被稱為引領新一輪電力工業(yè)革命的儲能技術(shù)，正隨著“雙碳”目標的開展而變得炙手可熱。
而寧德時代——這個通常被認為動力電池領域的領軍者，依靠其深厚的技術(shù)積累，正在儲能行業(yè)爆發(fā)出驚人的力量。
8月6日，在央視播出的紀錄片《強國基石》第5集《逐夢》講述了寧德時代電化學儲能最新技術(shù)——全球首創(chuàng)12000次循環(huán)長壽命鋰離子電池的故事。
這一革命性的技術(shù)突破，讓寧德時代宏大的儲能版圖日漸清晰，并為受制于成本的儲能行業(yè)帶來了希望。
技術(shù)突破助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)
“雙碳目標”的提出和實施，亟需儲能技術(shù)做支撐。
2020年9月，國家主席習近平正式宣布中國將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)在“雙碳”戰(zhàn)略下進入了快速發(fā)展階段。風電、太陽能發(fā)電等非化石能源的發(fā)展是推進能源清潔低碳轉(zhuǎn)型的關鍵，但其波動性、間歇性，新能源裝備電網(wǎng)適應性弱，制約了新能源大規(guī)模并網(wǎng)的安全運行。
新能源的發(fā)展需要儲能等靈活性資源作為支撐，通過儲能系統(tǒng)保持電壓頻率穩(wěn)定、提供可靠備用電源、增強系統(tǒng)并網(wǎng)運行的可靠性和靈活性、提高風電和光伏發(fā)電的利用率。鋰電池儲能技術(shù)成熟、安全環(huán)保、響應快，是提高大規(guī)模新能源消納重要手段，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的堅強基石。
但電池的循環(huán)壽命短制約著鋰電池在儲能領域的大規(guī)模應用。
目前市場上常規(guī)的磷酸鐵鋰電池平均循環(huán)壽命只有3000~6000次，極大地限制了儲能電池服役時間。2016年，寧德時代承接“十三五”重點研發(fā)計劃“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”重點專項“100MWh級新型鋰電池規(guī)模儲能技術(shù)開發(fā)及應用”。開發(fā)循環(huán)壽命更長的鋰離子電池就是該專項的重點內(nèi)容之一。
歷經(jīng)四年，寧德時代實現(xiàn)了全生命周期陽極鋰離子補償技術(shù)在儲能領域的工業(yè)化應用，將鋰離子電池的壽命延長到12000次循環(huán)，遠超當前市場的平均水平。
不僅如此，寧德時代還突破了大規(guī)模儲能在安全、能效等方面的技術(shù)瓶頸，創(chuàng)新開發(fā)出長壽命、高安全、高轉(zhuǎn)換效率的鋰電儲能體系，取得五大突破性科研成果：超長壽命電池技術(shù)，高一致性模塊集成與管理技術(shù)，高置信度電池壽命預測技術(shù)，大規(guī)模電化學儲能系統(tǒng)中單元及模塊的安全性評測方法、標準，百兆瓦時級大規(guī)模電池儲能電站統(tǒng)一調(diào)度與控制技術(shù)。
各項先進技術(shù)成果成功集成應用于福建晉江百兆瓦時級儲能電站（以下簡稱晉江儲能電站）試點項目一期（30MW/108MWh），達成了行業(yè)標桿級的技術(shù)指標。
調(diào)頻方面，晉江儲能電站實現(xiàn)了調(diào)節(jié)速率≈180MW/min，調(diào)節(jié)精度偏差≈0.076MW，調(diào)度響應時間≈3s的優(yōu)異調(diào)頻性能。而高精度的SOC算法則實現(xiàn)了SOC估算誤差小于5%。晉江儲能電站還實現(xiàn)了全功率響應時間小于200毫秒，而國際水平普遍大于500毫秒。
高效熱電管理技術(shù)，讓電池簇內(nèi)動態(tài)溫差小于4攝氏度，單元系統(tǒng)內(nèi)電池動態(tài)溫差小于5攝氏度，保障了電站的安全穩(wěn)定運行。
在多項創(chuàng)新技術(shù)的加持下，晉江儲能電站實現(xiàn)了智慧的負荷管理，保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效、低成本運行。該電站可為附近3個220kV重負荷的變電站提供調(diào)峰調(diào)頻服務，平均日調(diào)頻里程可達 32000MW。
2020年1月15日，晉江儲能電站第一期順利并網(wǎng)，截至2021年7月1日，電站已安全運行535天，總放電量達68.52GWh。按照一個三口之家每年用電3000度來計算，相當于可以為超過15萬戶家庭供電。且其電池循環(huán)壽命高達12000次，按本地調(diào)度指令每天1.5-2.0次充放電，服役壽命預計超20年。
