中國儲能網(wǎng)訊：超大容量電芯，已然成為儲能市場“卷”起的一股風(fēng)潮，自從去年5月雄韜股份展出580Ah儲能電芯以來，不到一年的時間里，已有包括億緯鋰能、蜂巢能源、海辰儲能、天戈能源、南都電源等多家廠商正式官宣500+Ah儲能電芯產(chǎn)品，電芯容量指標(biāo)甚至一路卷到了1130Ah，在廠商高漲的熱情下，更大容量電芯的問世也只是一個時間問題。
至于鋰電雙雄寧德時代和比亞迪，盡管對其儲能電芯新品的容量未作專門宣傳，但很可能同樣有大型化的嘗試。
例如比亞迪近期發(fā)布的魔方系統(tǒng)MC Cube-T，20尺規(guī)格下實現(xiàn)系統(tǒng)儲能容量6.432MWh，單電芯容量最大提升11%，這大概率來自于長刀電池尺寸放大。寧德時代同期推出的天恒儲能系統(tǒng)，20尺規(guī)格實現(xiàn)了6.25MWh高能量，其配套的“儲能專用長壽命零衰減電芯”盡管未官宣容量數(shù)據(jù)，僅強調(diào)其430Wh/L的超高能量密度，但從展出實物和宣傳圖看，該電芯寬、高比例顯然不同于314Ah電芯174*204規(guī)格，容量或較314Ah有大幅度提高。另據(jù)肇慶地方媒體此前報道，寧德時代去年底開工的瑞慶時代二階段工程，已規(guī)劃為接下來儲能新產(chǎn)品如530Ah的大規(guī)模生產(chǎn)做準(zhǔn)備。
超大容量電芯，也帶動儲能系統(tǒng)指標(biāo)水漲船高，廠商近期密集推出20尺規(guī)格5MWh乃至6MWh儲能系統(tǒng)。
在當(dāng)下314Ah電芯尚且未能替代280Ah標(biāo)品的情況下，這場儲能電芯規(guī)格的“軍備競賽”從何而來？又將向何處演進？
首先，降本無疑是做大電芯容量立竿見影的價值。
基于簡單常識不難理解，尺寸放大伴隨的是面積按兩次方、體積按三次方增長，對于電芯而言，就意味著有效電化學(xué)成分在電芯總體積與質(zhì)量中相對占比提高，“攤薄”了結(jié)構(gòu)件等輔助材料的用量。例如南都電源在宣傳其690Ah電芯時就談到，在電池層面，690Ah超大儲能電池的電池殼、箔材等結(jié)構(gòu)件數(shù)量可減少50%，疊片效率提升150%，從系統(tǒng)設(shè)計角度出發(fā)，由于電池串并聯(lián)數(shù)量大幅減少，不僅可緩解并聯(lián)電芯一致性的挑戰(zhàn)，還可減少50%的系統(tǒng)電氣連接部件，因此相較于280Ah方案，690Ah電池可實現(xiàn)“電池層級綜合成本降低10%以上，PACK和系統(tǒng)層級降本超過25%，集成效率提高75%，制造效率提升22%”。
此外，與貨架產(chǎn)品相比幾乎翻倍的系統(tǒng)能量密度，還能夠大幅減少儲能電站占地面積，帶來土地征收、現(xiàn)場施工的一系列成本節(jié)約，進一步降低項目總體建設(shè)成本。
除了降本，尋求產(chǎn)品差異化恐怕也是超大容量電芯加速到來的一大驅(qū)動力。
一方面，在寧德時代和比亞迪的示范下，新型儲能市場為電芯廠商提供了更大的想象空間，在這個仍未最終定局的生態(tài)圈里，儲能電芯廠商完全有機會爭取價值鏈上的更高生態(tài)位，而非像動力電池市場那樣，必須接受主機廠天然的強勢地位，此前各家廠商發(fā)布的500+Ah電芯無不配套有品牌儲能系統(tǒng)，正是電芯廠商在該領(lǐng)域“進取心”的體現(xiàn)。不過要想實現(xiàn)這一目標(biāo)，就意味著從被集成者向系統(tǒng)集成者的嬗變，對于系統(tǒng)集成上怎樣做出足夠的差異化，樹立自身品牌形象，電芯廠商自然會首先在自己的“基本功”上做文章。
另一方面，全新規(guī)格儲能電芯，意味著非標(biāo)自動化產(chǎn)線的定制開發(fā)與新增資本開支，有能力跟進這一技術(shù)與產(chǎn)品趨勢的廠商，往往也有著甩開中低端競爭者的防御性意圖。大容量電芯、鈉離子電芯等技術(shù)加速更新?lián)Q代，將有希望在一二線廠商與落后廠商之間劃出一道深刻的能力斷層，憑借有足夠差異化的電芯產(chǎn)品，頭部廠商將能夠更好抵御280Ah成熟技術(shù)體系內(nèi)“同歸于盡”式的價格拼殺，而無力向上升級的電芯企業(yè)，則必然將在跌跌不休的標(biāo)品行情中面臨加速洗牌。
上月舉行的電動汽車百人會論壇上，億緯鋰能董事長劉金成已經(jīng)提出了這樣的觀點，表示單純的價格內(nèi)卷沒有前途可言，出路在于提升技術(shù)和質(zhì)量水平，“大鐵鋰電池應(yīng)用在儲能，已經(jīng)在市場上有很好的響應(yīng)，我們也在積極建設(shè)生產(chǎn)線”。
盡管看似可收獲兩全其美的功效，但儲能電芯容量提升是否越高越好？在1000+Ah電芯已然面世的今天，這一問題的答案卻顯得愈發(fā)模糊。誠然，自寧德時代2020年率先推出280Ah大容量儲能電芯以來，容量提升帶來的效益有目共睹，但在“低垂的果實”被迅速摘取后，沿著這一技術(shù)思路繼續(xù)前進，將面臨收益與風(fēng)險的動態(tài)變化。儲能電芯是否與特斯拉當(dāng)年對大圓柱動力電池的分析那樣，存在一個成本與表現(xiàn)折衷后的“最優(yōu)”電芯容量？
