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亿纬/蜂巢/海辰同步入局,大容量电芯“宣战”长时储能

来源:锂电网
时间:2023-12-27 16:06:24
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亿纬/蜂巢/海辰同步入局,大容量电芯“宣战”长时储能据国家能源局数据,截至今年9月底,全国可再生能源装机已突破13亿kW,达13.84亿kW,约占我国能源总装机的49.6%。在发电

据国家能源局数据,截至今年9月底,全国可再生能源装机已突破13亿kW,达13.84亿kW,约占我国能源总装机的49.6%。在发电量方面,今年前三季度,全国可再生能源发电量达2.07万亿kWh,风电、光伏发电量达1.07万亿kWh,同比增长22.3%。

  储能市场快速发展的当下,长时储能赛道也越来越“热闹”。

  据国家能源局数据,截至今年9月底,全国可再生能源装机已突破13亿kW,达13.84亿kW,约占我国能源总装机的49.6%。在发电量方面,今年前三季度,全国可再生能源发电量达2.07万亿kWh,风电、光伏发电量达1.07万亿kWh,同比增长22.3%。

  伴随新能源渗透率快速提升,叠加风光发电的间歇性、随机性和波动性,对储能进一步提出高要求,其中,尤为需要长时储能。研究认为,在新能源装机占比达15%-20%之后,4小时以上的长时储能需求成为刚需;未来新能源占比达60%-70%时,长时储能将是成本最低的灵活性解决方案。

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长时储能市场迎来爆发增长

  据悉,相较于短时储能,长时储能在提升新能源消纳能力、为电网提供灵活性、增大峰谷套利空间等方面拥有综合优势。与此同时,二者在能源消纳中,扮演着不同的角色,且互为补充。短时储能更适合调频、爬坡、顶峰等高频次的应用场景,而长时储能则是在普通储能系统基础上,可实现跨天、跨月乃至跨季节充放电循环。

  从长时储能的市场空间看,机构统计,目前,全球投运及在建的长时储能项目,价值已超过300亿美元。近三年投资的项目若全部建成投运,长时储能装机总量预计可新增57GW。

  国内政策层面,今年6月,国家能源局发布《新型电力系统发展蓝皮书》,文件指出,2030至2045年,规模化长时储能技术取得重大突破,满足日以上平衡发展调节需求。地方项目实操层面,山东省率先发布《关于支持长时储能试点应用的若干措施》;广东出台《广东省推动新型储能产业高质量发展》等文件,明确要求开展长时储能关键技术攻关;西藏、内蒙古、河北等各地陆续出台政策对新能源配储占比提高,对4小时以上且低成本的长时储能需求在迅速增加。

  为应对长时储能需求的“暴增”,越来越多的锂电池厂商将目光瞄准大容量电芯。据电池中国不完全统计,目前已有超20家厂商布局研发,或已发布300Ah+大容量储能专用电芯,并呈现“愈演愈烈”之势。

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头部企业领衔,向大容量跃进

  近日,亿纬锂能、蜂巢能源和海辰储能等头部企业同时发布超大容量电芯,按照锂电行业疯狂“内卷”的现状,其他玩家预计也将快速跟进,各大电芯厂商就“长时储能领域”的比拼即将进入火热状态。

  12月12日,蜂巢能源发布全新的飞叠短刀储能电池迭代产品,包含尺寸不变、体系升级的350Ah飞叠短刀储能专用电芯和尺寸加厚的710Ah飞叠短刀储能电芯,具备高容量、低成本的优势,以及三款容量为310Ah、330Ah、660Ah的长寿命体系储能电芯。

  集装箱储能系统容量则在大电芯加持下,20尺集装箱搭载储能容量达到6MWh。据电池中国观察,今年下半年各电芯厂商陆续发布的20尺5MWh的集装箱电池系统还未大规模落地使用,产品已然升级到20尺6MWh,可见迭代速度之快。

  据悉,蜂巢能源全球首款飞叠短刀325Ah储能电芯已于10月在成都基地下线,尺寸并非基于传统280Ah的电芯规格,而是正向推导出L500型325Ah电力储能专用电芯。在蜂巢能源看来,主流的280Ah规格并非最佳方案,蜂巢能源则基于“找到适用储能最佳方案”的底层逻辑,另辟蹊径,采用长薄化电芯结构和叠片工艺。基于此设计,短刀储能电芯的长、薄、大面积散热,可有效提升储能电芯、系统的安全性,同时叠加温度控制优化,还可带来全生命周期循环提升10%以上。

  系统层面,电芯更薄,表面积增大,散热性更好;同时对短刀电芯极柱、极耳、连接件过流能力进行仿真最优化,与传统280Ah电芯相比,温度分布对热管理也更加友好。

  通过超大容量电芯实现储能系统体积能量密度提升、零部件节省和制造成本降低已然成为行业共识。蜂巢能源迭代出尺寸不变、体系升级的350Ah飞叠短刀储能电芯和尺寸加厚的710Ah高容量、低成本的飞叠短刀储能电芯;海辰储能则推出“专为4-8小时长时储能市场”打造的MIC 1130Ah超大容量电芯,和以该款电芯为基础的20尺6MWh储能电池系统。

  据海辰储能介绍,与280Ah产品相比,MIC 1130Ah的电芯体积是其3.5倍,容量是其4倍,单Wh成本降低15%,体积能量密度提升15%达到400Wh/L;系统集成效率提升至35%,直流侧储能系统综合成本下降25%。此外,电芯循环寿命达15000次,系统寿命可达25年,预计电芯明年12月全球交付。

  大容量电芯方面,比较典型的代表还有今年8月,由亿纬锂能推出的超大叠片智慧电芯“Mr.big” LF560K,电芯容量为628Ah。近日,亿纬储能透露,“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。”

  储能行业要实现健康长远发展,绕不开的是经济性和安全性问题,长时储能更是如此。锂电池不断向着更大容量跃进,与当下在长时储能领域发展较为迅速的液流电池相比,初装成本占据绝对优势。以近期国家电力投资集团有限公司2023年度储能系统采购中标结果为例,4h液流电池储能系统中标价为2.38元/Wh~2.836元/Wh,0.25C锂电池系统中标价为0.704元/Wh~0.78元/Wh。如果循环寿命方面也如电芯厂家所言,锂电池则将在全生命周期中具备超强的成本竞争力,这也将成为锂电池进军长时储能的“法宝”。

  毋庸置疑,锂电池在长时储能领域已具备成本优势,且正在以半年甚至更短的周期迅速迭代,进一步提质降本。与此同时,锂电池技术的飞速发展,也将使大容量储能电芯具备更高安全性,与当前被广泛认可、具有本征安全+长寿命的液流电池相比,未来锂电池储能技术的表现将更值得期待。