高春鹏--《新型电力系统中储能的发展与思考》

发布日期:2022-08-22

核心提示: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
 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算使命性的话题,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的目标。

    全球2050近零排放,这里面的电力、工业、交通占据了绝对的大头,目前碳中和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,在消费端主要像发展新型的电动汽车,包含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将快速增加。

    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。

    从全球使用产生的碳排放来看,按照1.25℃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,可以看到基本上超过50%。

    这两个促进作用使整个电力系统发生新的改变,我们叫“新型电力系统”。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。

    这个就是在发电侧、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。

    整个储能还是属于政策驱动型的市场情况,目前也是期待进一步的进行市场化运作。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,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。

    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,并且会用这个价格去体现价值。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。电化学储能是整个受电动汽车产业链的推动,它已经成为整个储能主流路线,这里面锂电池已经成为主流路线,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,并且现在是6400左右的电芯,未来是12400,15400,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,不是完全市场化的趋势的情况。所以,整体上我们预测到2025年,整体还是呈现下降的趋势,主要的一个点,对标的就是整个光储跟脱硫煤电价的对比情况,我们认为如果是超过脱硫煤电价,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,因为目前整个电力系统源网荷都粘合比较紧凑,未来有瀑布式单向流动的转变为双向、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,包含整个系统的,也包含像化学安全、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,这个基础就是我们的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互用的,包含现在讲的光储充检这种应用场景,它本身可以做事态并联的,可以充分地适应像我们在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比较不错的。

    这是我们另一块产品,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,蜂巢能源整体是2012年属于长城汽车的动力电池事业部,我们在2018年正式独立。现在经过4年的发展,2022年最新的动力电池排名,我们也进入到全国前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,整体的热管理包含硬力比较好,整体上成本和寿命都会有很大的优化,并且会更安全。基于这个刀片,我们打造了前面说的整个系统的产品。

    其实叠片有一个最大的劣势,因为之前没有产业链推动的情况下,叠片的制造速度比较慢,速度慢就会影响到整个电芯的成本,目前蜂巢能源在去年开发了0.125秒每片超快速度的叠片,这种叠片方式超过了我们的卷绕,实现了整个刀片电池成本全面优化。

    这是我们在电池方面的创新,整体上我们也是通过AI技术,结合大数据、仿真,适配长寿命的柔性包、材料,包括结构,包含一些表面的活性优化,整体循环可以提升20%,这是常规的。预锂我们现在也做,正极预锂加长寿命石墨,包含负极预锂我们在做,负极预锂目前是4000次可以实现零衰减

    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!


 
 
[ 新闻搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
0条 [查看全部]  相关评论


网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 网站地图 | 排名推广 | 广告服务 | 网站留言 | RSS订阅 | 沪ICP备16055099号-3

充电桩网 版权所有 © 2016-2018 咨询热线:021-6117 0511  邮箱:sina@heliexpo.cn 在线沟通:

本网中文域名:充电桩网.本站网络实名:充电桩网-最专业的充电桩行业信息网站