在多年研發(fā)布局與積淀后，寧德時代新能源股份有限公司(以下簡稱“寧德時代”)在當(dāng)前競爭極為激烈的儲能市場終于擁有了“新核武”。
4月9日，這家電池巨擘在北京召開儲能新品發(fā)布會，正式推出寧德時代天恒儲能系統(tǒng)(以下簡稱：天恒儲能系統(tǒng))。這是由寧德時代首創(chuàng)，全球首款5年零衰減且可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)的儲能系統(tǒng)。該產(chǎn)品的推出有望打破儲能行業(yè)當(dāng)前嚴(yán)重內(nèi)卷的亂象，樹立新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
值得注意的是，寧德時代在材料選擇、開發(fā)設(shè)計(jì)、極限制造、實(shí)證測試等方面，構(gòu)建了儲能的多級安全體系。在天恒儲能系統(tǒng)的“護(hù)航”下，儲能電站的運(yùn)營生命周期將大大拉長，而運(yùn)營成本則有效降低。
“為達(dá)成儲能極致安全的目標(biāo)，寧德時代形成了一套極致安全構(gòu)建思路，把安全真正地做到產(chǎn)品源頭，而不是后期防護(hù)。” 寧德時代儲能事業(yè)部CTO、儲能歐洲業(yè)務(wù)部總裁許金梅表示。
這對儲能行業(yè)來說猶如一顆“深水炸彈”。它不僅意味著這位超級玩家繼續(xù)“攪動”整個行業(yè)，推動儲能產(chǎn)業(yè)向更規(guī)范更安全的方向發(fā)展，也是儲能產(chǎn)業(yè)重大變革的開始，低價競爭的混戰(zhàn)局面或?qū)⒂瓉斫K結(jié)。
“新核武”正式亮相
寧德時代是全球動力電池和儲能電池市場的雙料霸主。
在動力電池領(lǐng)域，根據(jù)SNE Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年寧德時代國內(nèi)動力電池使用量171.9GWh，同比增長28.7%，以44.5%的市場份額連續(xù)7年位列第一;海外動力電池使用量市占率為27.5%，同比提升4.7%。
而在儲能電池領(lǐng)域，寧德時代的市場地位同樣遙遙領(lǐng)先。根據(jù)SNE Research統(tǒng)計(jì)，2023 年，該公司全球儲能電池出貨量市占率為40%，連續(xù)3年位列全球第一。
此次推出天恒儲能系統(tǒng)預(yù)示著寧德時代在全球儲能市場的戰(zhàn)略布局將更進(jìn)一步。對于為何要打造天恒儲能系統(tǒng)，許金梅解釋道：“一方面是基于能源變革的背景，儲能作為新能源的重要方向有它需要承擔(dān)的使命;另一方面是基于市場對儲能零衰減、高能量、真安全的性能需求非常迫切。”
盡管這個“新核武”會帶來怎樣的顛覆性效果尚不可知，但從已經(jīng)披露的信息來看，它很快會在業(yè)界引起轟動。
根據(jù)發(fā)布會信息，「天恒儲能系統(tǒng)」有幾大顯著特點(diǎn)，其中零衰減被重點(diǎn)突出，能夠?qū)崿F(xiàn)首5年零衰減并且可大規(guī)模量產(chǎn)，這主要體現(xiàn)在容量零衰減和功率零衰減兩個方面：
在容量零衰減方面，寧德時代一方面研發(fā)了更高效的補(bǔ)鋰技術(shù)，可根據(jù)電勢差自動觸發(fā)，補(bǔ)充活性鋰的消耗;另一方面采用鋰離子自修復(fù)技術(shù)，通過添加特制的快速修復(fù)劑，確保補(bǔ)充活性鋰的同時，實(shí)現(xiàn)鋰離子的快速煥新。
為解決功率零衰減問題，寧德時代采用了仿生SEI 和自組裝電解液，為鋰離子清除路障，開辟綠色通道，從而實(shí)現(xiàn)5年功率零衰減。
對于零衰減長壽命技術(shù)，寧德時代早有布局，這也是該公司的底氣所在。2020年初，該公司曾推出零衰減電池，可以實(shí)現(xiàn)1500次循環(huán)內(nèi)的零衰減，被業(yè)內(nèi)視為一款具有里程碑意義的長壽命電池，其參數(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)高于1000次的國家標(biāo)準(zhǔn)。
儲能電池方面，工信部于2021年12月發(fā)布《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件(2021年本)》和《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范公告管理辦法(2021年本)》，要求儲能型單體電池能量密度≥145Wh/kg，電池組能量密度≥100Wh/kg，循環(huán)壽命≥5000 次且容量保持率≥80%。
