8月22-24日,由充换电百人会、中国充电桩网、中国风光储网、联联充电、国家电投&融和元储、充电联盟等单位联合主办,上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限公司承办的2022中国国际光储充产业大会&2022中国国际社区充电产业大会,简称:金砖光储充论坛&金砖社区充电论坛在常州香格里拉大酒店顺利召开。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。
蜂巢能源科技有限公司 应用技术部总监 高春鹏出席论坛并发表主题演讲——《新型电力系统中储能的发展与思考》。
以下为演讲实录:
高春鹏:各位专家,大家下午好,我来自蜂巢能源,今天分享《新型电力系统中储能的发展与思考》。
我们知道现在全球碳中和已经成为使命性话题,目前温室气体排放前四的国家,包括中国、美国、欧盟27国,包含英国和印度,整体排放量占到了全球55%。在如此严峻的形势下,全球也有120多个国家宣布了考虑实现净零排放。
全球2050净零排放,电力、工业、交通占据了绝对大头,目前碳中和、碳达峰实现有两个路径,一个主要是减少碳排放,另外一个是碳吸收。在现在的阶段,我们认为还是碳排放达峰的阶段,主要手段就是大规模发展清洁能源,快速推进电能替代。
这里面像生产端主要是风电、光伏和水电,在消费端主要是发展电动汽车,节能减排和工业限产。
目前有两大趋势,促使整个电力系统发生了巨大改革。
第一,可再在能源发电比例快速增加。
第二,电力在终端消费中占比快速提升。
两种趋势共同作用下电力系统也将发生巨大的改变。
按照1.5℃的路线,预测到全球的发电比例到2030年会达到30%以上,到2050年会达到60%以上。电力在终端消费中的占比,可以看到基本上会超过50%。
这两个促进作用使整个电力系统发生新的改变,它存在波动、不确定,负荷由无源变为有源,对于电网的安全挑战巨大。
储能具备能量存储和释放的双向调节能力,已经成为整个新型电力系统的刚需和标配。
储能具备能量存储和释放的双向调节能力,已经成为整个新型电力系统的刚需和标配。
这个就是储能在发电侧、电网侧和用户侧的应用,整体上可以维持各个环节发电与用电的动态平衡。
现在储能还是属于政策驱动型市场,整体上,储能本身的价值还没有充分被挖掘出来,比如说它的功能仅仅是功能性保障,没有体现出经济价值,现在整体上,风光配建储能是作为第一大储能的装机促进因素。
在未来,随着电力市场的开放,储能会积极参与到整个电力市场里面,并且会用价格去体现价值。整体的利用率也会大幅提高,收益也会得到保障。
我们看2022年6月7日,国家发改委和能源局《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运营的通知》,它里面有几个关键点。第一,原则上像风光配建储能可以转为独立储能的,风光火储一体化项目除外。同时,鼓励新能源场站和储能联合作为整体参与整个电力市场;也鼓励探索“部分容量独立,部分容量联合”两种方式同时参与整个电力市场。
未来独立/共享储能是一个趋势,鼓励进一步拉大现货市场上下限价格,同时独立储能向电网送电,不承担充电输配电价和政府基金费用。
我们看一下,其实从2017-2020年整体上储能的装机量一个是抽水蓄能,另外一个是电化学储能。电化学储能受电动汽车产业链推动影响,它已经成为整个储能的主流路线,锂电池一个是效率高,建设周期比较短,还有它的响应速度会比较快。
我们评估了一下,基本从2021-2025年,全球累积储能新增会超过800个G瓦时,这是比较大的市场体量。整个储能未来可期,挑战也是同样存在的。
第一个挑战就是安全,我们知道仅在2022年上半年已经发生了14起储能火灾,储能的安全其实也是一个系统性的问题,不单全是电池的问题,包含了电池的管理系统、预警控制、运行环境等等问题。
另外一个挑战是寿命的问题,目前电化学储能、锂电池储能寿命预期10年,一般经济测算按照10年算的。10年跟现在所说的风电光伏的25年,差距还是比较大的,这是我们电池企业发展的一个目标和诉求,现在是6000次左右的电芯,未来是12000,15000,我们也在做这方面积淀。
