中國儲能網(wǎng)訊：11月10-11日，由湖南省能源局指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會主辦的“第三屆全國電源側儲能技術及應用高層研討會”在長沙華天酒店召開。來自電網(wǎng)公司、設計院、系統(tǒng)集成商等領域的400余人參加了本次研討會。
會議期間，銀隆新能源股份有限公司副總裁蔣世用分享了主題報告《鈦酸鋰在功率型儲能應用場景的探索》。中國儲能網(wǎng)對其演講內(nèi)容進行了梳理，并在此分享給大家，供大家學習、交流。演講內(nèi)容如下：
蔣世用：在座的各位伙伴，各位友商，大家下午好，我是來自銀隆新能源的蔣世用。今天非常榮幸能夠在這里跟大家一起分享鈦酸鋰在功率型儲能應用場景的應用探索。其實作為銀隆來講，鈦酸鋰是銀隆在動力電池領域的一個立足之本，所以說今天主要是圍繞著鈦酸鋰，從以下四個大的方面向在座各位做一個介紹。
第一部分介紹一下我們企業(yè)
我也希望借著今天這個場合，能夠增進在座各位對銀隆的了解，尤其是銀隆的技術跟產(chǎn)品。銀隆新能源成立于2008年，整個產(chǎn)業(yè)鏈涵蓋納米碳酸鋰負極材料以及電池，包括電氣電控還有充電設備、新能源汽車、純電動、氫燃料以及混動汽車，還有一些銀隆儲能應用產(chǎn)品，包括電池回收。經(jīng)過11年的發(fā)展，銀隆新能源目前已經(jīng)從單一的設備供應商，發(fā)展成為目前能夠進行全球綜合能源系統(tǒng)集成和服務提供商。在2018年，銀隆新能源整車銷售位居全國前三，在2019年獲得獨角獸企業(yè)稱號。公司總部位于珠海，共擁有八大產(chǎn)業(yè)園區(qū)，包括邯鄲、石家莊、成都、天津、南京、洛陽以及蘭州，還包括位于美國里洛以及安德森兩家海外研究中心。集團旗下包括廣通汽車以及奧鈦儲能兩大品牌，公司緊密圍繞著“一體兩翼”的開發(fā)戰(zhàn)略，立足于鈦酸鋰的技術生產(chǎn)，既開發(fā)同時發(fā)展多元。一方面我們針對電動汽車的上下游進行不斷的延伸，另外一方面，加大力度拓展儲能產(chǎn)品，在工業(yè)調峰、電網(wǎng)調頻、通信基站等這些場景的拓展。
第二部分向大家介紹一下銀隆鈦酸鋰電池的一些核心優(yōu)勢，
高安全，眾所周知，我們的這個理念不管是應用于EV還是ESS，放在第一位的一定是安全，銀隆鈦酸鋰電池經(jīng)過電鉆，水中的針刺以及切割還有高溫等外用的測試，測試結果均沒有出現(xiàn)冒煙、起火、燃燒、爆炸等一些現(xiàn)象，也正是基于這樣的高安全性，銀隆目前為止投放到市場兩萬多臺裝載鈦酸鋰電池的EV當中，因為電池誘發(fā)所導致的起火事故為零，銀隆鈦酸鋰有這樣高的安全性主要是基于鈦酸鋰，鈦酸鋰1.55V鉛鋰電位不易產(chǎn)生鋰枝晶，同時放電電壓比較平穩(wěn)，所以保證了鈦酸鋰電池的高安全性。
長壽命，這主要是基于碳酸鋰材料穩(wěn)定的結構，因為鋰離子在脫嵌過程當中，鈦酸鋰體積變化率不會超過±0.3%，幾乎零應變，而常規(guī)石墨在鋰離子脫嵌過程當中，體積變化率達到了正負10%，嚴重降低了它的循環(huán)壽命。
快充放，大倍率滿足快速充放電的需求，這是基于鈦酸鋰具有三維鋰離子通道，可以實現(xiàn)鋰離子快速脫嵌，同時這里最核心的就是銀隆的納米鈦酸鋰材料，鋰離子一次粒子在40-60納米之間，遠遠小于市面上其他大于500納米的鈦酸鋰。這是我們做的一個10C充電組件測試圖，400A的恒流充放，可以滿足整車在六分鐘內(nèi)快速充滿電的需求。
耐寬溫，基于銀隆碳酸鋰的這種三維鋰離子通道以及納米特性，這也決定了銀隆鈦酸鋰耐寬溫特性。其實從邊上那個圖我們可以看出，對比磷酸鐵鋰可以看出來，在零下負20度的時候，放電容量可以達到將近80%，在零下50度也能達到65%左右。
