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南京猎头公司转载分享2024年储能行业十大技术及发展趋势

发布时间:2024-02-26 09:39:11 作者:南京猎头公司 点击次数:307

2023年国内新型储能装机实现了近3倍的增长,2024年能否继续维持如此的高增长?行业上下要做好充分准备。

新的一年,新的画卷正在徐徐展开。南京猎头公司分享2024年行业10大热点技术动态:

技术一 大电芯的终点在哪里

280Ah电芯的问世,开启了锂电储能大电芯时代。而280Ah是从大客车借鉴而来,市场上仍旧缺乏真正的储能电池。

2023年以来,各大厂商相继发布300+Ah大电芯。涵盖300、302、304、305、306、314、315、320、322、325、340、360、375、560、580、628、1130等多个型号,其中314Ah占比最高。

5月的SNEC展会上,兰钧新能源发布了国内首个314Ah储能电芯。下半年尤其是宁德时代宣布量产314Ah电芯以来,很多厂商选择了跟进。314Ah之所以成为主流,与国内的政策密不可分,314Ah恰好组成直流侧5MWh电池子阵,超配量最少。

2023年年底,有媒体报道称宁德时代正在启动量产530Ah电芯。但根据「储能100人」了解,宁德时代已经停止了530Ah电芯的开发,正在研究其它型号。

在业内人士看来,从280到314仍属于微创新,并没有质的变化。如果从300+再次升级,可能将达到磷酸铁锂的现有材料体系极限。下一代具体由哪个型号主导,要从电力到储能系统来推导。

技术二 组串式、高压级方案份额有望提升

2023年,储能系统集成方案也开始多样化,如组串式、高压级联等需求开始在央企集采需求中体现。

2023年3月,南网科技储能集采中包含300MW/600MWh组串式方案,最终由珠海科创储能、奇点能源中标。

华能集团2023-2024年储能系统集采中,明确提出采购1.5GWh的分散式、组串式储能系统。这是五大电力央企首次在集采中提出组串式采购需求。中标人为湖北亿纬动力有限公司和中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司。

2023年年底,国家能源集团青海公司和国家电投黄河水电公司在部分招标中分别针对高压级联方案进行单独采购。

组串式、高压级联方案市场份额开始攀升,与国内的市场大环境息息相关。从新能源强配转向共享储能和独立储能,业主开始关注储能系统全生命周期的度电成本,系统效率更高的组串式和高压级联方案开始受到更多的关注。

技术三 台区储能发展有望提速
2023年分布式光伏装机形势一片大好,新增装机容量创下历史新高,达到约96GW。与此同时,备案难的问题却愈演愈烈,消纳容量告急的“红区”也越来越多。

浙江金华和诸暨、江苏昆山和苏州、山东枣庄及河北、河南等地陆续要求新增的分布式光伏配置一定比例的储能。

按15%/2h的配储比例,分布式光伏单瓦成本增加0.4-0.5元,若缺乏有效的盈利模式做支撑,当前应用并不乐观。

业内认为,相比分布式光伏配储,在高渗透分布式光伏接入的配网台区配置储能系统是更为合适的选择。

分布式台区配储模式之所以不需要新能源企业承担相关的成本,核心就是通过成本转移,削减终端开发的业务费来投资储能。

更重要的是,多台区配储还可实现云储聚合,这是将大量分布式储能通过聚合商搭建的云平台,聚合为“云储能”,接入电网调度系统。

 

技术四 预锂技术大规模商业化还需多久

目前,风电、光伏都能做到25年的寿命,储能在生命周期中至少需要换一次储能电池,大大增加了系统成本。

光储同寿”是行业共同追求的目标,目前业界常用的磷酸铁锂电池的能量密度已近极限,常规化学体系无法满足,预锂化技术作为上述需求的高效解决方案,受到越来越多的关注。

目前预锂技术主要包括负极化学预锂化、负极电化学预锂化、负极物理接触预锂化及正极添加剂预锂化,其中正极预锂化环境要求低,直接使用常规匀浆工艺即可实现活性锂补充,是目前最具应用前景的预锂化技术。

宁德时代首席科学家吴凯表示,对于LFP电池,在不太增加成本的前提下,其寿命可以提升到8000次左右。而如果要满足20年超过12000次寿命的话,就要增加比较大的成本。

锂电池的各项性能的突破以及更低的成本是业内人士的不断追求,预锂技术无疑成为一个新的战场,而其是否会打开磷酸铁锂材料的第二成长曲线?谁又能从这场角逐中胜出,让我们拭目以待。

技术五 光储直柔能否加速放量

在“双碳”目标指引下,未来的电力系统将转型成为以可再生能源为主体的零碳电力系统。

光储直柔”建筑配电系统可有效解决电力系统零碳化转型的两个关键问题,即增加光伏建筑一体化(BIPV)的装机容量和有效消纳波动的可再生能源发电量。

光储直柔是包含光伏、储能、直流配电和柔性交互四项技术的简称,最早由清华大学江亿院士主导提出。

国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案》明确指出,要提高建筑终端电气化水平,建设集光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的“光储直柔”建筑。该《方案》的印发,将“光储直柔”技术带到了聚光灯下。

不过,目前“光储直柔”系统在建筑领域进行集成应用仍处于探索研究阶段,大规模推广应用仍面临困难与挑战。

一方面,缺少光储直柔减碳的定量评估、无法核算为电网调节的贡献。另一方面,有关的标准体系不够健全,产品标准、设计标准、运行标准、评价标准成为行业发展瓶颈。

从2023年开始,光储直柔开始告别示范应用阶段,正式进入工程应用阶段。据直流建筑联盟发布的《直流建筑发展路线图2020-2030》预测,到2030年“光储直柔”相关产业年产值将达到7000亿元,预计带动3.6万亿新兴产业发展。

