张楠--《规模化储能应用模式思路》

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。


浙江南都能源互联网运营有限公司  技术总监  张楠出席论坛并发表主题演讲——《规模化储能应用模式思路》 。

以下为演讲实录:
    
    张楠:各位领导、各位专家,大家下午好!我来自浙江南都能源互联网有限公司的张楠,我汇报的题目是《规模化储能应用技术探讨》。
    我本次汇报的内容分为两部分:
    第一部分,规模化储能市场需求;
    第二部分,规模化储能技术探讨。
    提到储能,今年给我们最大的感觉就是“储能热”,特别到了今天为止,很多百兆瓦时的储能电站越来越多,而涉及到百兆瓦时的背后,更多是政策的指引。
    “十四五”以来,今年上半年的储能政策统计已经有300多条,总的来说可以归为三点:
    1、鼓励储能规模化应用。
    2、电力市场的改革。
    3、加大新型电力系统的建设。
    随着储能政策的出台,以及新型电力储能系统的建设,据不完全统计,目前来说应该是超过24个省份都出台了相应的政策,要求储能配置一个储能的容量,一般以10-20%居多,一般为2小时。从另一方面也刺激了储能规模化的发展。
    随着新型电力系统的建设,目前主要有4个方面的挑战:
    (1)随着大规模比例新能源的接入,电网日负荷偏差越来越大。到2030年的时候,当光伏跟风电装机容量达到12亿千瓦的时候,日最大负荷可以达到4亿千瓦。
    (2)从用户端来看,用户的终端能源消费,电力消费的水平越来越高,工业用电的结构也不断演变。
    (3)电网的改变。目前来说,电网的发展还是远不能满足电量需求的发展,尤其是最近大家感触比较深,像江苏、四川、浙江进行了限电。
    (4)电力的集发集用的实时平衡。我们原来所有传统电网体系更多是一种“源随荷动”的波动的体系,而未来新型电力系统更多需要“源荷互动”的体系架构。
    这是储能目前在新型电力系统当中的意义,储能是联结一个电网发电端跟需求端的桥梁,也就是是电力系统当中一个灵活性的资源。储能是推动能源转型和碳中和的关键支撑技术。
    我们讲到储能的价值,我们主要还是分为三部分。
    第一部分,功率的价值。也就是超短时间的尺度之内,比如现在一些火电厂联合调频的项目,一些新能源调频的项目,都是利用储能的功率价值。
    第二部分,能量的价值。目前新能源配套的储能像2小时的更多体现了调峰的作用,更多体现的是储能的容量价值。
    第三部分,容量的价值。也就是说未来储能的发展朝着超长的发展需求,更多体现了储能容量的价值。
    我们讲到储能价值以后,不得不讲目前来说储能的一些分类。前面机械储能比较典型的像抽水蓄能,电化学储能比较火的就是锂离子电池储能,化学储能像氢能以及电力储能,像一些超级电容器以及热储能。
    所有的储能系统当中,电化学储能优势主要可以概括为4点:
    1、系统规模比较大。目前电化学储能已经步入了百兆瓦时的时代,现在规划的储能更多朝着GWh的时代出发。
    2、它的响应速度比较快。它可以实现毫秒级之内设计的功率点的任何一个响应输出和输入。
    3、它的控制精度比较高。
    4、双向调节能力。在发电的时候可以作为一个电源,在用电的时候又可以作为一个负荷。
    除此之外,还有一些优势,像它的建设周期比较短,以及建设的场地要求没有像抽水蓄能那样苛刻。所以说,电化学储能有的时候也会称之为“城市里的或者平地上的抽水蓄能电站”。
    我们讲到电化学储能优势,就不得不说未来储能规模化的市场需求。右边这张图是2021年的时候,国内目前储能新增的装机量,当中锂离子电池在新型电力储能市场当中,占比超过了将近90%。而据第三方预测,未来储能在保守估计下,年复合增长率超过50%,如果是比较乐观的估计,年复合增长率会大约有70%。所以说,未来规模化储能的市场需求还是比较开阔的。
    我们要面对这个规模化的储能市场需求,必须从自身出发,我们做好了规模化储能技术路线。
    我们南都电源成立于1994年,2010年的时候上市,目前我们的储能产品也是遍布全球158个国家。
    南都电源目前储能技术路线主要两条:
    第一条,铅酸类的。应用在储能上的,就是所谓的铅酸电池;
    第二条,锂电池。
   围绕这两大核心产品,我们有两大应用方向,第一大就是工业储能,所谓的工业储能更多是像数据中心,以及备电。针对于新型电力储能,我们现在开发了新型电力储能业务。
    目前来说,我们在电池行业比较大的优势还形成了全产业链的回收,目前来说,我们有两大回收工厂,第一大是铅酸类的回收工厂,我们铅酸类的回收工厂可以作为年产能120万吨,目前是全亚洲最大的铅酸类工厂。锂电从去年11月份已经投产,锂电的回收工厂在安徽阜阳。
    南都电源新型电力储能用于风光储,包括电网体系当中,以及用户侧的储能。目前来说,我们出货量已经超过3GWh,加上工业储能以后,我们储能产品累计出货超40GWh以上。
    这是我们南都电源储能发展的历程,我们从2010年开始做新型电力储能,2010-2016年时间段之内,储能处于示范阶段到商业化摸爬滚打的时期,当时南都电源做了60%以上的国家一些微网的示范项目,从2016年开始到2019年处于商业化过渡的初期,从2019年以后,储能进入了商业化的发展。到今天,储能进入规模化的发展。2022年,我们到今天为止累计的新型储能签约量超过1.25GWh。
