中國儲能網訊：2022年儲能行業(yè)蓬勃發(fā)展，新型儲能累計裝機規(guī)模已達13.1GW。國內規(guī)劃、在建的新型儲能項目已近100GW，大大超出了國家相關部門提出的2025年30GW的規(guī)模預期，2023年無疑又是國內電化學儲能繼續(xù)高速增長的一年。朝氣蓬勃新型儲能產業(yè)，希望與挑戰(zhàn)并存。儲能要向大規(guī)模、中長周期、耐受能力強和安全性能高的方向發(fā)展，近年來電化學儲能事故頻發(fā)，儲能安全管理如何破解？
液冷，成為熱管理賽道的熱門技術路線，液冷近期頻頻刷屏。4月，美的首次發(fā)布其儲能系統(tǒng)解決方案及多款液冷儲能熱管理新品，正式進軍儲能熱管理這一細分賽道；華電集團啟動新一輪磷酸鐵鋰儲能系統(tǒng)集采，采購風冷儲能系統(tǒng)2GWh，液冷儲能系統(tǒng)3GWh。
液冷儲能，是怎樣的賽道？
01
儲能熱管理
因為電池熱特性，熱管理成為電化學儲能產業(yè)鏈關鍵一環(huán)。從產業(yè)鏈價值量拆分來看，儲能系統(tǒng)中電池成本占比約55%，PCS占比約20%，BMS和EMS合計占比約11%，熱管理約占2%-4%。熱管理價值量占比相對較低，但卻起著至關重要的作用，是保證儲能系統(tǒng)持續(xù)安全運行的關鍵。
電站事故頻發(fā)，鋰電池熱失控是引發(fā)儲能系統(tǒng)安全事故的主要原因之一。儲能系統(tǒng)產熱大，散熱空間有限，自然通風下難以實現(xiàn)溫度控制，易損害電池的壽命和安全。與動力電池系統(tǒng)相比，儲能系統(tǒng)電池的功率更大，數(shù)量更多，產熱更強，而電池排列緊密又導致散熱空間有限，熱量難以快速、均勻地散發(fā)，易引起電池組之間的熱量聚集、運行溫差過大導致儲能系統(tǒng)安全事故頻發(fā)等現(xiàn)象，最終損害電池的壽命和安全。
鋰離子電池熱失控過程
熱管理是保證儲能系統(tǒng)持續(xù)安全運行的關鍵。理想情況下的熱管理設計可以將儲能系統(tǒng)內部的溫度控制在鋰電池運行的最佳溫度區(qū)間（10-35°C），并保證電池組內部的溫度均一性，從而降低電池壽命衰減或熱失控的風險。
目前儲能熱管理的主流技術路線是風冷和液冷。儲能熱管理技術路線主要分為風冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻，其中熱管和相變冷卻技術尚未成熟。
01、風冷
通過氣體對流降低電池溫度。具有結構簡單、易維護、成本低等優(yōu)點，但散熱效率、散熱速度和均溫性較差。適用于產熱率較低的場合。
02、液冷
通過液體對流降低電池溫度。散熱效率、散熱速度和均溫性好，但成本較高，且有冷液泄露風險。適用于電池包能量密度高，充放電速度快，環(huán)境溫度變化大的場合。
03、熱管&相變
分別通過介質在熱管中的蒸發(fā)吸熱和材料的相變轉換來實現(xiàn)電池的散熱。
其中液冷技術通過液體對流直接散熱的方式，能夠實現(xiàn)對電池的精確溫控，確保降溫均勻性。相比之下，風冷技術成本較低，但是散熱效率并不高，而且無法實現(xiàn)對電池的精確溫控。因此，在低功率場景下，風冷仍然是主流，而在中高功率場景下，液冷技術占據(jù)了主導地位。液冷系統(tǒng)有大比熱容和快速冷卻等優(yōu)點，能夠更加有效地控制電池的溫度，從而保證儲能電池的穩(wěn)定運行。
02、液冷儲能市場
國內儲能市場“狂飆”，下游儲能集成商和電池廠商早早開始布局儲能液冷技術，研發(fā)新產品和新技術更新產品迭代的進程。隨著越來越多的實際應用項目的涉足，液冷儲能系統(tǒng)正在快速成為市場的主流技術路線。
當前，液冷技術在發(fā)電側/電網側新增大儲項目中占比迅速提升，如寧夏電投寧東基地 100MW/200MWh共享儲能電站示范項目、甘肅臨澤100MW/400MWh共享儲能電站項目等都將使用液冷溫控技術。并在實際項目中的應用逐步增加，如南方電網梅州寶湖儲能電站最近在廣東省梅州市五華縣正式投運，這也是全球首個沉浸式液冷儲能電站。南網儲能公司首次將電池直接浸泡在艙內的冷卻液中，實現(xiàn)對電池的直接、快速、充分冷卻和降溫，以確保電池在最佳溫度范圍內運行。
大型能源集團已經開始液冷儲能系統(tǒng)的招標，據(jù)統(tǒng)計，中核集團、中石油、國家能源集團、華電集團等公司進行了液冷儲能系統(tǒng)采購項目，液冷系統(tǒng)規(guī)模約5.4GWh，采購單價在1.42元/Wh-1.61元/Wh。
據(jù)公開信息統(tǒng)計，科華數(shù)能、陽光電源、億緯鋰能、采日能源、星云時代、海博思創(chuàng)、海辰儲能、中天科技、上海電氣國軒、天合儲能、阿詩特、盛弘股份等數(shù)十家廠商等廠商跟進液冷趨勢，發(fā)布的新品均涉及液冷技術，涵蓋了電網級、工商業(yè)和戶用儲能等多種場景。
對于溫控設備企業(yè)而言，其核心競爭力將體現(xiàn)在定制化能力，以及對熱管理方案的長期的經驗和技術積累。GGII認為，中長期市場分布將集中于擁有更成熟定制化設計、非標設計更優(yōu)且產品性價比更高的企業(yè)。因此對于溫控設備企業(yè)而言，其核心競爭力將體現(xiàn)在定制化能力和長期經驗積累，尤其是在熱管理方案方面。
03、液冷儲能未來潛力
儲能市場的爆發(fā)仍將持續(xù)。為有效促進新能源電力消納，大規(guī)模高容量的儲能電站加速釋放，熱管理系統(tǒng)作為儲能系統(tǒng)的重要組成部分，受益于儲能裝機容量增長，儲能溫控市場規(guī)?；驅⒊掷m(xù)擴張。
據(jù)統(tǒng)計，2022年，中國新增投運新型儲能項目達7.3GW/15.9GWh，累計裝機規(guī)模達13.1GW/27.1GWh。結合各地規(guī)劃情況，預計到2025年末，國內儲能累計裝機規(guī)模有望達到近80GW。據(jù)高工產業(yè)研究院 (GGII)分析，2025年國內儲能溫控出貨價值量將達到165億元隨著儲能能量和充放電倍率的提升，中高功率儲能產品使用液冷的占比將逐步提升，液冷有望成為未來主流方案，其中液冷技術到 2025 年滲透率有望達到 45%左右。
中國儲能溫控及液冷市場規(guī)模預測(億元)
資料來源：高工產研新能源研究所（GGII），民生證券研究院
未來，由于新能源電站和離網儲能等需要更大的電池容量和更高的系統(tǒng)功率密度，液冷儲能的占比將越來越大，必將憑借其綜合優(yōu)勢成為儲能市場的主流。并將激發(fā)儲能系統(tǒng)廠商持續(xù)布局新產品、新技術的熱情，推動儲能系統(tǒng)的安全性和經濟性提升。