技术六 长时储能谁能胜出

业界普遍认为,长时储能是持续放电时间大于4小时的储能技术。

目前长时储能技术主要包括液流电池(全钒液流电池、锌基液流电池、铁基液流电池)、压缩空气、熔岩储热、氢储能等。

2023年以来,液流电池开始“升温”。2023上半年液流电池这个细分赛道的融资总额已超过2022年长时储能赛道的总融资。并且在央企中核汇能、国家电投的集采中,液流电池的采购规模都在GWh级别。

除了液流电池,压缩空气正在异军突起,在国家能源局官网发布新型储能试点示范项目名单中,压缩空气占比最高。

在长时储能巨大需求下,如今作为主流储能路线的锂电池储能路线,其“一家独大”的市场地位或面临挑战。

目前已有不少锂电企业开始布局500Ah+的更大容量的储能电池,瞄准的正是未来的长时储能市场。

在这个漫长赛道上,液流电池、压缩空气等新型储能技术都在积蓄力量,究竟谁将成为最终的王者,目前还很难判断。

技术七 AI数字化“钱景”如何

AI大模型将重塑千行百业。当储能技术与人工智能相遇,一场能源革命即将来临。

2023年储能企业也开始拥抱AI大模型,有多家储能企业发布了集成AI大模型的储能产品。

2023年4月下旬,我国首个大规模抽水蓄能人工智能数据分析平台—南方电网抽水蓄能人工智能数据分析平台XS-1000D投入运行。

在新型储能领域,阳光电源、华为、远景能源、乐创能源等将AI分别应用于安全预警、电力交易等环节。

数字化和AI确实为储能打开了更多可能性。相比传统AI算法,大模型的区别在于通过海量参数,进一步提升了模型的精确度,将持续推动产品和系统的智能化与降本增效。

2023年3月28日,国家能源局发布《关于加快推进能源数字化智能化发展的若干意见》,明确指出,重点推进在智能电厂、新能源及储能并网、输电线路智能巡检及灾害监测、虚拟电厂等十七个场景组织试点示范工程,围绕重点领域、关键环节、共性需求。而笔者认为,以上环节在 AI 技术应用与落地方面有望得到率先验证。

技术八 铅碳储能何去何从

沉寂已久的铅碳储能在2023年有了回暖的迹象。国内储能市场各类型项目招投标中,铅碳电池身影也频频出现。
2023年3月,国家电投煤山用户侧共享储能项目
期工程EPC总承包公开招标,建设规模达5.04MW/48.66MWh,为铅碳电池储能电站;同年6月,吉洋绿储200MW/400MWh共享储能电站项目和中卫市塞上江南200MW/400MWh共享储能示范项目发布了中标候选人公示,两个项目均采用铅碳电池技术路线......

铅碳电池业界并不陌生,之前主打铅碳储能的是南都电源,凭借用户侧储能“投资+运营”的模式,南都电源在2017、2018连续两年储能装机位居国内第一。

但从2019年开始,南都电源将重心转向了锂电,剥离民用铅酸业务,实现顺利转型。作为早期中国储能的出海企业,南都电源已有所斩获。

有储能从业者这样形容,“就如在移动电话尚未普及之前,铅炭有点像BP机,其实只是一个过渡产品,终究将被替代。”

从铅碳储能的玩家来看,主要是从事铅酸电池背景的厂家,目前,主流的系统集成商均未采用铅碳电池方案。

铅碳电池是“回春”还是“诈尸”?相信时间会很快给出答案。

技术九 碳化硅替代IGBT面临哪些挑战

近两年,包括汽车、太阳能、储能等应用领域纷纷加大碳化硅应用,鉴于SiC材料的优越特性,行业客户对SiC发展前景充满信心,全球主要的SiC厂商如英飞凌、ST和安森美等都在大举扩产建能。

碳化硅器件具备耐高压、耐高温、体积小、响应速度快等特点,使得PCS在额定功率工况下,平均效率和模块功率密度能够持续提升。

2023年,盛弘电气率先发布了基于碳化硅技术的125KW工商业储能PCS,是PCS领域的一大突破。

据了解,从全生命周期的角度来看,碳化硅的应用具有较高的性价比,单价成本虽然会上升,但系统成本将会大幅下降。

不过,短期内的成本提升并不能忽略。碳化硅制备过程中一次性价格高昂耗材占比过重、制备工艺实现条件难度大、制备污染处理费用高以及晶体微管密度高等等原因是导致碳化硅成本高昂的重要原因。

技术十 高电压持续演进

在光伏行业,2015年伊始,1500V电压在国内开始普及,2020年,光伏系统已基本实现了从1000V到1500V的全部切换。

1500V高压器件在光伏行业的大范围应用,使得直流高压器件已经大幅降低,这为储能直流1500V系统成本的降低奠定了器件基础。

目前,1500V大储机型成为行业标配,之前的1000V方案基本已经被取代。

2023年,华能陕西光伏项目采用了阳光电源最新研发的直流2000V高压逆变器,标志着光伏系统成功从1500V进阶至2000V。

同样在去年,新锐储能PCS厂商京清数电推出了2000V储能变流器,这表明行业在电压水平方面的发展已经向更高水平迈进。从PCS的应用角度来看,高电压PCS也意味着成本更低,给用户带来更好的体验和成本优化。

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