第三部分碳酸鋰在功率型儲能場景的一些應用案例
作為功率型的應用，它的典型特征主要有兩個。第一個要求具備快速的響應能力，第二個要求響應的時間不需要太長。那么對于一些典型的場景，包括電能質量改善中的電壓暫降治理以及電力輔助調頻，包括分布式微電網(wǎng)里面的一些擴容需求。針對這些典型的應用，它的關鍵需求著重集中在兩點，一個是成本，另一個就是安全。
對于成本來講，這一應用可以完全發(fā)揮出鈦酸鋰的一個倍率優(yōu)勢，來間接降低成本，那么對于安全在第二部分已經(jīng)做了非常詳細的說明，所以在這里我也就不再贅述了。
功率型應用場景之一，電壓暫降。
它的現(xiàn)象主要電力系統(tǒng)電壓出現(xiàn)驟然降低，遠遠低于正常電壓，導致原因主要是電力系統(tǒng)局部的短路故障，包括一些大的復合接入，比如感應電機的啟動，還有雷擊、操作等等，這些危害會導致半導體生產(chǎn)設備非正常停機，還有像電纜廠、銅管廠，它的拉絲粗細不均勻。行業(yè)里面針對這種電壓暫降的處理方案基本上和右邊這一副圖的方案基本上類似，在正常的時候，我們的電網(wǎng)通過AC/DC變換器，對中間的儲能進行小倍率的充電，當電網(wǎng)出現(xiàn)異常的時候，經(jīng)過升壓的DCDC續(xù)流二極管，對母線進行支撐，保證在母線跌落時，及時對母線做出支撐，保證設備能夠正常運轉。
兩種儲能系統(tǒng)的基礎經(jīng)濟對比，對于鈦酸鋰來講可以減少人工的維護費用，包括電池狀態(tài)明確保證可靠，在整個15年全生命運營周期內(nèi)部，它的成本相當于鉛炭電池的2/3。
功率型應用場景之二
隨著新能源的發(fā)展，包括新基建的提出，盡管我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，甚至是儲放性在全球范圍來講還算可以。但是像光伏、風電以及像EV還有充電樁的一些接入，給我們這個現(xiàn)代電力系統(tǒng)還是帶來了非常大的挑戰(zhàn)。作為緩解途徑之一，分布式微電網(wǎng)得到快速的發(fā)展，那么分布式微力量在這種情況下，它的功率型儲能系統(tǒng)，在源網(wǎng)荷儲一體化系統(tǒng)當中，更應該發(fā)揮的是功率調節(jié)，而非能量存儲的作用，只有這樣才能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，才能進行比較大的功率支撐。
這里我簡單分享一下，大家可以看一下左邊這個柱狀圖，是我們針對這一個應用場景，去做了一段時間的數(shù)據(jù)采樣，這個曲線代表的是在三樁停用、單樁充電、兩樁充電以及三樁充電，在一天之內(nèi)出現(xiàn)一個概率。比如說三樁停用的時候，它出現(xiàn)的概率是10%，實際上這個時間段就相當于零點到早上五點這個時間段內(nèi)，它所產(chǎn)生的需求為零。但是，儲能充放電功率500完全拿來作為這個儲能的充電，那么在單樁充電的時候，它出現(xiàn)的概率是34%，那么單樁充電的時候呢，他的需求功率是250千瓦，250千瓦中實際上由變壓器全部來提供功率，多余的150千瓦給儲能進行充電。在兩樁充電的時候，充電器的功率達到了500千瓦，其中的400由變壓器提供，剩余的100是由儲能來提供。相應的三樁充電的時候概率出現(xiàn)16%，它的一個充電功率達到了750個千瓦，我們的這邊變壓器只能提供其中的400千瓦，剩余的350千瓦也是需要儲能來提供的。當然這個地方我們只是簡單的描述了三個充電樁的情況，如果說出現(xiàn)四個、五個，甚至六個、七個、八個，那這個時候對于我們儲能系統(tǒng)倍率要求會進一步提升，這就是我們在這個項目里面做的單，所以這里僅僅介紹了安裝充電的情況。那么整個項目里面，因為是包括四個子項目，分別位于機場的四個門，加入銀隆的鈦酸鋰儲能系統(tǒng)以后，現(xiàn)場車位處，包括可充電的功率，都擴充了將近一倍。當然剛剛所說的這些，主要是在這個功率層面進行了說明，實際上跟它配套的還有我們這人員管理，包括相映調度策略所發(fā)揮一些作用，這里不再詳述。