第三个挑战是成本。现在统计近10年降了85%,最近整个碳酸锂的价格飙涨,甚至到47万元每吨,这个价格,原则来说不是完全的市场化趋动。我们预测到2025年,整体还是呈现下降的趋势,整个光储跟脱硫煤电价的对比情况,如果是低于脱硫煤电价,整个光储市场会产生爆发性增长,光伏+储能也被誉为“新型煤电”。
智能化这块,未来由瀑布式单向流动转变为双向、互动、自治、协作的能源互联生态,未来的分时电价的终点会是电力交易/现货交易,所以我们需要布局智能化的储能系统。
下面讲一下蜂巢能源在储能方面的思考。
首先,我们认为安全和耐用是整个储能发展的基础,智能化也是我们储能的发展方向,我们提出了“3S”储能安全理念。这里面最关键的叫“安全”,这个也是整个储能系统0和1的基本保障,我们提出了“3W”,包含全电芯安全,包含所有电芯的状态可检测,所有电芯过充过放过热保护,所有电芯的泄露、滥用要精确识别到;再就是全方位的安全,整个系统的,包含像化学安全、机械安全、电气安全、功能安全、消防安全;全生命包含整个全生命周期运行的数据监控、存储、大数据分析,危险部件提前预警、寿命预测,包含自由化的运行和智能化。
这个是我们开发的3S+3W储能系列产品,一个是主要面向规模应用的,像大型的集装箱的,单元的柜式的和液冷储能,还有小容量的,这个基于就是我们的VDA和刀片电池打造的。同时我们在布局能量管理系统和云储能大数据综合服务平台,目前在智能化方面,也是公司重点发力的方向。
这是我们的大型储能的产品,主要是高可靠、高安全和高智能,主要应用的场景就是像大型风光电站、变电站、大型工商业园区。
单元储能是我们面向主要是用户侧,第一个特点是灵活,超高自由度的布置,像正面的、侧面的都可以灵活布置。主要是通过标准化,实现从人力成本、管理成本、时间成本、售后成本、物料成本全方面降本。
中型储能主要是面向用户侧的,包含现在讲的光储充检这种应用场景,它本身可以做10台并联的,可以充分地适配一个中小型的快充电站。
这是液冷储能,最早算是特斯拉带起来的,目前在国内逐渐推广开来,主要的特点就是它的功耗、温度控制比较好,整体比较紧凑,目前我们也在开发像1000V、1500V双电压平台的产品,加上我们公司车规级的理念,所以整体上产品还是不错的。
这是我们另一款液冷产品,主要基于蜂巢能源目前推的短刀系列的储能电芯打造的,我们中间去掉了大Pack,直接集成到簇,我们叫“一体化簇,一簇一包”。
这是我们推的两款电池,第一个电池是传统的VDA的电池,实现整个循环寿命6000次以上,甚至到7000次,不同的使用环境。刀片电池现在主要是325Ah,也是基于GWh级别重点打造的,我们也基于刀片本身的结构,做整个体系、整个结构的创新。
这是智能化的EMS和云储能大数据平台,未来像智能交易,包含能源聚合会是整个储能发展的一个趋势,所以我们会在这方面重点布局和发力。
这是我们的解决方案,主要这里面通过储能+云储能大数据服务平台,衍生出综合运营和能源服务,整个推动绿色能源互联和数字互联。
下面简单介绍一下蜂巢能源,我们在2018年成立,经过4年的发展,动力电池排名已经进入到全国前6,发展也是比较快的。
这是我们全球的布局,目前基于中国的长江沿线去做整个产能的规划,在德国像法兰克福我们也布局了电池和系统的工厂。
这是我们的研发和生产基地(如图)。
我们储能这块首先是基于核心部件,包含这里面的电芯、模组、BMS和大数据管理平台,同时中游是储能系统,后面衍生出所谓的金融方案,包括合作过一些基金等等。
这个算是我们从底层的优化,现在主要的电池路线可能有两种,一是卷绕的,一种是叠片的,我们选择的是叠片的路线。整个叠片会实现边角的利用率更高,整体的热管理包含应力比较好,成本和寿命都会有很大的优化,并且会更安全。
这是我们的技术路线(如图)。
这是我们的测试和仿真能力,现在实现储能层面的电芯、模组到系统层面的全面仿真。
我们牵头了行业第一个储能大数据平台的设计规范。
这是我们一些典型的交付项目(如图)。谢谢!