蜂巢能源科技有限公司 應用技術總監(jiān) 高春鵬出席論壇并發(fā)表主題演講——《新型電力系統(tǒng)中儲能的發(fā)展與思考》 。
以下為演講實錄：
高春鵬：各位專家，大家下午好，我來自蜂巢能源，今天分享新型電力系統(tǒng)中儲能的發(fā)展與思考。
我們知道現(xiàn)在全球碳中和已經(jīng)成為算使命性的話題，目前溫室氣體排放前四的國家，包括中國、美國、歐盟27國，包含英國和印度，整體排放量占全球55%。在如此嚴峻的形勢下，全球也有120多個國家宣布了考慮實現(xiàn)凈零排放的目標。
全球2050近零排放，這里面的電力、工業(yè)、交通占據(jù)了絕對的大頭，目前碳中和和碳達峰實現(xiàn)有兩個路徑，一個主要是減少碳排放，另外一個是碳吸收。在現(xiàn)在的階段，我們認為還是碳排放達峰的階段。主要手段就是大規(guī)模發(fā)展清潔能源，快速推進電能替代。
這里面像生產(chǎn)端主要是風電光伏和水電，在消費端主要像發(fā)展新型的電動汽車，包含節(jié)能減排和工業(yè)限產(chǎn)。
目前有兩大趨勢，促使整個電力系統(tǒng)發(fā)生了巨大改革。
第一，可再在能源發(fā)電比例將快速增加。
第二，電力在終端消費中占比快速提升兩種趨勢共同作用下電力系統(tǒng)也將發(fā)生巨大的改變。
從全球使用產(chǎn)生的碳排放來看，按照1.25℃的路線，預測到全球的發(fā)電比例到2030年會達到30%以上，到2050年會達到60%以上。電力在終端消費中的占比，可以看到基本上超過50%。
這兩個促進作用使整個電力系統(tǒng)發(fā)生新的改變，我們叫“新型電力系統(tǒng)”。它存在波動、不確定，負荷由無源變?yōu)橛性?，對于電網(wǎng)的安全挑戰(zhàn)巨大。
儲能具備能量存儲和釋放的雙向調節(jié)能力，已經(jīng)成為整個新型電力系統(tǒng)的剛需和標配。
這個就是在發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側的應用，整體上可以維持各個環(huán)節(jié)發(fā)電與用電的動態(tài)平衡。
整個儲能還是屬于政策驅動型的市場情況，目前也是期待進一步的進行市場化運作?，F(xiàn)在整體上，風光配建儲能是作為第一大儲能的裝機促進因素，整體上，儲能本身的價值還沒有充分被挖掘出來，比如說它的功能僅僅是功能性保障，沒有體現(xiàn)出經(jīng)濟價值。
在未來，隨著電力市場的開放，儲能會積極參與到整個電力市場里面，并且會用這個價格去體現(xiàn)價值。整體的利用率也會大幅提高，收益也會得到保障。
我們看2022年6月7日，國家發(fā)改委和能源局《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運營的通知》，它里面有幾個關鍵點。第一，原則上像風光配建儲能可以轉為獨立儲能的，風光火儲一體化項目除外。同時，鼓勵新能源場站和儲能聯(lián)合作為整體參與整個電力市場；也鼓勵探索“部分容量獨立，部分容量聯(lián)合”兩種方式同時參與整個電力市場。
未來獨立/共享儲能是一個趨勢，鼓勵進一步拉大現(xiàn)貨市場上下限價格，同時獨立儲能向電網(wǎng)送電，不承擔充電輸配電價和政府基金費用。
