2025中国储能展 电力系统究竟需要什么样的电池储能?
2025中国储能展 电力系统究竟需要什么样的电池储能?
发布日期: 2024-12-21 17:23:09
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  作为一个储能行业的观察者,笔者从2018年6月开始思考观察储能,尤其是以“锂电”为代表的新型储能,在这几年的快速的提升中,锂电储能装机已超越抽水蓄能,用“一日千里”来形容一点也不为过。

  2023年中旬《储能100人》曾举办《储能100人岭南论坛》,曾邀请过电力集团、储能系统集成商等上下游产业人士一同探讨《新能源时代—储能产业的健康可持续发展》,并在会后将会议纪要呈报给了上级主管部门,让主管部门能够真实了解行业发展的真实现状。

  大家认为,锂电储能确实可以支撑电力系统的日内调节,未来可能走向4h甚至更长,但并不适合未来电力系统对长时储能的刚性需求,尤其电池循环寿命在应用中与厂家的宣传差距太大,达不到电力系统对储能“安全高效、经济性和绿色环保”的客观要求。

  在中国,抽水蓄能与新型储能一直是并行发展,新型储能发展非常灵活,三个月就可以建好一个电站,能够快速布局。当前此阶段,某些地区对储能的需求并不大,现在山东、湖南等地锂电新型储能已然浮现了供需不匹配的情况,问题已十分突出。

  究其问题大多有三个方面:市场对储能的需求远远达不到要求、储能设备可靠性有待加强以及没有成熟的收益模式。

  在当前的条件下,电网也被架在火上烤,在低价竞争的情况下,大家都在说自己的产品是可靠安全的。但最近一段时间以来,为什么有那么多的频繁事故呢?2024年至今国内外公开的火灾事故就有15起,仅9月份就有多项事故爆发,上至源头宁德时代锂电生产基地起火,下到终端阿里云数据中心火灾;在美国圣地亚哥,电池储能系统大火连烧13个小时;在印度维沙卡帕特南与加拿大蒙特利尔港,各有装载锂电池的40英尺集装箱在两座码头熊熊燃烧。

  铁锂电池用在电动汽车上最多不过100度电,这和用在大规模储能上有着本质区别。连宁德时代董事长曾毓群也承认,1个GWh电站有100万颗电芯,让PCS、BMS、EMS等一起协奏进入电力系统不亚于造一个大飞机。这其中层级众多、接口繁杂,每颗电芯安全检测及故障预警、整个场站的监控运维、海量运行数据的存储与分析,都需要设备商具备强大的协同控制及软件能力,仅靠终端的数据,很难去估算系统的状态。

  宁德时代2023年正式进军系统集成领域,公开说电池单体失效率已达十亿分之一,但有常识的人都知道,电池好不代表系统好,电池不等于直流侧系统更不等于储能系统,用了一线品牌电池出现储能事故的案例并不鲜见。这并不是否定当下的铁锂技术,电化学储能作为一种基于化学反应原理的技术,很难做到绝对100%安全,但这不一定影响人们的安全使用。关键是要将它的不稳定、不可控的安全风险降到足够低,将事故影响控制在人们可接受的范围内。

  众所周知,在这其中专业系统集成商的作用很关键,从表面上看,系统集成商只是把电池、PCS、BMS、温控等设备做了组装和集成,因为处于整个产业链中相对较轻的环节,所以外界对其有一个很大的误解:做集成,很容易。

  因为海外市场目前条件很成熟,考验的是一个集成商的核心能力,目前从纯电芯背景的厂家来看,只有比亚迪因为起步早在全球具备做到直流侧和交流侧一体化的能力。

  系统集成归根到底要靠技术驱动而不是资本。根据中国电力企业联合会《2023年度电化学储能电站行业统计数据》,电化学储能电站非计划停运占比57.25%,主要由电池、PCS、BMS、EMS等因素造成,其中电池因素占比32.72%。投运5年以上的电站能效平均降低6%以上,极大程度影响了电站的可靠性,甚至设备提前退役。

  在第12届储能国际峰会上,华为数字能源中国区副总经理张光辉、宁德时代ESS CTO许金梅均指出,这一问题主要是受限于储能锂电池性能达不到要求,主要是单位体积内的包含的能量低、有效容量不够、调峰能力不够,充不满放不光、过充过放情况兼而有之;储能电芯寿命短(5到7年)、储能衰减过快。

  请问目前电池的中等水准达到电力系统对储能的安全高效要求了吗?说电池好就代表系统好,到底是谁在混淆视听?

