车规级储能电芯的应用成为远景逐鹿下一阶段储能市场的利器。

文 | 谭潮

刚刚过去的上个周末,在首钢国际会展中心这座用钢厂遗址改造、充满着工业朋克风格的园区里,举办了第十一届储能国际峰会暨展览会。大疫三年之后,业界被抑制已久的交流需求急剧觉醒。储能圈内的头部玩家和新晋势力,都在竞相发布展示各自的新品,朝着置放着王冠的技术山巅不断爬坡。

远景储能:打造第三曲线

在业内率先推出305Ah大容量储能专用电芯的远景动力,于本届展览会上,又再度发布12000次长循环寿命的315Ah新品。更长寿命、更大容量、以及更安全可靠的设计,这款电芯将行业的工业进步“卷”向了一个新的高度。

经过数年的精心布局和高速增长,储能版块已经悄然成长为远景科技集团继风电、动力电池之外的第三增长极。CNESA近日发布的《储能产业研究白皮书2023》显示,在国内和全球储能系统出货量的两个榜单上,远景能源均进入国内企业前十——其中国内市场排名第五、全球市场排名第七。

而作为储能电芯技术供应商的远景动力,也进入到全球前十的行列—— 2022年,远景动力的电芯出货量超过3GWh,截至目前的在手订单超过70GWh。

重新定义储能电芯

当前,中国储能市场浪潮澎湃,正大踏步朝着2.0时代迈进。

根据CNESA数据,2022年,新型储能新增规模创历史新高,达到7.3GW/15.9GWh,功率规模同比增长200%,能量规模同比增长280%。在过去的几年间,每年新增投运的市场规模,几乎都相当于过去的历史总和。而这一狂飙的趋势,在接下来相当长的时间里还将继续保持。CNESA预测,未来五年,保守场景下,年平均新增储能装机为16.8GW;如果是理想场景下,年平均新增储能装机将高达25.1GW。

与此同时,伴随着市场规模的急剧膨胀,储能行业许多长期以来存在的问题和挑战正在被放大审视。

首先是安全问题。韩国储能产业曾经发展非常迅猛,但在经历一连串爆炸起火等事故之后,该国储能产业基本处于冰封状态。类似的安全问题在国内也有发生,根据中电联发布的一份报告,2022年1-8月,全国电化学储能项目非计划停机达到329次,安全性始终是行业发展的首要条件。

其次是度电成本依然高企。当前,电芯本身的材料成本,以及电芯循环寿命的原因,储能充放电的度电成本依然较高。由于储能不是发电设备,不产生电能,储能的价值只能在充放电过程中实现,提升循环寿命是降低系统度电成本的关键。

第三是软硬件协同的挑战。储能可以应用在电源侧、电网侧和用户侧等不同的场景,能实现多重价值和功能,但这些功能都需要软硬件协同来实现。当前市场上软硬件协同水准良莠不齐,成为影响储能行业健康发展的一大痛点。

这些挑战与痛点,倒推回来,便是对产业链上各环节的产品本身提出了更高的要求。以电芯为例,从前两年开始,业界认为,储能电芯在产品路线、技术标准、场景应用和产业生态上,都是一个独立的赛道,由此形成了需要生产储能专用电芯的共识,一些企业率先试水。最新的消息是,4月9日,特斯拉与上海方面签订合约,特斯拉储能超级工厂项目落户临港新片区。这座工厂将规划生产特斯拉超大型商用储能电芯(Megapack),未来建成投产后,年规划产能约为40GWh。

远景动力则是在其各大电池基地规划之初,便前瞻性地将储能产线独立出来。目前远景动力在国内无锡、鄂尔多斯、十堰三大基地,已建成多条储能电芯专用产线,2023年年底产能将达15GWh。而在海外,远景动力已在美国、日本、英国、法国、西班牙设立电池基地,并规划布局多条铁锂储能电芯产线,预计最快明年可在美国实现储能电芯产线的量产。

远景储能:打造第三曲线

本届展览会上,远景发布的315Ah储能专用电芯,即是在此战略规划之下最新的产物。它从系统集成反过来定义电芯的能力,从系统排布上寻求容量上的最优解。

同时它还打破了电芯在能量密度和循环寿命上不可兼得的矛盾:单颗电芯容量做到1008Wh,实现了一颗电芯一度电;同时把循环寿命提升到了12000次,可以实现储能系统一天一次充放电25年安全可靠运行,这将更加匹配风光基地配储的寿命要求,从而大大减轻业主方的项目周期投资。

据远景动力铁锂电芯开发总监徐永刚介绍,对标目前行业主流的280Ah电芯,315Ah电芯的能量密度提升了11%,循环寿命提升了50%。“通过材料和工艺的创新,我们实现了五年电芯的能效保持率高达95%以上,全生命周期衰减后容量始终保持在70%以上,结合高度集成的系统设计,大幅降低了系统的度电成本,提升了储能项目的经济性。”

为打造315Ah这款新一代产品,远景的工程师们解决了大量的技术挑战。

材料技术创新方面,正极材料采用了纳米级的磷酸铁锂材料,通过调整大小粒径的比例和粒径分布实现高压密,实现电性能和循环寿命的双提升;负极材料则采用表面钝化技术,降低存储过程材料活性,减少锂耗提升循环寿命;选择高浸润的电解液进一步提升材料的稳定性,这样化成时间可减少40%,初始电阻降低10%,提升了整个电池的动力学性能,降低析锂风险;同时还通过补锂缓释技术,在全生命周期稳定地弥补锂损失,从而延长电芯循环寿命。

