中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
01.大容量?jī)?chǔ)能新品密集發(fā)布，20尺儲(chǔ)能產(chǎn)品單體容量向6MWh發(fā)展
2023 年10月，天合儲(chǔ)能發(fā)布Elementa 2 5.01 5MWh 柔性液冷電池艙，隨后陽(yáng)光電源也發(fā)布了PowerTitan2.0 5MWh的全液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)。2023年，比亞迪、陽(yáng)光、柯林、采日、瑞浦蘭鈞、中創(chuàng)新航等廠家均有搭載314Ah大容量電芯的5MWh+系統(tǒng)發(fā)布，行業(yè)迎來(lái)5MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)布熱潮。2024年1月24日，力神推出了20尺5MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)。此外，海辰、協(xié)鑫、蜂巢已經(jīng)推出了6MWh20尺儲(chǔ)能電池系統(tǒng)?？梢钥闯觯诖笕萘侩娦炯映窒?，20尺集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)搭載容量已經(jīng)從3.44MWh提升至5MWh+，并且正向更大容量發(fā)展，大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)拉開(kāi)帷幕。
大容量系統(tǒng)在降本增效方面優(yōu)勢(shì)突出，結(jié)合當(dāng)下底價(jià)競(jìng)爭(zhēng)中標(biāo)的行業(yè)背景，在安全問(wèn)題得到保障的前提下，5MWh+系統(tǒng)有望在未來(lái)兩年成為大型儲(chǔ)能電站的首選技術(shù)路線。
02.大容量電芯使20尺5MWh+系統(tǒng)成為可能
一方面，緩解電池短板效應(yīng)是電芯容量向大發(fā)展的原因之一。由電池單體參數(shù)的離散性、工作溫度差異造成的短板效應(yīng)是限制電池儲(chǔ)能性能的主要因素之一。電池單體差異越大，串并聯(lián)數(shù)量越多，短板效應(yīng)越嚴(yán)重。通常PCS的直流側(cè)電壓較高，需要數(shù)百節(jié)單體電池串聯(lián)，短板效應(yīng)嚴(yán)重。因此，直流側(cè)均采用單一廠商的電池串并聯(lián)，電池整體運(yùn)行性能通過(guò)電池廠商對(duì)電池一致性的嚴(yán)格篩選和配組來(lái)保證。此外，加大單體電芯容量，減少直流側(cè)電池串并聯(lián)數(shù)量也是緩解短板效應(yīng)的重要手段。
另一方面，降本是大容量電芯生產(chǎn)的主要?jiǎng)右?。在固定的人力和能源投入條件下，適度增加原材料的投入，可有效提升電芯單體容量。同時(shí)，當(dāng)固定資產(chǎn)如廠房、設(shè)備的折舊成本保持不變時(shí)，產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本得以降低，進(jìn)而大大增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
因此，近期業(yè)內(nèi)發(fā)布的電芯新品從 280Ah 到 314Ah，再到 580Ah，電芯容量越做越大。2023年四季度，海辰、蜂巢能源等企業(yè)均發(fā)布其超大容量電芯產(chǎn)品：海辰MIC1130Ah；蜂巢325Ah、350Ah、710Ah疊片短刀電芯。通過(guò)大容量電芯實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)效率增長(zhǎng)、體積能量密度提升、零部件節(jié)省和降低成本已成為行業(yè)共識(shí)。為匹配長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求，在保證高安全性的前提下，未來(lái)電芯將會(huì)向更大容量發(fā)展。
03.降本是大容量系統(tǒng)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)
電芯層面，單集裝箱電芯裝配數(shù)量減少：
20尺5MWh集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)采用314Ah電芯，按照容量測(cè)算大約需要裝配，約需電芯5000顆；20尺3.44MWh液冷集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)采用280Ah電芯，以容量估算大約需要4000顆。以100M/200MWh電站容量計(jì)算，5MWh+集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)可減少32%產(chǎn)品使用數(shù)量，減少15%電芯使用數(shù)量；根據(jù)主流廠商電芯平均報(bào)價(jià)，280Ah電芯價(jià)格約為360元/顆，314Ah電芯約400+元/顆，使得總電芯使用成本降低3.5%，約300萬(wàn)元。