  储能系统的经济性和真实的循环寿命有关,因为属于事后验证,电池的循环寿命被业内称之为“玄学”。

  电池厂家一般给的都是实验室25度恒温条件所做的测试,实际运作情况要复杂得多,新能源场站大多位于西北,夏天高温冬天低温的情况是大多数,根本不可能25度上下恒温运行。

  另外电池循环寿命和实际工况高度相关,用于调频和削峰填谷是截然不同的。《光储星球》曾撰文写道,对于没有认知的用户来说,循环数下面的工况用户既看不懂并且和实际使用的工况也不一样,另外有能给10000次、12000次和无限制循环质保的,用户为啥要选这6000次循环的。

  这就是导致电池行业循环寿命在对外宣称一次比一次高,宁德时代在2019年举办的深圳储能大会上,曾公开宣称要量产10000次以上的循环寿命,而如今在其网站宣传册上280Ah分别为7000次和9000次(这还是在70%SOH情况下,行业一般指80%SOH)》。有集成商反馈,实际签约还低于宣称的数据。

  根据笔者走访发现,目前业界0.5C储能系统大概的平均循环寿命在3500-4000次,个别优秀的公司能够做到5000次左右。

  在宁德时代强势的地位面前,系统集成商有苦难言,每当电池循环寿命一轮高过一轮时,负责任的系统集成商都不会去鼓吹循环寿命,从不公开宣传自己系统的循环寿命有多少。

  在几天前的世界储能大会上,凝聚态物理博士专业的曾毓群董事长宣称宁德时代天恒系统能达到“5年零衰减、系统15000次”的循环寿命,一时间有人赞叹,有人质疑。

  《赶碳号储能》曾发表过一篇文章,《宁德时代的“五年零衰减”:是技术突破,还是营销噱头?》里写道,另一top2电池厂家的人说,电池技术有极大几率会出现小的改进,但不可能在短期内出现质的飞跃,彻底实现五年0衰减在现阶段不现实。

  根据中国电科院数据,我国功率型储能预期寿命是10年,但实际运行寿命平均不足3年。电池系统实际循环寿命和电池单体实验循环的寿命之比预期是0.85 以上,实际平均不足0.5。能量型储能系统的预期寿命是15年,但实际运行平均寿命不足8年。在这8年中,即便每天一充一放,总循环次数也不超过3000次。

  宣称电池五年0衰减,日历寿命一般可以达到20年至25年,循环寿命一般可以达到12000次,甚至15000次,在实际运行中这些指标要么达不到,要么压根儿用不上。

  如果各电池厂家从2021年起陆续宣称的三年0衰减或12000次循环寿命真的能在实际运行项目中实现,为什么到今天业主都没有把这些电池关键性能指标写入标书?是不是写入了也达不到呢?

  文章认为,产生这样一些问题的根源在于以宁德时代为代表的国内电池厂家把夸张的电池技术指标当做获取市场关注度、赢得竞争优势的手段。现在的市场是以博眼球的营销动作推动的市场,而非以真实的技术进步引领的市场。

  不负责任的厂家宣传新型储能全生命周期成本已低于抽水蓄能,按照目前风电光伏的度电成本,20年全生命周期内可完全实现平价上网。为什么发电集团在集采时,储能系统(包含电池)只整体要求只质保5年,到底谁在说谎?