除了原材料的创新之外,远景在电芯工艺上也进行了改进提升。比如采用一体化注塑结构盖板,结构高度精简,过流能力强,确保全生命周期结构稳定性;此外还引入膜片压花技术,可以有效解决电芯在充放电后可能产生的皱褶和厚度不均问题。

值得一提的是,远景的电芯产品已经在过去的十五年里应用在超过80万辆的动力汽车和150多个储能项目上,至今依然保持着零重大安全事故的纪录。

随着储能产业的高速发展,储能电芯也进入大制造的时代。安全问题频发的背后也是对储能电芯产品一致性的挑战,在储能制造发展之初,行业并没有明确的储能产线标准。如何更好定义储能电芯的制造,打造出高一致性的储能电芯产品?远景提出要以车规级的标准体系来打造储能专用电芯产线。

“车规级的制造,更多的是看体系,我们经过了很多国际大厂比如奔驰、宝马等头部车企的检验,他们从头到尾调研整个公司,也检验我们储能的产线,从资源、技术、质量、制造、工艺、测试、供应链管理等所有环节检验我们按照高标准来管理我们的产线。” 远景动力储能销售负责人徐有斌介绍道。

正是经过这套高规格的体系要求,远景动力要求延续这套车规级的质量管控标准去管理储能,重新定义储能电芯产品的制造标准。

全栈技术的储能战力

“成本、产品、效率。未来能够留在这个舞台上的一定都是全栈自主研发的企业,单靠集成的公司在这个行业肯定是不可持续的。”远景能源高级副总裁田庆军认为,未来储能竞争会异常激烈,不仅是价格,在成本上也要承担巨大的压力。

作为一家绿色科技企业,远景在储能这条赛道确立了“全栈技术能力”的发展道路:即从电芯、BMS、PCS、EMS等储能系统主要的零部件全部由自己研发生产,这在储能厂商中较为少见。打通主要零部件,既可以降成本,也能保持产品设计的一致性和系统集成的性能,还可以加快新产品的研发和推出,这样更有利于放开手脚到市场上去竞争。

田庆军推断,当电网把这些储能项目逐步都接入到电网系统之后,产品质量和安全性,都将暴露无遗。谁好谁坏,电网就是一面照妖镜,不少企业可能很快面临被迫出局的危机。

“以前风机也是,有补贴的时候,多发点电少发电都无所谓,现在谁敢用差的?价格高一点都不敢用,所以对成本的要求,对产品的要求,对系统效率的要求,将来都是非常高的。储能也会完全进入市场化,用市场来进行优胜劣汰。”

产品—市场—研发,即将迈入2.0时代的储能行业,迭代循环逐渐形成,储能工业之轮正朝着辽阔的原野滚动起来。

在这个行业整体突围升级的时代隘口,全栈技术能力让远景拥有率先突围的底气。在技术上信奉长期主义,以及围绕可再生能源与智能物联科技的生态布局,是远景得以构建全栈技术能力的关键。

远景储能:打造第三曲线

远景全栈技术能力的锻造,主要基于以下基础:

首先,远景深耕风电行业十几年,对传统能源、新能源在电网中的应用以及如何支撑电网的经验,有着充分的理解,也锻炼积累了一大批电力电子相关的专家人才;

第二,远景的电池版块,也是有着十五年的基础。2019年,远景正式收购日本尼桑旗下的AESC电池。经过深度技术整合和创新,不仅获得像奔驰、宝马、雷诺、马自达这些新的客户,又开发出磷酸铁锂路线,储能专用产线也在全球布局构建;

第三,是远景的数字智能技术。远景的EnOS™ 物联操作系统,采用云端部署+云端运维的产品架构,集成锂电池、BMS、PCS、热管理、消防等子系统,对整个储能场站进行全景监控、能量管理和风光储的协同控制;远景的储能伽利略系统能实现云边协同,智能预警,还能为交易赋能,提升度电收益。

远景新一代液冷智慧储能产品,搭载着315Ah大容量电芯,并结合高度集成的液冷设计,20ft单箱可做到5MWh,能量密度行业最高。同时也支持肩并肩布置方式,100MWh项目可节约占地面积40%以上。

掌握可再生能源、储能、能源物联网领域最底层的关键核心技术,正是远景的核心竞争力所在,通过全栈技术战斗力,去打造第三增长曲线。

除了全栈技术能力,远景也在向更广义的产业链全栈延伸。在原材料的供应保障上,远景动力全球首席执行官松本昌一曾在接受采访时表示,主要有以下三点:

第一,与原材料方面达成直接战略合作,在供给上形成第一层保障;

第二,与相关的商社、贸易公司进行深入合作,参与原材料界的相关项目,在流通端夯实第二层保障;

第三,直接与正极、主材相关的供应商进行直接的接触和直接的战略合作。

此外,松本昌一还预计,到2028、2029年以后,可回收材料将成为远景动力重要的原材料供应渠道,并在中国、美洲、欧洲或日本建立独立而完整的动力电池产业生态,形成本土化闭环。

2.0时代的新型储能市场,既是一个几何级增长的产业原野,也是储能行业从草莽走向健康成熟的关键阶段,更是百家争鸣之后各家企业更为残酷的产品技术精进之旅。只有全行业坚守对技术、产品和市场的长期主义,储能产业才能越过泥沼,迈向一个空前广阔的光明未来。


点赞(0)

评论列表 共有 0 条评论

暂无评论
立即
投稿
发表
评论
返回
顶部