8月22-24日,由国家电投&融和元储、新型储能产业联盟、风光储百人会、中国风光储网等单位联合主办的2022中国国际光储充产业大会(简称:金砖光储充论坛)在常州香格里拉大酒店圆满闭幕。本届大会设置“论坛峰会+展示台展示”,既有企业细致入微的分析,也有行业专家为市场发展提出的设想与方案,助力落实国家提出的“碳达峰、碳中和”战略目标要求,积极助力构建“双循环”新发展格局。
深圳永泰数能科技有限公司 储能事业部总经理/教授级高工 江卫良《零碳、智能、安全——永泰数能新能源综合解决方案》
以下为演讲实录:
江卫良:尊敬的各位嘉宾,上午好。我是来自深圳永泰数能科技有限公司的江卫良,我可以算是储能行业的一名老兵,从事电力、新能源及储能相关领域20年,有幸见证和参与了我国电力系统从传统电力系统向新型电力系统转变的过程。
在“双碳”目标和能源转型这个大背景之下,近几年来新能源相关产业加速发展,对每一个从事新能源相关领域的企业和个人来讲,这都是一个历史性的机遇,同时也是一份责任和使命。
我今天非常荣幸代表深圳永泰数能,在此汇报我们的新能源综合解决方案,可能有些朋友对我们永泰数能不太了解,我首先介绍一下永泰数能的目标和定位。
这是我们公司的LOGO:这个地球形状代表我们的“零碳”目标和全球化的布局;AI代表我们采用人工智能的技术手段;“永”代表长久的、可持续发展的;“泰”代表安全稳定。我们永泰数能的战略目标非常清晰,那就是:聚焦新能源,构建零碳电力系统,打造中国数字能源解决方案领导品牌。
接下来我从两个方面进行汇报:
一、构建新型电力系统的机遇与挑战
什么叫新型电力系统?有不同版本的定义,这里我引入了一段话,我认为比较全面准确地阐述了新型电力系统的内涵。新型电力系统是以确保能源电力安全为前提,以新能源为供给主体,以智能电网为枢纽平台,以源网荷储一体化与多能互补为支撑,以清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动为基本特征的电力系统。
新型电力系统相对传统的电力系统主要特点是什么?我总结了如下几点:
1、电力能源的清洁化,重点是要发展新能源。
在发电侧:传统的电力系统是以化石能源为主体,现在新型电力系统要过渡到以新能源为主体。经过近些年来的快速发展,新能源的装机比例逐步提高。预计到2030年,新能源的装机容量占比要成为第一,2021年新能源发电量占比约11.8%,2060年前新能源发电量占比有望超过50%,有的专家说60%,总之是要超过一半。
在用电侧:我们在大力推进电能替代(如电动汽车),按照去年的统计,现在电力在终端能源占比里面不到30%,未来到2060年,电力在终端能源占比中将提升至70%。
随着新能源发电的比例逐渐提高,也会带来一些问题,将来主要矛盾是电量的总体充裕与时间空间分布不均之间的矛盾,以及电力系统灵活性不足的问题。
2、“源网荷储”一体化,重点是发展储能。传统电网主要是源网荷,有一部分储能占比非常小,还没有起到一个非常关键的作用。主要是“源随荷动”,在新型电力系统中,储能已经上升到一个关键的支撑作用,已经上升到国家战略的高度,不仅仅是中国,像美国、欧洲都将储能作为国家的战略。现在新型储能发展很快,占比最高的是锂离子电池,大概占比90%左右。
3、是新型电力系统的数字化、智能化,重点是发展数字能源。南网电网、国家电网这几年大力推行数字电网、智能电网、能源互联网,重点是发展数字化,通过能源的数字化,构筑数字世界与能源世界的孪生系统,以“电力+算力”带动能源的产业升级,从而衍生出一些新的产业模式,包括“云+服务”的模式。
4、构建新型电力系统也会带来很多机遇。因为新型电力系统不是对传统电力系统的修修补补和锦上添花,而是一个革命性的变化。这里面的机遇有哪些呢?这个发展逻辑非常清晰,刚才已经分析了:构建新型电力系统,重点要发展新能源、储能、数字能源。从而会引起电源结构的重构、用电终端的变革,以及电力市场的构建,包括电力现货市场、辅助服务市场、中长期市场,以及整个电力系统从发电端到电网侧、到用户端,各种装备的升级以及重建。