  针对这些质疑,宁德时代作为上市公司,事关证券交易市场投资者、项目投资人与系统集成客户乃至下游的电力系统客户的利益,宁德时代却从未公开回应过。

  《电池中国》曾报道,三元电池中的镍、钴、锰等元素含量均较高,当退役电池进入回收处理环节,能提取其中的镍、钴、锰等金属材料用于加工制作电池的正极材料,实现资源的有效循环利用。据了解,目前镍、钴、锰的回收率可达99%以上。

  可以看出,三元电池的回收是能挣钱的,所以很多回收企业已经积极在做这一块。

  像华友钴业、格林美、邦普、赣锋等不少企业已经将这一块蛋糕做大,并且利用回收的材料再循环,向下游前驱体、三元正极材料环节布局。

  不过,磷酸铁锂就没这么好的“归途”了。“磷酸铁锂最大的一个问题是它的回收成本比较高,经济性比较低。”一业内人士表示。

  在技术方面,废旧电池拆解、成分分离和提纯等关键技术尚待突破,导致回收过程中资源浪费和环境污染问题难以解决。在回收过程中,需要对电池的正负极材料来分离和提取,磷酸铁锂材料较为松散,难以完全分离提取,同时石墨负极也容易受到污染,影响二次利用的效果,电解液中的有机溶剂也会对环境能够造成危害。

  由于回收难度大,磷酸铁锂电池的回收率较低,多数被弃置在环境中。这不仅导致了电池中的有害于人体健康的物质对环境能够造成污染,同时也浪费了电池中有限的资源,增加了环境负担。这些有害于人体健康的物质可能会长期残留在土壤和水中,对生态环境能够造成不可逆的影响。

  作为大规模应用在电力行业的电池首先应该是环保的、可回收的,新能源绿色安全,关系到我国重大的能源战略转型,如果打着为可再次生产的能源好的名义兜售电池,这与国家绿色环保的要求和习的“美丽中国建设”理念背道而驰。

  安全、绿色、高效是新时代能源电力高水平发展的三个关键因素。逐利是商人的天性,无可厚非。但在安全、绿色、高效三重要求都没达到的情况下,打着为新能源发展的旗号,以“零碳”电网名义,以破坏环境为代价的企业称不上伟大企业。

  《储能100人》此次为什么着重关注宁德时代,作为一家年营收超4000亿,利润超400亿的企业,是储能行业市值最高的企业,是名副其实的行业领军企业,对引导行业健康发展有着不可推卸的责任。

  现实却是,宁德时代董事长一边呼吁高质高价,而另一家合作伙伴鹏程无限,却在最近的大唐集团集采中投出了不到0.47元/Wh的次低价,宁德时代则以“倒数第三高”类似标王的身份出现,这是否扰乱正常的市场之间的竞争?让众多中小企业苦不堪言。根据鹏程无限公开信息,鹏程无限可使用宁德时代授权的技术生产其储能电池及电芯、模组、电箱、电池柜等产品,同时宁德时代还将为授权产品提供售后服务。

  2024年3月5日,习在参加他所在的十四届全国人大二次会议江苏代表团审议时指出:“要牢牢把握高水平发展这个第一个任务,因地制宜发展新质生产力”。目前,发电集团的共享储能商业模式尚未得到解决,再大规模去推独立储能显然是不合时宜的,发展任何形式的储能都要遵循“全社会用电成本最优”的方式,正如一位读者朋友留言,“这就像野蛮人进入能源互联网,让电力人无法释怀”。

  【2025中国新能源电池行业开年首展】 2025第20届中国南京国际电池及储能技术博览会再相会南京,中国电池展作为2025年新能源电池行业开年首展,同时在黄金采购4月旺季,将会聚集多方资源为大家带来一场颠覆式的行业盛会。2025中国电池展,展会在原有的锂电池、新能源、储能、电池设备、新能源装备、正负极材料等基础上,2025年围绕新型固态电池、液流电池、长时储能、钠离子电池、聚合物电池等多领域拓展延伸,打造一场覆盖新能源电池全产业链的行业顶级盛会。