我們看一下，其實從2017-2020年整體上儲能的裝機量一個是抽水蓄能，另外一個是電化學儲能。電化學儲能是整個受電動汽車產(chǎn)業(yè)鏈的推動，它已經(jīng)成為整個儲能主流路線，這里面鋰電池已經(jīng)成為主流路線，一個是效率高，建設周期比較短，還有它的響應速度會比較快。
我們評估了一下，基本從2021-2025年，全球累積儲能新增超過800個G瓦時，這是比較大的市場體量。整個儲能未來可期，挑戰(zhàn)也是同樣存在的。
第一個挑戰(zhàn)就是安全，我們知道僅在2022年上半年已經(jīng)發(fā)生了14起儲能火災，儲能的安全其實也是一個系統(tǒng)性的問題，不單全是電池的問題，包含了電池的管理系統(tǒng)、預警控制、運行環(huán)境等等問題。
另外一個挑戰(zhàn)是壽命的問題，目前電化學儲能、鋰電池儲能壽命預期10年，一般經(jīng)濟測算按照10年算的。10年跟現(xiàn)在所說的風電光伏的25年，差距還是比較大的，這是我們電池企業(yè)發(fā)展的一個目標和訴求，并且現(xiàn)在是6400左右的電芯，未來是12400，15400，我們也在做這方面積淀。
第三個挑戰(zhàn)是成本?，F(xiàn)在統(tǒng)計近10年降了85%，最近整個碳酸鋰的價格飆漲，甚至到47萬元每噸，這個價格原則來說，不是完全市場化的趨勢的情況。所以，整體上我們預測到2025年，整體還是呈現(xiàn)下降的趨勢，主要的一個點，對標的就是整個光儲跟脫硫煤電價的對比情況，我們認為如果是超過脫硫煤電價，整個光儲市場會產(chǎn)生爆發(fā)性增長，光伏+儲能也被譽為“新型煤電”。
智能化這塊，因為目前整個電力系統(tǒng)源網(wǎng)荷都粘合比較緊湊，未來有瀑布式單向流動的轉變?yōu)殡p向、互動、自治、協(xié)作的能源互聯(lián)生態(tài)，未來的分時電價的終點會是電力交易/現(xiàn)貨交易，所以我們需要布局智能化的儲能系統(tǒng)。
下面講一下蜂巢能源在儲能方面的思考。
首先，我們認為安全和耐用是整個儲能發(fā)展的基礎，智能化也是我們儲能的發(fā)展方向，我們提出了“3S”儲能安全理念。這里面最關鍵的叫“安全”，這個也是整個儲能系統(tǒng)0和1的基本保障，我們提出了“3W”，包含全電芯安全，包含所有電芯的狀態(tài)可檢測，所有電芯過充過放過熱保護，所有電芯的泄露、濫用要精確識別到；再就是全方位的安全，包含整個系統(tǒng)的，也包含像化學安全、機械安全、電氣安全、功能安全、消防安全；全生命包含整個全生命周期運行的數(shù)據(jù)監(jiān)控、存儲、大數(shù)據(jù)分析，危險部件提前預警、壽命預測，包含自由化的運行和智能化。
這個是我們開發(fā)的3S+3W儲能系列產(chǎn)品，一個是主要面向規(guī)模應用的，像大型的集裝箱的，單元的柜式的和液冷儲能，還有小容量，這個基礎就是我們的VDA和刀片電池打造的。同時我們在布局能量管理系統(tǒng)和云儲能大數(shù)據(jù)綜合服務平臺，目前在智能化方面，也是公司重點發(fā)力的方向。
這是我們的大型儲能的產(chǎn)品，主要是高可靠、高安全和高智能，主要應用的場景就是像大型風光電站、變電站、大型工商業(yè)園區(qū)。
單元儲能是我們面向主要是用戶側，第一個特點是靈活，超高自由度的布置，像正面的、側面的都可以靈活布置。主要是通過標準化，實現(xiàn)從人力成本、管理成本、時間成本、售后成本、物料成本全方面降本。
中型儲能主要是面向互用的，包含現(xiàn)在講的光儲充檢這種應用場景，它本身可以做事態(tài)并聯(lián)的，可以充分地適應像我們在一個中小型的快充電站。
