)布，讓每一度電更安全
近期，天合光能發(fā)布了行業(yè)里第一本《天合儲能系統(tǒng)安全可靠性白皮書》，自上而下帶動整個行業(yè)對儲能安全問題的重視，積極推動整個行業(yè)、企業(yè)界標準的建立。
“儲能系統(tǒng)參與者眾多，跨界者龐雜。相對于風電與光伏，儲能是個天花板很高的業(yè)務?！瘪T玟生強調(diào)，要想做好儲能，首先要有敬畏之心；其次要有長期思維。天合在構建從芯到艙的系統(tǒng)解決方案能力方面持續(xù)深耕。
隨著儲能系統(tǒng)大量安裝，安全運行變得尤為重要。儲能系統(tǒng)一旦發(fā)生安全功能異常，可能會導致火災和爆炸等事故，這已成為行業(yè)亟需解決的技術難題。
為應對安全挑戰(zhàn)，天合儲能提出系統(tǒng)安全解決方案，涵蓋產(chǎn)品安全和質(zhì)量體系兩大核心領域。白皮書指出，天合儲能通過加強本征安全設計和完善質(zhì)量管理體系，致力于構建更為安全可靠的儲能系統(tǒng)，確保從產(chǎn)品設計到生產(chǎn)、再到運營的每一個環(huán)節(jié)都符合最高安全標準。
在產(chǎn)品安全方面，天合儲能注重產(chǎn)品本征安全，從電化學體系的挑選、結構設計、制造過程的環(huán)境控制，到缺陷電芯的檢測，每一個環(huán)節(jié)都嚴格把控。在質(zhì)量體系方面，天合儲能通過了ISO 9001國際質(zhì)量體系認證，并不斷優(yōu)化全生命周期的質(zhì)量管理體系。
天合儲能系統(tǒng)獲得第三方權威機構的廣泛認證，包括電芯安全、電氣安全、溫控性能、熱失控安全、艙級IP防護等級驗證、消防可靠性等。天合芯更是在UL、南德、中國電科院等權威機構通過GB/T 36276、UL 9540A、UL 1642、UL 1973、UN 38.3、IEC 62619等海內(nèi)外標準認證，進一步印證天合儲能產(chǎn)品安全可靠。
近期，天合光能還舉行了現(xiàn)場燃燒電池艙實驗，進一步檢驗其產(chǎn)品的安全可靠性。實驗結果顯示，天合儲能系統(tǒng)在極端熱失控條件下仍表現(xiàn)出色，成功抑制火勢蔓延。實驗中，電池艙的防火設計和安全性能得到充分驗證，多級防護措施和應急響應機制均按照預定程序有效運作，是天合儲能產(chǎn)品力的有力佐證。
正是因為天合對產(chǎn)品安全的極致追求，才能保障天合儲能產(chǎn)品廣泛應用于全球市場。
近日，天合儲能宣布與全球知名儲能開發(fā)商Eku Energy合作的英國Maldon BESS順利完成并網(wǎng)并正式投入運營。據(jù)統(tǒng)計，在英國，天合光能儲能業(yè)務累計出貨超1GWh，充分顯示了天合在全球的交付能力。截至2024年6月底，天合儲能電池艙及系統(tǒng)累計出貨近7GWh。
未來，天合儲能將繼續(xù)攻克行業(yè)安全難題，為全球客戶提供更加安全可靠的儲能系統(tǒng)解決方案，“讓每一度電更安全”。