此次天恒儲能系統(tǒng)宣布能夠?qū)崿F(xiàn)首5年零衰減，且實(shí)驗(yàn)室實(shí)測循環(huán)壽命已超過15000次，這亦大大高于國家標(biāo)準(zhǔn)，或有助于推動國家標(biāo)準(zhǔn)的更新。
天恒儲能系統(tǒng)的另一大特點(diǎn)是「高能量」。它采用的是20尺集裝箱，可實(shí)現(xiàn)6.25兆瓦時的高能量，使得單位面積能量密度提升30%，而占地面積減少20%。
與此同時，該系統(tǒng)搭載儲能專用長壽命電芯L系列產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰儲能電池能量密度高達(dá)430Wh/L。
“系牢儲能安全帶“
除了零衰減和高能量，目前儲能安全甚至超過了度電成本成為業(yè)界最為關(guān)注的焦點(diǎn)。
“安全(問題)可能會讓整個行業(yè)戛然而止。”德國TUV全球電力電子產(chǎn)品服務(wù)副總裁李衛(wèi)春近日在一次公開活動上如是表示。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017-2023年期間，全球至少發(fā)生60起以上儲能電站火災(zāi)事故。這其中，2021年以前多數(shù)由三元鋰電池引發(fā);2021年以后，中國、美國、歐洲、澳洲等儲能發(fā)展迅速的地區(qū)均發(fā)生了多起嚴(yán)重事故。
自2018年5月開始，韓國儲能行業(yè)也曾連續(xù)發(fā)生了23起嚴(yán)重火災(zāi)，其中14起在充電后發(fā)生，6起發(fā)生在充放電過程中，3起是在安裝和施工途中發(fā)生火災(zāi)。
后來，來自學(xué)術(shù)界、研究機(jī)構(gòu)、測試和認(rèn)證機(jī)構(gòu)等19名儲能領(lǐng)域?qū)＜以M成調(diào)查小組，對23個事故現(xiàn)場的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。與此同時，約90名來自電力安全公司和其他機(jī)構(gòu)的專業(yè)人員參加了火災(zāi)原因測試。
韓國相關(guān)政府部門于2019年6月11日正式公布了調(diào)查結(jié)果。事故調(diào)查結(jié)果的原因主要為四個方面：電擊保護(hù)系統(tǒng)不良、安裝疏忽、 運(yùn)營操作環(huán)境管理不管、 儲能系統(tǒng)集成控制(BMS EMS)保護(hù)系統(tǒng)管理不善。
在李衛(wèi)春看來，儲能安全包括電氣安全、電池安全、消防/防爆風(fēng)險、運(yùn)輸安全、電磁兼容、系統(tǒng)安全風(fēng)險、功能安全/ 信息安全、并網(wǎng)安全等多個維度。
因此，如何“系牢儲能安全帶”至關(guān)重要。而這背后離不開儲能產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)領(lǐng)軍企業(yè)共同努力。
寧德時代此次發(fā)布的天恒儲能系統(tǒng)最大的技術(shù)突破就是安全。有業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為，寧德時代在天恒儲能系統(tǒng)上所展示的安全標(biāo)準(zhǔn)將是儲能安全的一道“分水嶺”。
為驗(yàn)證安全技術(shù)的有效性，該公司搭建了安全實(shí)證平臺，在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，模擬不同電網(wǎng)場景的儲能系統(tǒng)安全實(shí)證，強(qiáng)化測試通過條件。
在項(xiàng)目投運(yùn)后，天恒儲能系統(tǒng)會通過AI風(fēng)險監(jiān)測和智能預(yù)警不斷地監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)并抓取海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過PSA模型量化儲能產(chǎn)品全生命周期失效概率，顯性系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)，從而可以驗(yàn)證安全設(shè)計(jì)目標(biāo)并持續(xù)不斷更新目標(biāo)。
由此，寧德時代基于應(yīng)用場景、技術(shù)開發(fā)、測試驗(yàn)證、運(yùn)行監(jiān)控、安全失效分析的完整循環(huán)建立了儲能專用質(zhì)量管理體系，同時建立一系列質(zhì)量目標(biāo)。
