“站在全球储能发展的角度来看,预计到2027年储能市场规模将达到TWh的量级,储能总需求将达2300GWh,主要的区域是在北美、中国、欧洲。”在第八届动力电池应用国际峰会(CBIS2023)上,武汉亿纬储能有限公司解决方案中心总经理蒙玉宝在主题演讲中表示。
图为武汉亿纬储能有限公司解决方案中心总经理蒙玉宝演讲
未来储能市场发展有两个明显趋势。蒙玉宝指出,第一是更大规模,单项目规模将达到百MWh、GWh以上。第二是更长时长。平均3h以上储能,需求占比超过60%。同时未来随着新能源装机比例提升,整个时长会向4小时、8小时变化。在此趋势背景下,储能技术发展需满足经济性、极简化、超安全的要求。
01
针对GWh级别储能电站产品
目前主流的储能电芯以300Ah为主,而随着大型储能项目的出现,单个电站向GWh转变过程中,整个电池量级也会增加。蒙玉宝表示,一个集装箱可能有300Ah的电池,由4000-5000颗电芯组成。未来的数量会变多,随着量级的变化给系统带来集成的难度、管理的难度,以及对成本的要求也会越来越苛刻。
“单个电站在变大,而且单个集装箱设计容量越来越大,对零部件包括温感、烟感、BMS的要求也会增加,系统越来越复杂。”蒙玉宝指出,同时大型储能系统安全也面临挑战,“如果储能电站出现安全事故或者没有控制热蔓延,将带来灾难性后果”。
据蒙玉宝介绍,多年来亿纬储能产品不断进行技术质量升级,针对不同的应用场景开发相应电芯,最早有50Ah到100Ah的小电芯,主要针对通信和家储市场。同时,针对调频调峰和IDC应用场景做高倍率电芯开发。此外,还有300Ah、280Ah电芯,都是目前行业主流的产品。
“针对未来整个GWh级别的电站,我们正在开发目前全球首款单体容量628Ah的电池。”蒙玉宝透露,该电芯容量可以达到2度电,主要针对4-8小时的应用场景。随着倍率的降低以及在电芯层面的设计优化,电池整体效率能够达到95%以上,同时循环能够达到12000次以上。
在储能系统方面,蒙玉宝表示,亿纬储能在储能直流侧深耕了7年时间,今年年底到明年年初将陆续有4MWh、5MWh储能集装箱产品推出,使用寿命能够满足20年以上质保要求,主要针对海外的北美市场。
02
兼具经济性和安全性
储能行业要实现健康长远发展,必须要解决经济性和安全性的问题。蒙玉宝指出,做大电池尺寸、提高生产效率,是实现良好经济性的重要路径。
“我们单一产线原来做300Ah电芯,现在做628Ah(电芯),单机产能能够达到1.3GWh每台。”蒙玉宝介绍,亿纬的大电芯采用叠片工艺,空间利用率大大提高,而且得益于电芯内短路结构管理以及全极耳设计,极大降低电池内阻。从而实现电池整体效能提升,提高电池全生命周期电量,提高客户投资回报,度电成本能够降低11.5%以上。
在系统层面,蒙玉宝表示,亿纬更多是从集成的角度着手提效降本,零部件数量可以减少47%,生产效率能够提高30%,系统寿命朝20年以上的方向设计。伴随着电池内阻的降低以及整个集成的简化,辅助用电的功耗能够降低15.7%以上。
“除此之外,我们的PACK工艺也简单,目前是按贯穿式的PACK设计,单个集装箱可以做到单侧开门,给终端客户现场安装的时候能够做到背靠背安装,节省土地成本。”蒙玉宝进一步表示。
在电芯安全方面,亿纬储能主要是从流程安全、电芯设计安全和制造安全三个维度进行保障。
1)流程安全:从材料选择到最终应用全阶段的各设计参数的安全设计值、安全设计依据、安全设计可制造性、安全失效可探测性等,进行端到端全生命周期安全审查,从源头保证电芯安全。
2)电芯设计安全:采用9um基膜和双面安全涂层,隔膜热收缩率性能提升20%,在过充条件下仍可保持完整;防爆阀设计增大50%,更大的排气通路能安全迅速地释放热失控电池的内部能量,避免达到爆炸阈值。
3)制造安全:超过2856个生产控制点及追溯系统,全面信息化监控过程质量,保障产品生产质量确保制造安全;在线多重 X-RAY、工业CT检测,及时识别极片缺陷,剔除瑕疵极片,多重防护,极致安全制造。
在系统安全方面,蒙玉宝表示,公司主要采用多级消防策略,并配置PACK级全氟己酮和水喷淋消防方案,快速精准进行消防探测和消防保护。
据蒙玉宝透露,亿纬储能的生产制造流程获得戴姆勒、宝马、华为等国内外一流公司审核。此外,公司拥有完整的产品测试体系,CNAS国家实验室,对储能产品进行全场景验证测试,K系列储能电芯最高已测试10000次以上循环。
在出货量方面,亿纬储能位居2022年中国企业国内储能电池出货量排名TOP2,2023年全球储能电池出货排名TOP3。
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