儲能專用電池即將登場,中國電化學儲能年增長進入“GWh”時代

在等待與醞釀多年之後,中國電化學儲能產業在2018年終於迎來真正意義上的元年——電化學儲年度能新增容量市場規模進入了“GWh”時代。

根據中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會的統計,2018 年新增投運電化學儲能項目的裝機規模為 612.8MW/1738.6MWh, 年新增容量規模首次超過 1GWh,我國電化學儲能年度市場增長步入了“GWh 時代”。

這意味著中國電化學儲能產業真正進入了規模化、快速發展的時代,其背後的推動力無疑是2017年10月五部委頒佈的《關於促進儲能技術與產業發展的指導意見》。

2018年行業內已經真切地感受到了政策的刺激力量,因此這一文件以及後續將推出的配套政策,將繼續推動中國電化學儲能產業快速發展。

從全球來看,電化學儲能產業也進入了新時代。根據中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會的統計,截至 2018 年底,全球電化學儲能市場累積裝機功率規模為6058.9 MW,2018 年複合增長率62%,繼續保持高速增長態勢。

根據美國清潔能源與技術諮詢公司Mercom資本集團的統計,2018年,全球對儲能公司的風險投資增加了19%,企業融資總額為8.5億美元, 2018年儲能獲得風險投資的企業數量由30個增加至49個。

在儲能產業鏈中,鋰電池公司和儲能系統公司成為最受關注的企業。在2018年融資金額TOP5的儲能企業中,3家是鋰電池公司,2家為儲能系統公司。其中固態電池企業QuantumScape以1億美元的融資榮登2018年儲能企業融資榜首。

電網側儲能後來居上

在快速發展的中國儲能應用產業中,結構分佈發生了明顯的變化,從2017年前以用戶側為主轉變為以電網側為主。

根據中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會的統計,2018 年電化學儲能市場要的增速動力來源於電網側儲能,對應新增裝機規模達到 242MW,佔新增總裝機的39%佔各類儲能應用之首。

從2018年電網側儲能項目的分佈區域來看,江蘇、河南電網側儲能市場爆發,年內投運規模位居全國前列,最受市場關注。湖南、甘肅和青海等地的項目正在逐步釋放,值得期待。

值得注意的是,根據專業機構的不完全統計,2018年在建和投運的電源側儲能項目規模超過200兆瓦。從儲能項目類型來看,調頻儲能類項目數量多,累計規模最大,其次是“可再生能源+儲能”項;而調峰儲能項目屈指可數。

儲能專用電池登場

做出2018年是中國電化學儲能產業元年的判斷,不僅是基於市場規模,更重要的是產業開始觸及一些關涉行業未來的根本性問題,比如儲能專用鋰電池研發應用。

2018年11月,寧德時代副董事長黃世霖公開表示,未來動力電池和儲能電池技術路線會分開。

對此,另外一家行業代表億緯鋰能儲能事業部總經理陳翔則表示完全同意這一觀點。上海國軒新能源(合肥)儲能科技有限公司總經理彭明鴻則進一步提出,市面上基本沒有真正的儲能電芯,各大動力電池廠家都未投入專門的儲能電芯產線。

如果彭明鴻的說法是對的,那麼我們經常看到的各種機構統計的儲能項目用的是什麼鋰電池呢?顯然只能是動力電池。

至此,這一業內大家都在私下討論但很少有人主動公開的重大命題進入了公眾視野。無疑,這是行業的一個重大進步。那麼動力電池與儲能電池有哪些分別呢?

第一,從應用場景來看,動力鋰電池主要用於電動汽車、電動自行車以及其它電動工具領域,而儲能鋰電池主要用於調峰調頻電力輔助服務、可再生能源併網和微電網等領域。

由於應用場景不同,電池的性能要求也有所不同。動力鋰電池作為移動電源,在安全的前提下對於體積(和質量)能量密度儘可能有高的要求,以達到更為持久的續航能力。同時,用戶還希望電動汽車能夠安全快充,因此動力鋰電池對於能量密度和功率密度都有較高的要求,只是因為出於安全性考慮,目前普遍採用1C左右充放電能力的能量型電池。對於儲能應用而言,因為絕大多數儲能裝置無需移動,所以儲能鋰電池對於能量密度並沒有直接的要求,至於功率密度,不同的儲能場景有不同的要求。

中科院電工所儲能技術研究組組長陳永翀曾指出,對於電力調峰、離網型光伏儲能或用戶側的峰谷價差儲能場景,一般需要儲能電池連續充電或連續放電兩個小時以上,因此適合採用充放電倍率≤0.5C的容量型電池;對於電力調頻或平滑可再生能源波動的儲能場景,需要儲能電池在秒級至分鐘級的時間段快速充放電,所以適合≥2C功率型電池的應用;而在一些同時需要承擔調頻和調峰的應用場景,能量型電池會更適合些,當然,這種場景下也可以將功率型與容量型電池配合一起使用。

第二,相對於動力鋰電池而言,儲能鋰電池對於日曆使用壽命有更高的要求。新能源汽車的壽命一般在5-8年,而儲能項目的壽命一般都希望大於10年。動力鋰電池的循環次數壽命在1000-2000次,而儲能鋰電池的循環次數壽命一般要求能夠大於3500次,並且希望通過開發新型的運維再生技術,達到超長的日曆儲能壽命。

第三,在成本方面,動力鋰電池面臨和傳統燃油動力源的競爭,儲能鋰電池則需要面對傳統調峰調頻技術的成本競爭。另外,儲能電站的規模基本上都是兆瓦級別以上甚至百兆瓦的級別,因此儲能鋰電池的成本要求比動力鋰電池的成本更低,安全性也要求更高。

正是基於動力鋰電池與儲能鋰電池有著眾多的區別,為這一應用場景開發專用電芯也將成為可能。隨著中國儲能應用產業進入大規模時代,儲能專用鋰電池的生產已如弦上之箭、蓄勢待發。據瞭解,國內已有如果電池企業如合肥國軒、億偉鋰能正在進行儲能專用電芯的研發,儲能應用專用電池的步伐也越來越近。


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