現(xiàn)有研究表明，隨著電芯體積與容量同步放大，其內(nèi)部電流與溫度分布的不均勻性將更為明顯，在充放電過程中會出現(xiàn)較大的溫度梯度，而電池簇內(nèi)電芯排列越來越密集、間隙較小，對均溫散熱的挑戰(zhàn)進一步提高，與此同時，6米或12米長度的儲能柜中集成大量單體電芯，又面臨戶外環(huán)境溫度濕度的波動，因此不同區(qū)域溫差與溫升不一致性也加劇了熱電耦合系統(tǒng)設(shè)計的難度，匹配不當(dāng)，輕則直接影響電芯壽命，重則將產(chǎn)生熱失控的巨大風(fēng)險。
另一方面，從系統(tǒng)集成的視角看，儲能電芯與變流器（PCS）的整合往往并非開箱即用，而是需要根據(jù)電芯特性、串并聯(lián)架構(gòu)、交流測并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)等進行綜合優(yōu)化，例如良好的PCS控制策略，能大幅改善電池簇之間的SOH均衡問題，整體延長儲能電站資產(chǎn)使用壽命。
然而當(dāng)前令人眼花繚亂的超大容量電芯“軍備競賽”，正在給電池管理、熱管理和PCS子系統(tǒng)的匹配帶來更大的迷茫，面對龐雜的大電芯產(chǎn)品，PCS廠商定制開發(fā)往往會產(chǎn)生能否收回成本的顧慮。事實上，即便是卷起這股風(fēng)潮的各大電芯企業(yè)自己，由于全新規(guī)格電芯勢必?zé)o法與動力電池共線生產(chǎn)，因此同樣需要權(quán)衡其未來市場訂單能否覆蓋產(chǎn)線建設(shè)、設(shè)備定制等巨額投入。
更重要的是，從商業(yè)邏輯看，源網(wǎng)側(cè)儲能天然浸染著電力公用事業(yè)行業(yè)的風(fēng)格和習(xí)慣，與消費電子市場有著極大區(qū)別。相較于卷技術(shù)參數(shù)，儲能電站持有者、投資者更關(guān)注的是資產(chǎn)全生命周期運營的確定性與安全性，對于故障的容忍度極低，尤其強調(diào)“眼見為實”，即經(jīng)過長期規(guī)模驗證的結(jié)果，而非供應(yīng)商拿著產(chǎn)品手冊數(shù)據(jù)“自說自話”。
從這樣的視角觀察，不難體會到電芯規(guī)格的碎片化不僅無助于、甚至還在加劇其為系統(tǒng)集成商或投資方帶來的不確定感，而用戶實際的技術(shù)導(dǎo)入節(jié)奏，往往高度取決于少數(shù)幾家成熟供應(yīng)商的動作，而這些龍頭企業(yè)的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)品迭代，通常是基于供應(yīng)鏈整體情況與用戶價值綜合權(quán)衡后精準(zhǔn)出招，而并非單純在技術(shù)上錦標(biāo)式地追求“能做多大就做多大”。
這樣的規(guī)律，在新能源產(chǎn)業(yè)并非孤例，例如在風(fēng)電行業(yè)同樣可以看到，盡管國內(nèi)風(fēng)機廠商近年來競相比拼功率參數(shù)，18+乃至20MW產(chǎn)品發(fā)布會接二連三，但實際能夠被市場接受，走向并網(wǎng)的寥寥無幾，海外龍頭GE更是在近期公開宣布，將暫停18MW及更大額定功率的海上風(fēng)機研發(fā)制造計劃，轉(zhuǎn)而繼續(xù)對15MW平臺進行優(yōu)化，以避免浪費人力物力，穿越百年電力市場周期的GE此舉，與國內(nèi)企業(yè)形成鮮明反差。
耐人尋味的是，目前國內(nèi)儲能電芯雙雄寧德時代和比亞迪，不約而同在其新產(chǎn)品發(fā)布中淡化電芯容量這一指標(biāo)，而是將重點放在總體系統(tǒng)平臺可量化的經(jīng)濟回報和運營可靠性上，也足見領(lǐng)先廠商在市場策略上的老道與成熟。寧德時代在其季度業(yè)績溝通會上也談到，在儲能市場內(nèi)卷中，“公司堅持通過產(chǎn)品性能、品質(zhì)、服務(wù)參與競爭，而非通過低價來換取短期市場。儲能作為運營工具，目的是助力業(yè)主實現(xiàn)更高的回報率水平，這就要求儲能產(chǎn)品具備全生命周期成本競爭力、質(zhì)量競爭力，而非僅僅關(guān)注購置成本”。
總體而言，在電芯容量指標(biāo)上爭相內(nèi)卷，并不足以為電芯廠商提供穿越儲能市場周期的“特效藥”，從行業(yè)生態(tài)看，當(dāng)前廠商各自為戰(zhàn)的超大容量電芯，很可能最終將在市場選擇的作用下，重新向類似280Ah\314Ah的一種事實性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)收斂，而寧德時代無疑掌握著最大的定義話語權(quán)，其儲能電芯上年內(nèi)是否還有后續(xù)發(fā)布，值得高度關(guān)注，而具體到各家廠商，或許更應(yīng)立足于用戶本位而非技術(shù)本位進行價值思考與產(chǎn)品定義，少一些“自說自話”，切實確立以用戶需求為核心的思維。