    我们很多储能安全事故不仅仅因为电池本体原因,我们在做储能系统集成过程中,不能单纯追求电池安全,除此之外还应该考虑其他核心竞争力,比如说系统的集成技术,包括一些热、结构、电等等,以及一些热电耦合,包括高压、风冷、液冷,以及能量管理技术,以及全生命周期的管理。通过所有的核心技术以后,我们才能体现出储能优势,才能开发出来高安全、高可靠性以及高能效储能产品。
    目前储能产品分三部分:
    第一部分,互用的储能产品。这个产品主要针对用户是欧洲互用储能市场,特别是欧洲互用储能市场今年处于爆发期。
    除此之外,我们还开发一些工商业储能,本次大会交流的更多分散式的光储充一体项目,更多地适合工商业一体机。
    除此之外,我们还采用三代的标准化的集装箱。针对于电网侧的储能,也就是说规模化的储能,我们一般采用有以下几种解决方案:
    第一种,步入式。这种储能2020年是国内的市场主流,目前来说,国内主流都变成了1500V的5兆瓦时非步入式解决方案。但是这种非无步入式解决方案有一个问题,如果它全部预装以后进行发货,它的重量会超重,因为国内运输重量一般控制在32吨左右,所以我们开发了第四代全预装的非步入式的解决方案,采用的一种拼接的方案。除此之外,我们还做了20尺的第二代的液冷进行,20尺的集装箱可以做到3兆瓦时以上。
    我们核心技术总结为以下几点:
    第一点是两大技术平台,两大产品是铅电技术和锂电技术。围绕这两大产品技术平台,我们针对于不同的应用场景(也就是应用工况),开发出不同的系统解决方案;
    第二大技术优势是三大解决方案的场景:
    (1)站房式解决方案。我们都知道站房式解决方案最大的问题是安全性跟温度一致性的问题,我们通过站房式解决方案,可以保证电池温度的一致性。
    (2)集装箱式解决方案。目前来说集装箱式解决方案最大优势在于它的灵活性以及建设周期比较短,我们主要采用两种,第一种是步入式,第二种是非步入式,以及液冷的储能系统解决方案。
    (3)户外一体机解决方案。针对工商业“光储充”一体化的小型储能电站开发跟设计的。它可以做到模块化的结构,可以做到灵活拼柜,可以做到在工厂发货之前调试,到了现场以后做到即插即用。
    除此之外还有四大创新平台:
    (1)技术研发平台。目前来说,我们有两大研究院,第一大是电芯级的研究院,第二大是系统集成的研究院。除此之外,我们还有热管理平台以及能量管理平台,以及电池管理系统平台。
    (2)仿真测试平台,我们在做系统集成过程中,一定要针对于这个储能系统集成以后,对于它的热仿真、结构仿真,以及应用工况的仿真。
    (3)系统集成平台。这个平台主要进行储能产品,在发货前全生命周期在发货之前进行FAT测试。
   (4)智慧储能云平台。对于储能电站做到可监、可控。
    我们另外一个核心竞争优势是我们针对于整个电网体系当中,七大应用场景已经实行了一种规模化的部署。南都电源深耕储能市场28年,目前已经在用户侧、电网侧以及新能源发电侧不同领域,实现了储能电站的多能互补、源网荷储一体化等各种场景的规模化应用。
    前面讲过这么多储能电站,储能电站做好以后,我们更多是如何最大化价值,我们要把应用好整个储能电站,要有自己的储能云平台。它最重要的作用一是可以实时储能电站数据运行情况;第二个作用,原来是人工运维、是被动式运维,而储能云平台通过大数据和AI的计算以后,我们可以化原来被动式运维转变为主动式的运维。
    这是我们目前在国内做的一些典型应用案例,像配网的以及分布式储能,以及电网侧调峰的,以及新能源配网的,还有国内从去年到今天做得比较多的共享储能电站。
    以及海外,海外做的更多是电网侧调频调峰项目,以及新能源并网的项目。
    这是电源侧的储能案例,我们正在供货的像新疆华能项目,总容量125兆瓦时,是新能源配套储能的项目,解决了新能源调峰、调频的功能。
    第二个我们在海外做了一些电网侧的项目,像在美国做的131兆瓦时的项目。
    最后一个也是在美国做的项目,虽然容量不是特别大,但是它的意义比较大,像美国能源局局长当时去我们那边进行参观跟指导。
    电网侧做了一些项目,像湖南郴州是去年投运的,总容量是45兆瓦时,南都电源提供了全套储能系统解决方案,从直流侧、交流侧以及整套系统的解决方案,都是我们提供。
    国内第一个电网侧项目是河南信阳的电网侧储能项目,这个项目运行比较早,应该是2018年的时候南都电源提供的,到目前为止,运营了将近4年时间,也是国内第一个电网侧项目。除此之外,还有爱尔兰的电网侧储能调频项目。
    在用户侧我们也做得比较多,像无锡新加坡智能配网储能电站,总容量是160兆瓦时,目前应该也是运行时间最久的,将近6年的时间,进行商业化运营的用户侧储能电站;还有像百威用户侧储能电站,在广东佛山;最后一个是户用储能项目,在欧洲以及国内现在一些高档小区配套的户用储能项目,主要解决“光储充”功能。
    最后,在这个规模化储能市场已经到来,希望各位同仁、各位厂家一起合作,推动智慧能源革命,创造绿色美好生活。
    谢谢!

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

 
 
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