該體系下，儲能系統(tǒng)的安全性得到提高，還能大幅降低后期運(yùn)維成本。
據(jù)寧德時代介紹，延展到全生命周期全鏈條運(yùn)行，可以縮短18.53%投資回報期，使整體運(yùn)營成本下降55.45%、全生命周期維修成本下降90.30%，真正做到用技術(shù)創(chuàng)造價值，提升經(jīng)濟(jì)效益。
“儲能不是用來撐門面的“
在不少業(yè)內(nèi)人士看來，天恒儲能系統(tǒng)的發(fā)布或?qū)⒁l(fā)連鎖反應(yīng)，也將推動儲能產(chǎn)業(yè)“撥亂反正”，通過“良幣”來驅(qū)逐行業(yè)“劣幣”。
事實(shí)上，伴隨著儲能產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的同時，行業(yè)亂象亦是層出不窮。
作為基礎(chǔ)設(shè)施，儲能最大的特點(diǎn)是要用 10 年、20 年以上，且要在多種復(fù)雜環(huán)境和應(yīng)用條件下，能夠安全穩(wěn)定高質(zhì)量運(yùn)行。
為了搶占市場，不少儲能企業(yè)都對外標(biāo)榜能夠做到20年、25年，產(chǎn)品的循環(huán)壽命能到12000次，甚至15000次，但這些“承諾”實(shí)際上很難落在紙面上。
在寧德時代此次儲能新品發(fā)布會上，中國電力科學(xué)研究院首席技術(shù)專家惠東表示，功率型儲能(時長30min)實(shí)際運(yùn)行壽命平均不足3年，而預(yù)期是10年;時長1小時以上的能量型儲能實(shí)際運(yùn)行平均壽命不足8年，而預(yù)期是15年;電池系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)循環(huán)壽命/電池單體實(shí)驗(yàn)循環(huán)壽命平均不足0.5，而預(yù)期是0.85以上。
除了上述問題，儲能電站還存在著普遍的非計(jì)劃停運(yùn)現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2023年我國電化學(xué)儲能電站的非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)達(dá)1030次，單次平均非計(jì)劃停運(yùn)時長是29小時。
非計(jì)劃停運(yùn)的主要原因是目前電站的關(guān)鍵設(shè)備和電池PCS、關(guān)鍵系統(tǒng)，以及系統(tǒng)的集成安裝質(zhì)量的問題，導(dǎo)致目前電站非計(jì)劃停運(yùn)的次數(shù)占比達(dá)到了80%以上。
在寧德時代首席科學(xué)家吳凱看來，“新型儲能的發(fā)展不能圖一時之利，要謀長久之計(jì)。就像是房子是用來住的，不是用來炒的，儲能是用來用的，不是用來撐門面做擺設(shè)、換路條的”。
作為“源網(wǎng)荷儲”的最后一環(huán)，新型儲能是當(dāng)前最炙手可熱的賽道。據(jù)中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA不完全統(tǒng)計(jì)，截至2023年12月底，中國已投運(yùn)電力儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模86.5 GW，同比增長45%。
截至去年12月底，中國新型儲能項(xiàng)目數(shù)量(含規(guī)劃、建設(shè)中和運(yùn)行項(xiàng)目)超過2500個，同比增長46%;新增投運(yùn)規(guī)模21.5 GW/46.6 GWh，較2022年新增投運(yùn)規(guī)模7.3 GW/15.9 GWh增長約兩倍。
根據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會的預(yù)測，到 2025年，全球儲能累計(jì)裝機(jī)功率約為440GW，其中新型儲能累計(jì)裝機(jī)約為328GW;到2030年，全球儲能累計(jì)裝機(jī)功率約為970GW，其中新型儲能累計(jì)裝機(jī)約為770GW。
今年“兩會”上，新型儲能首次被列入政府工作報告。作為新質(zhì)生產(chǎn)力的代表行業(yè)，這個萬億級新興產(chǎn)業(yè)擁有著極為廣闊的發(fā)展前景，必將從現(xiàn)在的“小舢板”成長為“超級巨輪”。站在未來看現(xiàn)在，寧德時代此次推出的天恒儲能系統(tǒng)為行業(yè)帶來的價值將會更加凸顯。
來源 / 儲能嚴(yán)究院 文 / 嚴(yán)凱
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