這座百兆瓦級儲能電站不僅成功獲評國家能源局首批科技創(chuàng)新（儲能）試點示范項目，其優(yōu)異的調(diào)頻性能，還將打破全國調(diào)頻市場傳統(tǒng)格局，加速替代水電調(diào)頻和火電調(diào)頻，降低各發(fā)電企業(yè)調(diào)頻分攤費用，促進電力輔助服務市場調(diào)峰和調(diào)頻資源進一步細分，提高儲能調(diào)頻市場占比。
此外，晉江儲能電站還獲得了全國首張獨立儲能電站發(fā)電業(yè)務許可證（發(fā)電類），正式開啟儲能電站商業(yè)化運營之路，為行業(yè)提供了可復制、可推廣的技術(shù)支撐和落地經(jīng)驗，有力支撐了新型電力系統(tǒng)的建設。
寧德時代的儲能B面
在公眾印象中，動力電池是寧德時代的王牌產(chǎn)品。事實上，寧德時代在創(chuàng)立之初便布局了儲能，并參與了當時全球最大的風光儲輸新能源綜合利用平臺——張北儲能項目。
近幾年來，在交通電動化政策的助力下，動力電池技術(shù)進步一日千里。而在此之前，儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇尚未到來，寧德時代更側(cè)重儲能技術(shù)的研發(fā)和積累。
2018年，隨著電網(wǎng)側(cè)儲能熱潮的開啟，國內(nèi)儲能市場開始進入快速發(fā)展時期。2018年底，我國電化學儲能裝機累計1036.03MW，同比增長144.79%；到2020年我國電化學儲能裝機已經(jīng)達到3.27GW。
寧德時代依靠動力電池技術(shù)上的積累，快速切入儲能市場，并實現(xiàn)了高速發(fā)展。根據(jù)中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟發(fā)布的《儲能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2021》，寧德時代是2020年國內(nèi)電化學儲能項目裝機最多的技術(shù)提供商。這是繼2019年之后，寧德時代第二次獲此殊榮。
儲能電池與動力電池在電芯技術(shù)上有相通性，不過由于應用場景不同，儲能電池與動力電池在性能和技術(shù)特性上還是存在一定的差異。寧德時代并沒有將產(chǎn)品進行簡單的移植，而是積極構(gòu)建全面的產(chǎn)品體系。這一系列產(chǎn)品體系包括了電芯、模組、電柜、電池系統(tǒng)，并基于化學安全、高壓安全、機械安全、功能安全四大方面以提供安全的系統(tǒng)設計。
2020年，董事長曾毓群宣布寧德時代在三大戰(zhàn)略發(fā)展方向上不懈努力：一是，以可再生能源發(fā)電和儲能，替代固定式化石能源；二是，以動力電池助力電動車發(fā)展，替代移動式化石能源；三是以電動化+智能化的集成應用創(chuàng)新，加快各領域的新能源替代進程。
原本就是寧德時代主營業(yè)務之一的儲能，從戰(zhàn)略層面得到了加強。在儲能行業(yè)具備全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)實力積累的寧德時代，已經(jīng)開始全面布局儲能業(yè)務。
2021年，寧德時代繼續(xù)在儲能領域大展拳腳。晉江儲能電站的成功，為寧德時代繼續(xù)開拓大規(guī)模儲能項目奠定了基礎。
6月，國網(wǎng)綜能與寧德時代聯(lián)手、共同投資的福建吉瓦級寧德霞浦儲能項目正式開工。項目總投資9億元，總規(guī)模400兆瓦時。7月，由寧德時代與國網(wǎng)綜能及華電公司共同投資建設的國網(wǎng)時代華電大同300MW/600MWh儲能項目正式開工，實現(xiàn)了從100MWh級到600MWh級的跨越。
從發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)到用戶側(cè)，寧德時代已成功參與發(fā)、輸、配、用多項儲能項目。在發(fā)電側(cè)，寧德時代為新能源場站的安全運行及新能源電量的消納提供了全新的解決方案；在電網(wǎng)側(cè)，寧德時代儲能系統(tǒng)實現(xiàn)了多種功能，提升電網(wǎng)靈活性，實現(xiàn)電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效、低成本運行；用電側(cè)儲能方面，寧德時代儲能產(chǎn)品已成功應用于大型工商業(yè)與住宅領域，并擴展至通信基站備電、UPS備電、島嶼微網(wǎng)、光儲充檢智能充電站等新興應用，最大化利用能源實現(xiàn)社會和經(jīng)濟效益。
