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宁德时代黄世霖:从技术、应用、运营透视锂电池储能

   日期:2019-06-21     来源:高工锂电技术与应用    浏览:1876    评论:0    
 宁德时代副董事长黄世霖作题为“电化学储能发展路线图———正确认识储能电池技术、应用与运营”的主题演讲。从技术、应用、运营三个维度详细阐释了储能接来下发展的趋势和应重点突破的问题。

“得益于这几年各国支持政策持续出台及制造工艺不断完善,锂离子电池作为储能系统的储能介质,将是市场的最优选择。”

这是宁德时代副董事长黄世霖在2019高工锂电储能大会上的判断。

做出这样的判断,黄世霖的主要依据是,近年来动力及储能电池技术发展迅猛,电池安全性、循环寿命和能量密度等关键技术指标均得到了大幅提升,应用成本快速下降,锂电产业链也得到了极大的发展,日趋成熟,专用的储能锂电产品及产能已具备商业化推广的条件。

但值得注意的是,商业化运营的锂电储能还处于摸索起步阶段,许多运营商与客户对于锂电储能在技术、应用、运营上的了解不够深入,常常陷入一些误区。 应正确认识锂电储能系统的应用、技术及运营上的战略定位与发展方向,确保不犯战略性错误。

仲夏的岭南,2019高工锂电储能大会今天在深圳宝安登喜路国际大酒店盛大开幕。此次大会主题为“锂电储能开启G时代”,由利元亨总冠名。来自电网需求端、运营商、储能系统集成商、电池、PCS、BMS等产业链各个环节的超600位企业负责人共同就2019年储能产业趋势与变革进行深度探讨交流。

在大会的开幕式演讲中,宁德时代副董事长黄世霖将作题为“电化学储能发展路线图——正确认识储能电池技术、应用与运营”的主题演讲。从技术、应用、运营三个维度详细阐释了储能接来下发展的趋势和应重点突破的问题。

在应用角度来讲,2019 年2 月18 日,国家电网公司办公厅印发《关于促进电化学储能健康有序发展的指导意见》国家电网办(2019)176 号文件。意见明确了国家电网公司对储能的支持和发展的思路。

文件对于储能领域提出了三个清晰的方向:在电源侧,支持新能源发电配置储能;支持常规火电配置储能;在用户侧,可参与电网需求响应、电量平衡和负荷特性改善,优先在电网调节有困难、改造升级成本较高的地区投资建设;在电网侧,将储能纳入电网规划并滚动调整,将电网侧储能视为电网的重要电气元件和一种技术方案选择,进行综合比选论证。

基于此,黄世霖重点介绍了锂电池在上述三个领域的应用场景,具体而言,发电侧储能应用重点包括光储电站、风储电站、AGC调频电站,用户侧储能重点包括光储充电站、家庭储能、备用电源等;电网储能以变电站储能、虚拟发电厂、调峰/调频等场景。

从技术角度来看,黄世霖认为,储能的应用出现两个明显的趋势,一是从示范性应用向运营性应用转变,二是从小规模系统往大规模系统转变。此转变趋势对储能系统的技术提出了更高的要求,主要体现在1、长寿命性能;2、高效率性能;3、安全可靠性能。

在长寿命性能的实现上,主要基于三点,一是储能产品是以全寿命周期内充放电的电量来衡量效益,二是储能产品应用以长时间高可靠运行要求为主,三是不同应用对储能电池的循环寿命及日历寿命要求有不同的偏重。

黄世霖的理解是,储能系统的使用寿命是性能是储能应用选型的关键因素,是储能度电综合存储成本的关键因素,单体电芯及系统集成技术是确保系统长寿命的基础,热管理技术是确保电池系统长期使用的保障。

在高效率性能的要求上,储能系统效率包含充放电装换效率、系统有效电量比率、系统利用率三部分,其中,储能系统充放电的效率直接影响系统效益,同时,不同应用对储能系统的各种效率有一定的偏重。

黄世霖认为,在效率的实现上,PCS是系统整体效率的关键器件与技术;电芯内阻及集成阻抗是电池系统效率的关键;电池系统的一致性是系统有效电量比率的关键;电芯的循环衰减性能直接影响系统全寿命周期技术经济性。

在安全可靠性能的实现上,储能系统的安全可靠性是储能产业的生命线,

其实现来自于系统及器件的设计与合适的使用条件,包括了严谨的器件及设计的选型、优化的运营环境与边际条件以及安全可靠的集成技术。

“合适的保护策略可大幅提升系统的安全可靠性能,此前的储能安全事故需要引以为戒。”

对于储能安全,黄世霖认为,系统安全性保障应更多注重“消”除隐患兼顾“防”的处理功能,这其中,应从两方面着眼,一是加强电芯模组的安全性能,提升抗滥用的能力(如高温、过充、短路、针刺等),二是系统设计中注意精准快速灭火并有效防止蔓延的发生。

此外,还要注意系统超期服役的有效管控以及系统滥用(超范围使用)的有效管控。

从运营角度来看,根据锂电储能系统的特性与目前已具备的技术经济性,储能系统市场拓展有两个主要方向:

一是存量应用的升级替代:根据锂电储能系统的性能与成本, 部分领域使用的传统储能系统将被具备高性价比的锂电储能系统取代;二是新型应用的开拓发展:新型应用领域中,创新的运营模式将促进锂电储能市场产生爆发式的发展。

在新型应用中,储能系统是靠电能不同时间段进行存放来实现其应有的功能与效益,从实现效益最大化的角度出发,储能系统应运行越充分、频度越高、运行时间越长,其效益就越高。

因此,需要寻求适合的运营场景来满足,这包括满功率运行(在满功率条件下运行)、全天候运行(一年365 天不间断运行)、长时间运行(超过10 年的运行需求)三大条件。而根据不同的运营条件设定和商业模式,要选择不同的电池技术路线。
 

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