这里面会带来一些新业态、新模式、新机遇,对于不同的企业,包括投资、运营、做EPC或者设备供应的厂家都会找到各自的机遇。每个企业因为它的基因不同,资源禀赋也不一样,所能把握的机会也不一样。永泰数能结合在电力新能源领域多年以来积累的优势,我们重点关注光、储、充、换,包括EPC、综合能源服务。
在构建新型电力系统的过程中,也会面临一些挑战。就“光储充”而言,光伏和充电桩发展比较早,早先有补贴,后来补贴逐步退坡,市场化的程度相比储能来讲比较完善一些。储能一直以来没有全国性的补贴,并且现在处在从商业化初期向大规模应用这个阶段的转变,还面临着一些关键挑战和痛点,主要表现在以下几个方面:
(1)安全问题。刚才很多嘉宾介绍到安全问题,其实安全是储能发展的基础,北京“4.16”储能电站安全事故可以说是我国储能产业发展过程中一个里程碑的事件,暴露出储能产业早期发展过程中的问题,从储能系统到电站的建设、并网、运行以及相关的标准、法规都不完善。但是通过这个事件,也给整个储能行业和全社会做了一个安全的教育,终于意识到储能系统安全风险的重要性,一旦有这个安全意识,我们有很多办法可以进行解决,管控这个安全的风险。
开场的报告,周处长介绍到现在很多国家标准,还有其他的安全规范都在陆续制定出台过程中。技术方面也有技术创新,包括电池的安全性能提升,通过电池材料结构的创新,来提升电池的本质安全性,包括固态电池。从系统集成层面,也有很多技术措施可以提高整个系统的安全性,抑制热失控。
(2)成本。从去年下半年以来,锂电池及上游材料供不应求,引发周期性的成本上涨,对于储能系统集成商而言,一方面面临成本上涨,另一方面下游价格竞争非常激烈,包括新能源强配储能也会导致低价竞争。随着上游产能扩产,包括电池、材料以及上游的矿产资源的逐步扩产,近期这一段时间来看,产能逐步释放,价格渐趋平稳,有望抑制快速上涨的势头。
(3)机制。最关键的还是上层机制,储能要健康持续发展,需要由政策驱动转向市场驱动,让储能的价值能够变现。现在正在开展的电力市场化改革,完善相应的市场机制,对储能来讲是最大的利好。
二、永泰数能的新能源综合解决方案
永泰数能的核心竞争力与优势:
永泰数能现在是集团化的公司,有800多人,现在有200人的研发技术团队,我们集聚了一批行业顶尖的技术人才队伍,掌握核心的前沿技术。在产品市场优势方面,我们有成熟的系列化产品,完善的行业应用解决方案,大量的成功应用案例。我们还具备智能制造优势,有三大生产制造基地、有智能制造生产线,以及具备EPC总包优势,成功实施了大量的EPC总包案例。我们现在正在结合自己的优势和上下游的资源,构建产业生态圈。
我们的主要业务聚焦四大板块:
1、储能业务
2、充换电业务
3、电力设备业务
4、综合能源服务
如图是我们的储能系列产品,我们面向的是储能行业全场景的应用,包括发电侧、电网侧、用户侧。我们的储能系列产品包括1500伏直流的风冷集装箱式储能系统、液冷集装式储能系统、分布式工商业储能系统,以及家庭储能产品。
如图是我们的充电桩、换电柜系列产品,包括单相、三相的交流桩,壁挂、一体化的直流桩,以及超充的直流桩、柔性充电堆,以及两轮车的换电柜。
如图是我们的电力设备系列产品,这是我们并购的泰豪科技上市公司智能电气板块的电力设备,已经有非常成熟的市场应用,包括中压成套设备、低压成套设备以及系统集成与服务。
如图是数字能源综合能源服务产品。我们建立了能源云、电力云平台,基于这个平台开展综合能源服务。我们现在接入的客户有1600多家,包括大的工业用户、商业楼宇,以及工业园区,我们可以做综合能源服务,节能改造,以及基于这个平台衍生一些其他的服务,包括需求侧响应、碳交易、数字能源交易等服务。