隨著以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的加速推進，中國儲能業(yè)務將迎來快速發(fā)展。據(jù)光大證券測算，2020-2030年我國儲能需求空間累計3.9TWh，2020-2060年我國儲能市場空間累計為94TWh；2030年儲能投資市場空間1.3萬億元，2060年5萬億元。依據(jù)先期的戰(zhàn)略布局和技術(shù)優(yōu)勢，寧德儲能業(yè)務有望成為動力電池之外的第二增長動力。國信證券認為，寧德時代有望最終占據(jù)15%-20%的儲能市場份額。
多元技術(shù)支撐儲能商業(yè)化
然而，儲能雖好，卻長期以來受制于商業(yè)模式。
無論是曾經(jīng)火熱而又歸于沉寂的電網(wǎng)側(cè)儲能，還是依靠新能源強制配儲政策短暫繁榮的新能源電源側(cè)儲能，都繞不開儲能電站因為缺乏系統(tǒng)定位，沒有穩(wěn)定、健康、可持續(xù)盈利模式的問題。
曾毓群曾經(jīng)表示，電化學儲能的大規(guī)模商業(yè)化應用，離不開儲能政策和市場環(huán)境的改善。但在國家推出相關政策之前，寧德時代并沒有“等靠要”，而是主動尋找機會，用技術(shù)創(chuàng)新為行業(yè)的發(fā)展提供助力。
隨著“碳中和”成為全球共識，新能源產(chǎn)業(yè)已進入到多層次、多類型、多元化發(fā)展階段，愈發(fā)細分的市場對電池提出了差異化的需求；同時，世界范圍內(nèi)對于電池基礎材料的研發(fā)速度正在加快。在這一背景下，寧德時代立足自身領先的鋰離子電池技術(shù)，正在探索布局多元電池技術(shù)體系，來滿足不同細分市場需求，并尋求新的技術(shù)突破方向。
7月29日，寧德時代發(fā)布了第一代鈉離子電池。寧德時代稱，其開發(fā)的第一代鈉離子電池，電芯單體能量密度已經(jīng)達到了160Wh/kg，為目前全球最高水平。在常溫下充電15分鐘，電量可達80%。而在零下20°C低溫的環(huán)境下，仍然有90%以上的放電保持率，同時在系統(tǒng)集成效率方面，也可以達到80%以上。
除了性能優(yōu)越之外，布局鈉離子電池還有資源安全方面的考慮。鈉離子電池的電極材料主要是鈉鹽，相比于金屬鋰而言，鈉不僅獲得容易，而且價格便宜。資料顯示，目前我國80%的鋰資源供應依賴進口，是全球鋰資源第一大進口國。我國電動汽車和儲能的快速發(fā)展更加速了我國鋰資源的稀缺程度，過高的對外依存度嚴重影響能源安全。
在應用場景上，第一代鈉離子電池不僅可應用于各種交通電動化，尤其在高寒地區(qū)具有突出優(yōu)勢，還可靈活適配儲能領域全場景的應用需求。寧德時代還在積極探索鈉離子電池的更進一步創(chuàng)新。下一代鈉離子電池能量密度研發(fā)目標是200Wh/kg以上。目前，寧德時代已啟動鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化布局，2023年將形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。
“電池的化學體系依然可以創(chuàng)新，電化學的世界就像能量魔方未知遠遠大于已知?！痹谷旱倪@句話是對寧德時代不斷探尋新技術(shù)路線的最好注解。技術(shù)路線的不斷創(chuàng)新，不僅有利于充分發(fā)揮科研團隊的主觀能動性，也為整個行業(yè)的發(fā)展提供多元化解決方案，確保行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
儲能技術(shù)創(chuàng)新不斷實現(xiàn)的同時，國家層面的政策支持也在不斷地完善。
7月，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合發(fā)布了《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》（下稱《指導意見》）?！吨笇б庖姟分胁粌H強調(diào)了要加快鈉離子電池等技術(shù)開展規(guī)?；囼炇痉叮€提出要明確新型儲能獨立市場主體的地位，并要求建立新型儲能的價格機制。
按照政策，儲能電站將不再是作為火電、新能源的附屬設施，而是以獨立市場主體身份參與中長期、現(xiàn)貨和輔助服務等各類電力市場。新型儲能價格機制則要建立電網(wǎng)側(cè)獨立儲能電站容量電價機制，同時逐步推動儲能電站參與電力市場；研究探索將電網(wǎng)替代性儲能設施成本收益納入輸配電價回收。完善峰谷電價政策，為用戶側(cè)儲能發(fā)展創(chuàng)造更大空間。
《指導意見》中提到的2025年新型儲能裝機規(guī)模30GW以上和2030年實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展，為儲能——尤其是電化學儲能——描繪了美好的發(fā)展前景。
積極的產(chǎn)業(yè)政策為儲能行業(yè)健康、可持續(xù)的發(fā)展打下了堅實的基礎。而多元技術(shù)路線的齊頭并進，助力了儲能成本不斷下降，同時給儲能提供了更多的商業(yè)化空間。