這是我們今年做的，就是另外兩個光儲充的應用案例，一個是中科院大同所的智慧儲能系統(tǒng)項目，風光存儲一體化系統(tǒng)1MWh，另一個是廣東某個園區(qū)的風光儲能多能互補的示范項目5MWh、16MWh。
功率應用場景之三，就是調頻
ADC調頻來講，它的特點一般集中在幾秒鐘到15分鐘之間不等，每小時20-30次，它對于電池循環(huán)和倍率要求和倍率特性提出了比較高的要求。
這里我們拿到了某個電廠兩個小時ADC調頻的指令數(shù)據(jù)，這個圖片上看的不是很清晰，我們從后臺這個監(jiān)控數(shù)據(jù)來看，在第一個調度周期內(nèi)（我們這里是以180秒作為一個調度周期），從后臺數(shù)據(jù)來看，在第一個調度周期內(nèi)，它的最大爬坡功率可以達到2853千瓦，那么在這個180秒內(nèi)，這個功率對這個時間就得到我們調度周期所需要的電量，這就屬于典型的這種“小電量大功率”的一種應用場景。那么對于消費者來講，實際上在這一塊，我們其實更多的是要考慮功率型的單價，對于我們設計，對于我們基層上來講，功率成本的下降是我們是我們思考一個主要的問題。
對調頻的儲能電站也進行了成本分析，尤其是在廣東，今年9月1號開始執(zhí)行K值開根號以后，意味著我們每一年的這個補償收益逐漸下降，倒逼我們企業(yè)降成本。作為企業(yè)來講，也不可能以犧牲質量為代價，所以說我們需要重點關注的是里程成本，為什么呢？因為我們的補償收益，從這個公式來看，如果不考慮這種競價方面這樣一些因素呢，實際上它就取決于我們的一個調頻里程，近而取決于我們儲能系統(tǒng)的最大功率，所以我們也對比鐵鋰和這個鈦酸鋰，作為這調頻儲能電站它的里程成本，像鐵鋰這個儲能系統(tǒng)的倍率是2C，鈦酸鋰今年我們有一款4C產(chǎn)品，對應的調頻里程，就是1:2關系，那么相應的電池壽命，鐵鋰和鈦酸鋰目前選的是比較保守，1:3來進行測算，它相關的里程成本實際上對應我們系統(tǒng)成本除以里程乘以壽命，那么回到底下這兩個公式來看，在分母保持一致的情況下，我們來比較x和六分之y，這是個什么意思呢？
簡單說明一下，如果說我們鈦酸鋰的這個系統(tǒng)成本和磷酸鐵鋰的這個系統(tǒng)成本能夠持平，那么鈦酸鋰里程成本可以做到磷酸鐵鋰的1/6，如果鈦酸鋰的系統(tǒng)成本做到磷酸鐵鋰的兩倍，那么鈦酸鋰的里程成本相對于磷酸鐵鋰的1/3。相應的，如果做到三倍，那就是1/2，作為我們銀隆來講，我們鈦酸鋰調頻儲能目標是不超過磷酸鐵鋰總成本的兩倍，這種情況下呢，競爭優(yōu)勢就比較明顯。以典型的2C調頻項目，我們做一個收益對比，就是對于這個項目的年末未回收成本，從比較中可以看出它的回收期相比可以縮短1.45年。整個系統(tǒng)優(yōu)勢，出席配置可以減少，我們整體投入可以降低20%，同時中途不需要更換電池。這是我們從電工電能新技術上面截取的一部分數(shù)據(jù)，這是針對不同類型儲能電池里程成本的對比，實際上從這里面也可以看得出來，鈦酸鋰相對于其他幾個這個不同技術路線，有比較明顯的優(yōu)勢。
今天時間有限，能夠開展深入交流的內(nèi)容不是很多，但是我相信在新能源行業(yè)沒有永遠的競爭對手，只有共贏合作伙伴，真誠邀請志同道合的伙伴來探討合作發(fā)展，謝謝大家。