下面介绍一下储能核心技术与关键设备,储能系统集成技术是一项综合性的技术,需要在高安全、低成本、长寿命、易维护这几个关键目标的约束下,研发高性价比的产品。我们的储能研发团队具备多年的研发经历,核心团队成员有6~10年的储能研发经验。我们掌握从BMS、EMS,到电池Pack的设计、生产,以及电池簇、消防温控等方面的核心技术。其中我们的研发团队在仿真方面积累了大量技术,我们的研发过程是这样的,先进行系统的仿真设计,包括热仿真、力仿真、电气仿真。通过仿真对我们的系统设计进行优化,通过样机进行实验验证,通过大量现场案例进行检验。
如图是我们的热仿真技术,我们建立电池pack、电池簇以及集装箱的模型,通过对速度场、温度场进行仿真分析,可以精确地分析到每个pack、电芯所处的位置的温度,在不同工况下、不同充放情况下它的温度分布、温升要求。经过我们的仿真分析和实验验证,现在风冷系统最大温差可以控制在5度以内,液冷系统可以控制在3度以内。
我们的储能系统需要保证在陆运、海运、吊装、地震等特殊条件下的结构稳定性,我们对电池支架和集装箱进行了仿真分析以及试验验证,安全性能方面都能满足要求。在电气方面我们也进行了仿真,包括短路和弧闪的仿真,我们建立了电路模型,设置不同位置故障点,计算短路电流、弧闪电流、弧闪保护边界,进而根据仿真结果来设计系统保护方案。我们设计了四级熔断的方案。
是BMS系统,我们采用了业内主流的三级架构。EMS系统是储能电站的大脑和智慧中枢,一方面控制储能电站充放电的策略运行,一方面对上通信,接受上级的调度指令,根据现场应用经验,我们现在具备新能源厂站配套储能电站、调频储能电站、共享独立储能电站、用户侧储能电站和微电网EMS的应用系统。
我们建立了储能云平台,可以远程接入储能电站的数据,进行一些远程的运行、维护,包括安全的预警,对异常电池做早期的预警,同时也做储能电站的运营分析,包括收益的分布情况,以及对储能电站的运营策略进行优化。
安全问题也是前面很多嘉宾重点关注的问题,安全问题不仅仅是产品和设备的问题,而是要贯穿从产品设计到项目生命周期的过程,安全是设计出来的,我们的安全措施包括主动预警,通过传感器、BMS、云平台对异常电池进行早期预警,同时包含了四级熔断机制,四重联动机制,还有pack阶段靶向灭火,我们的消防机制可以延伸到每个pack里面,精准地扑灭相应的火灾,并且抑制复燃。
下面介绍一下我们的解决方案,我们在发电侧、电网侧、用户侧都有成套的全应用场景解决方案。火储联合调频方案主要应用在火电厂,储能和火电机组联合调频,提高它的K值,获取相应的收益,这个在广东、山西、内蒙等地做了很多案例。
再就是新能源配套储能的解决方案,还有独立共享储能电站解决方案,现在很多省份大规模地立项备案,建设独立共享储能电站,我们也在深度地推进百兆瓦级储能电站,我们有非常成熟的全套解决方案。
用户侧储能,目前主要还是通过削峰填谷获取收益,部分地方有需求侧响应的一部分收益。在用户侧的“光储充”应用场景,也分不同级别的解决方案,包括家庭级“光储充”解决方案,主要应用在海外。最近几年,海外包括欧洲、北美等地,家储呈现爆发式地增长。
如图是站点级的“光储充”解决方案,我们在充电站的顶棚装光伏,同时也配置储能,解决快充和削峰填谷的问题。
如图是企业级的“光储充”解决方案,对于大的工业园区可以做EPC,包括屋顶光伏建设、充电站建设、储能电站的建设一体化的解决方案。
如图是我们的生产制造能力,总部在深圳,在南昌、贵州都有生产基地,我们具备智能化的生产制造线,包括pack也是我们自己在工厂生产组装。
如图是我们主要的合作伙伴,包括国家电网、南方电网,还有主要的发电集团。
我们参与了很多市政建设的工程,我们也是深圳市建筑工务署战略合作厂家,我们参与了一些重大的项目,包括人民大会堂、北京西站的一些项目。这些是国家电网、南方电网以及一些发电集团的项目,我们参与了很多城市的智能建筑以及城市综合体典型工程。在储能电站及“光储充”方面也做了大量应用案例。
汇报结束,感谢大家!希望后面有机会跟各位朋友交流合作,谢谢!