產(chǎn)品層面，5MWh產(chǎn)品循環(huán)壽命全面升級(jí)，收益進(jìn)一步優(yōu)化：大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)具備高經(jīng)濟(jì)性，得益于超大容量電芯以及基于該電芯的貫穿式大PACK方案設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)集成度高，單體能量密度提升35%以上。根據(jù)主流廠商對(duì)其大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的產(chǎn)品宣傳，相較于3.44MWh產(chǎn)品，5MWh+儲(chǔ)能系統(tǒng)的循環(huán)壽命可提升10%。據(jù)EESA測(cè)算，在循環(huán)壽命提升10%的情況下，200MWh大型儲(chǔ)能項(xiàng)目收益可提升0.64%。
項(xiàng)目建設(shè)層面，大容量系統(tǒng)使土建成本、運(yùn)維成本降低：
據(jù)多家廠商產(chǎn)品手冊(cè)及新品宣傳情況來(lái)看，5MWh+儲(chǔ)能系統(tǒng)可使得占地面積降低20%以上，相應(yīng)的征地、土建施工費(fèi)用均將降低。此外，運(yùn)輸成本可降低30%以上；運(yùn)維成本降低10%以上，按照EPC初建成本1.6元/Wh，2%運(yùn)維成本率計(jì)算，大容量?jī)?chǔ)能產(chǎn)品可節(jié)省運(yùn)維費(fèi)用64萬(wàn)元/年，全運(yùn)營(yíng)期內(nèi)運(yùn)營(yíng)成本可降低1280萬(wàn)元， 經(jīng)濟(jì)效益得到提升。
大容量產(chǎn)品收益改善測(cè)算：
疊加電站土建成本降低、循環(huán)壽命提升、運(yùn)維成本降低等多重因素，以山東地區(qū)為例，對(duì)基于大容量系統(tǒng)的100MW/200MWh電站進(jìn)行盈利粗略估算對(duì)比如下。據(jù)估計(jì)，在土建成本降低30%、運(yùn)維費(fèi)用降低10%，循環(huán)壽命提升10%的情況下， 大型儲(chǔ)能電站收益可有效提升，項(xiàng)目回收周期縮短3年，收益率提高兩個(gè)百分點(diǎn)。可見(jiàn)，大容量產(chǎn)品可有效降低成本，并改善儲(chǔ)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性。
04.大容量產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)及展望
安全性仍是首要問(wèn)題：
大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)的安全性對(duì)集成商的技術(shù)能力提出了更高要求。盡管鋰電儲(chǔ)能電芯失控后基本不存在自燃可能性，但其早期會(huì)釋放可燃?xì)怏w如氫氣和一氧化碳，因此儲(chǔ)能安全的關(guān)鍵在于集成商是否能有效控制簇級(jí)別集裝箱的明火風(fēng)險(xiǎn)。
此外，儲(chǔ)能系統(tǒng)的高能量密度對(duì)消防設(shè)計(jì)提出了更嚴(yán)格的要求。水消防、氣體消防、早期預(yù)警檢測(cè)和排氣設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)都需要滿足更高的安全標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)對(duì)能量密度提升帶來(lái)的挑戰(zhàn)。目前，儲(chǔ)能PACK的防護(hù)等級(jí)普遍高達(dá)IP67及以上，而整體儲(chǔ)能系統(tǒng)的防護(hù)等級(jí)為IP65。隨著大容量系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，PACK級(jí)消防保護(hù)將成為未來(lái)的主流趨勢(shì)。
對(duì)溫控提出了更高要求：
由于大容量電芯的使用和系統(tǒng)的高集成度，電芯的散熱性能和溫度均衡性變得至關(guān)重要。同時(shí)，非步入式設(shè)計(jì)也使得集裝箱的利用率及集成度不斷提升。因此，提升電池PACK溫度傳感器的數(shù)量和精度、增加液冷機(jī)組制冷效率，將是重要的技術(shù)改進(jìn)方向。未來(lái)，隨著液冷系統(tǒng)成本降低，浸沒(méi)式液冷技術(shù)有望得到更廣泛的應(yīng)用。
PCS產(chǎn)品功率及電壓將同步升級(jí)：
隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)容量增加，提高 PCS 電壓等級(jí)有利于減小 PCS 損耗和線路損耗、提高儲(chǔ)能系統(tǒng)功率密度和整體效率、消除不利影響。目前主流PCS廠家多采用1725kW、1500kW等額定功率的PCS，配合3000~3600kVA左右的變壓器組成功率單元。為匹配5MWh+電池艙的應(yīng)用，未來(lái)PCS廠家將推出以單機(jī)2500kW額定功率的PCS，配合5000kVA左右的變壓器的設(shè)計(jì)方案，從而提升整站的功率密度。
05.5MW+儲(chǔ)能系統(tǒng)廠商產(chǎn)品盤點(diǎn)
部分廠商5MWh+儲(chǔ)能產(chǎn)品盤點(diǎn)如下，更多詳細(xì)產(chǎn)品介紹見(jiàn)2023年大型儲(chǔ)能新品盤點(diǎn)。