這是液冷儲能，最早算是特斯拉帶起來的，目前在國內逐漸推廣開來，主要的特點就是它的功耗、溫度控制比較好，整體比較緊湊，目前我們也在開發(fā)像1000V、1500V雙電壓平臺的產(chǎn)品，加上我們公司車規(guī)級的理念，所以整體上產(chǎn)品還是比較不錯的。
這是我們另一塊產(chǎn)品，主要基于蜂巢能源目前推的短刀系列的儲能電芯打造的，我們中間去掉了大Pack，直接集成到簇，我們叫“一體化簇，一簇一包”。
這是我們推的兩款電池，第一個電池是傳統(tǒng)的VDA的電池，實現(xiàn)整個循環(huán)壽命6000次以上，甚至到7000次，不同的使用環(huán)境。刀片電池現(xiàn)在主要是325Ah，也是基于GWh級別重點打造的，我們也基于刀片本身的結構，做整個體系、整個結構的創(chuàng)新。
這是智能化的EMS和云儲能大數(shù)據(jù)平臺，未來像智能交易，包含能源聚合會是整個儲能發(fā)展的一個趨勢，所以我們會在這方面重點布局和發(fā)力。
這是我們的解決方案，主要這里面通過儲能+云儲能大數(shù)據(jù)服務平臺，衍生出綜合運營和能源服務，整個推動綠色能源互聯(lián)和數(shù)字互聯(lián)。
下面簡單介紹一下蜂巢能源，蜂巢能源整體是2012年屬于長城汽車的動力電池事業(yè)部，我們在2018年正式獨立?，F(xiàn)在經(jīng)過4年的發(fā)展，2022年最新的動力電池排名，我們也進入到全國前6，發(fā)展也是比較快的。
這是我們全球的布局，目前基于中國的長江沿線去做整個產(chǎn)能的規(guī)劃，在德國像法蘭克福我們也布局了電池和系統(tǒng)的工廠。
這是我們的研發(fā)和生產(chǎn)基地（如圖）。
我們儲能這塊首先是基于核心部件，包含這里面的電芯、模組、BMS和大數(shù)據(jù)管理平臺，同時中游是儲能系統(tǒng)，后面衍生出所謂的金融方案，包括合作過一些基金等等。
這個算是我們從底層的優(yōu)化，現(xiàn)在主要的電池路線可能有兩種，一是卷繞的，一種是疊片的，我們選擇的是疊片的路線。整個疊片會實現(xiàn)邊角的利用率更高，整體的熱管理包含硬力比較好，整體上成本和壽命都會有很大的優(yōu)化，并且會更安全。基于這個刀片，我們打造了前面說的整個系統(tǒng)的產(chǎn)品。
其實疊片有一個最大的劣勢，因為之前沒有產(chǎn)業(yè)鏈推動的情況下，疊片的制造速度比較慢，速度慢就會影響到整個電芯的成本，目前蜂巢能源在去年開發(fā)了0.125秒每片超快速度的疊片，這種疊片方式超過了我們的卷繞，實現(xiàn)了整個刀片電池成本全面優(yōu)化。
這是我們在電池方面的創(chuàng)新，整體上我們也是通過AI技術，結合大數(shù)據(jù)、仿真，適配長壽命的柔性包、材料，包括結構，包含一些表面的活性優(yōu)化，整體循環(huán)可以提升20%，這是常規(guī)的。預鋰我們現(xiàn)在也做，正極預鋰加長壽命石墨，包含負極預鋰我們在做，負極預鋰目前是4000次可以實現(xiàn)零衰減
這是我們的技術路線（如圖）。
這是我們的測試和仿真能力，現(xiàn)在實現(xiàn)儲能層面的電芯、模組到系統(tǒng)層面的全面仿真。
我們牽頭了行業(yè)第一個儲能大數(shù)據(jù)平臺的設計規(guī)范。
這是我們一些典型的交付項目（如圖）。
謝謝！
