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模組化:工商業儲能新風口

2024-05-26財經

在業內人士看來,工商業儲能一體機設計更加緊湊,也可有效減少器材數量和占地面積,降低了建設、營運和維護成本,更符合市場主流需求。

如今,寧德時代、比亞迪、陽光電源、華為、中興新能源等多家企業,不僅專註核心業務,還紛紛研發和生產工商業戶外一體機模組化解決方案,釋出自家技術產品。

在業內人士看來,工商業儲能一體機設計更加緊湊,也可有效減少器材數量和占地面積,降低了建設、營運和維護成本,更符合市場主流需求。今年會有更多企業透過將蓄電池組、逆變器、控制系統、儲能裝置等功能整合於一體的模組化設計,實作靈活擴容、便捷運維,滿足專案現場高效的安裝部署。

儲能企業熱衷研發一體機

根據中國化學與物理電源行業協會預測,到2025年,全球工商業儲能累計裝機可達11.5GW,市場規模將在190億元—240億元之間;其中國內至2025年約有2.2GW/5.5GWh的增長空間,累計市場規模約為65億元—80億元。可以看到,相較於大儲,工商業儲能的市場規模並不算大,但下場的玩家只多不少,競爭更加激烈。

「業主出於成本、政策、安全、運維等多方面的考慮,往往存在專案決策難、簽約難的現象,這就倒逼儲能企業加快技術叠代,推出更符合業主需求的產品。」楚能新能源股份有限公司執行副總裁蔔相楠接受【中國能源報】記者采訪時表示,從現有的技術路線上來看,一體機能夠較好地解決這些問題,而且也支持虛擬電廠、並網、離網等多種模式,經濟性、安全性、便捷性更突出,可提升業主簽約積極性,也可促進行業整體健康發展。

談及工商業儲能戶外一體機模組化設計,中國化學與物理電源行業協會儲能套用分會秘書長劉勇對【中國能源報】記者表示,儲能系統的模組化設計是指將儲能系統分解為多個獨立的模組,每個模組包含一定的儲能單元、控制單元和連線件等,這些模組可以單獨工作,也可以根據需要進行組合和擴充套件。其靈活性和可延伸性可根據電力需求的變動增加或減少儲能模組,適應不同規模的儲能需求。

中石油深圳新能源研究院儲能研發部負責人楚攀在接受【中國能源報】記者采訪時表示,模組化設計在很多領域都有套用,用在儲能方面並不新鮮,在儲能行業發展之初,國內針對儲能的解決方案來源於光伏,所以儲能專案大規模推廣之初主要采用的都是集中式的大儲方案,成本上也更有優勢。隨著市場不斷擴大,技術不斷叠代,模組化的整合方案也逐步發展起來。模組化的方案與整合式方案最大的區別是拓撲結構的改變,它增加了靈活性但對系統的控制能力也提出了更高的要求。

蔔相楠表示,工商業儲能櫃相對於大儲產品來說,技術和投資門檻都相對較低,對於絕大多數想要發展全場景化產品的儲能企業來說更加友好。另一方面,工商業儲能從全球來看,尚處於早期發展階段,眾多企業都想快速切入市場分一塊「蛋糕」。

技術仍圍繞多維度探索

在當前階段,儲能行業整體都非常拼,拼品質、拼價格、拼技術。就一體機而言,一樣也要面臨類似的市場競爭程度。從技術上來看,依然是圍繞容量、安全、成本等多個維度進行探索。

蔔相楠坦言,容量方面,目前314Ah的技術已經比較成熟,多家企業已經實作量產,也在逐漸替代280Ah套用在工商業一體櫃上。同時,隨著碳化矽技術的普及,PCS獲得了更高的執行效率,與314Ah大電芯的組合使系統的能量從原來的215kWh躍升至250kWh左右,未來大概率成為市場的主流產品。從熱管理方面來看,液冷方案將占據溫控方案的主導地位已成行業共識。液冷pack相較於傳統風冷pack,其系統溫度可以控制在35攝氏度以內,電芯溫差控制在3攝氏度以內,系統整體的能量效率可達89%,相較於風冷系統能量效率提升10%,帶來了更為緊湊、高效的儲能系統。「安全問題也是行業痛點之一。我們認為安全沒有絕對,只有相對安全。如何能夠使產品相對更安全,需要不斷從材料、設計、品控等多維方向探索。」

「由於每個模組都是獨立的,故障診斷和維護變得更加簡單。只需更換或維修故障的模組,而不需要對整個系統進行停機維護。」劉勇認為,模組化設計可以實作局部隔離,一旦發生故障,影響範圍有限,有利於安全執行。此外,戶外一體機模組化儲能系統可以快速安裝,尤其是預制的模組,可以大大縮短現場安裝時間。

楚攀表示,模組化的方案的主要產品形式就是儲能櫃,單個儲能櫃的儲電量一般在100—500kWh之間。由於80%以上的工商業側儲能專案規模都在5MWh以內,模組化的方案在靈活性方面具備明顯優勢,所以儲能櫃產品在工商業儲能市場成為主流,占比已經超過集中式儲能解決方案。但模組化方案不僅僅可以套用於工商業儲能領域,在大儲領域模組化方案也有自身獨特的優勢。寧夏和山東都有100MW/200MWh規模的大型儲能專案采用了模組化方案,從執行效果上來看,模組化的方案實作了對電芯更精細化的控制,進而讓大型儲能系統的執行效率有3%—4%的提升,同時模組化的設計也讓後續的運維更加便利,系統的可用率提升到了90%以上。

模組化將成為競爭主賽道

在蔔相楠看來,拋開不確定的政策變量,在當前階段,模組化設計的確是工商業儲能競爭的主要賽道。但是目前工商業儲能的盈利模式仍較為單一,且存在較大不確定性,主要還是「峰谷套利」或是「自發自用 余量上網」兩種方式。未來隨著電力現貨交易政策完善、虛擬電廠發展,工商業儲能將逐步參與電力市場和提供電力輔助服務進行延伸,相應的技術路線也有可能會發生革新。

劉勇認為,隨著儲能技術的快速發展,模組化儲能系統在電網調節、可再生能源並網、電動汽車充電等領域得到了廣泛的套用。特別是在可再生能源領域,由於間歇性和不穩定性,需要儲能系統進行能量的儲存和調節,模組化的儲能系統可以更好地滿足這一需求。未來,隨著儲能技術的進一步發展和成本的進一步降低,模組化儲能系統的套用將更加廣泛。

楚攀認為,模組化儲能方案已經成為新的風口,目前推出模組化儲能方案的廠家超過10家,而在兩年前僅奇異點能源在主推模組化方案。模組化方案技術優勢明顯,但成本方面不占優,相比集中式方案,采用模組化方案做大型儲能系統難度更大。模組化方案或模組化產品若想快速推廣還需要尋找新的套用領域,不能固守在大儲和工商業儲能賽道,還應努力挖掘更多細分賽道,展示自身的技術優勢和全壽命周期的經濟性。

采訪中,業內人士普遍認為,隨著AI技術的進一步發展,工商業儲能櫃EMS的產品設計將會有突破性進展,屆時也勢必影響儲能櫃的設計路線。

文丨本報記者 蘇南