2021年10月17日-20日,2021北京國際風能大會暨展覽會(CWP 2021)在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一,這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會,再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題,歷時四天,包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
在儲能與新能源融合發展論壇上,遠景能源有限公司儲能總工程師錢振華發表了題為《遠景新一代液冷儲能產品解析》的主題演講。
以下為演講原文:
錢振華:非常榮幸和大家探討一下遠景對儲能這方面的思考以及目前行業的挑戰和遠景的解決方案。
大家講到30/60雙碳背景,它本質是能源轉型,涉及到能源的生產、能源的運輸和能源消費,我們總結下來主要是以下的兩個變化,一個就是能源生產變化,大家看到新能源光伏、風電快速發展,傳統火電站也在有序退出,但是新能源間歇性、波動性在發電端和傳統火電來比存在很大不確定性。同時在能源的消費端也在發生著變化,能源消費的電氣化趨勢越來越明顯,最典型的就是汽車行業,傳統汽車都是燃油,目前很多電動汽車在發展,從乘用車,包括到目前的換電重卡,新型用電設備對電網在消費端也是產生了巨大的影響。
不變的是電力傳輸還是依賴于傳統電網,它系這種準實時的能量生產和消費平衡,所以在能源轉型下,傳統電力系統面臨巨大挑戰。這也是為什么大家近期談到要構建新型的電力系統。因為儲能,具備這種快速有功、無功的調節性,它能夠增加電網靈活性,在發電側,電網側和配電側都能進行廣泛應用,所以大家講目前儲能是構建新型電力系統的第四大要素,傳統的大家都在講源網荷協同控制,最近大家講的是源網荷儲協同控制,儲能它已經是新型電力系統第四大要素,同時前面專家講到了,得益于鋰電池成本快速下降,目前電化學儲能已經成為儲能主流的技術。
儲能它有這么大的發展前期和潛力,但是我們目前也看到儲能行業也是面臨著很大的挑戰,我們也總結主要有下面三個方面:一個是安全,還有一個是成本,還有一個軟件。
這里我想強調的是安全對儲能的發展是至關重要的,甚至可以說是首要的,我們從海內外的案例來看,國外在2018年之前韓國儲能一直在世界排名第一的,但是就是因為2017、2018陸續出現了很多安全事故,韓國儲能行業進入冰凍期,包括美國亞利桑那州計劃后續有一個800兆瓦時的項目,就是因為前期示范項目出了安全事故,后面的大規模儲能項目都暫停了,包括特斯拉在澳大利亞因為調試過程中發生了火災事故,導致整個項目也是一度暫停。
國內的我們也看到,前面前幾年在發電側一些安全事故,包括我今年上半年在儲能展上有一個安全論壇,我也在論壇上呼吁行業要注意儲能安全,因為這個不僅僅關系到某一家企業的,這個會影響到整個儲能行業發展,像416北京大紅門事件,對整個行業影響都非常大,所以我再次呼吁,儲能安全不僅僅是某一個企業的事情,需要大家從影響整個行業的高度來重視安全。
第二就是成本,從投資建設維度來看,電芯成本高,施工成本高這些是影響初期建設成本的關鍵,從運營維度,儲能通過交易獲利,交易就代表著需要充放電,充放電過程中效率能不能保證,承諾的電芯循環壽命能不能保證,這都影響著運行的經濟性。
最后說軟件,像SOCSOH的準確性,還有能量管理系統的實時性,這都是軟件維度的挑戰。,我們表面看到的這些挑戰,如果抽象到技術層面來看,它背后是電芯的技術,電池管理技術,PCS技術等。這里面最關鍵的就是電芯技術,從安全維度,為什么儲能電站非常危險,最主要還是電芯會起火、爆炸,從成本維度,電芯占了儲能系統一半的成本,從軟件維度,很多軟件監控對象就是圍繞電芯本身,所以從眾多技術里面,電芯是做好儲能最關鍵的技術。如果要做好儲能,大家一定要懂電芯,一定把電芯做好,如果不懂電芯技術,儲能系統是做不好。
那遠景為什么能夠做好儲能,因為遠景具備了做好儲能整個鏈條上的全棧能力,首先遠景是電芯的制造商,遠景2018年收購了AESC動力公司,我們把AESC超過十年的技術和工藝都引入到了國內來進行生產。同時大家也了解遠景是一家知名的新能源公司,我們對新能源、電網這些也是有非常深刻的理解。最后我們也是一家軟件的提供商,針對前面提到的能量管理軟件,能量預測軟件,儲能監控軟件,遠景都能提供,所以遠景具備從電池到集成到軟件的全棧能力。
下面看一下遠景儲能的發展歷程,遠景在2018年開始在做儲能,最開始從分布式樓宇儲能開始,2018年遠景收購了AESC以后,我們開發了儲能專用款電芯,國內第一個1500V儲能系統也是遠景推出的。今年在傳統技術上,推出更大容量的電芯,我們把72/173尺寸的電芯做到305Ah的容量,能量密度進一步提升。同時把車上的液冷技術引入儲能。針對安全這塊遠景開發了Pack級全氟己酮消防技術,同時還配置了水消防接口,徹底杜絕消防隱患。這些技術的目標都是一致的:更加安全,更低的成本、更加智能。
下面看一下這次展會遠景發布的全新一代的液冷產品,總結一下有以下幾個特點:第一,更低的LCOS,305Ah電芯結合液冷技術,比傳統風冷能量密度提升60%,占地面積降低了50%,模塊化預裝,降低施工成本,搭載遠景智慧軟件運維模塊,降低運維成本。第二,長壽命,低能耗,pack級液冷系統,系統最高溫度小于35度,溫差小于3攝氏度,同時搭載了智能溫控技術,進一步把能耗降低。
第三,安全,pack級全氟己酮消防,直接把火災傳感器放置在電池包內,同時和BMS進行聯動能夠及時發現隱患,進行撲滅,大家知道鋰電池存在復然風險,我們通過多次噴灑策略抑制復燃。,
第四,模塊化和靈活性,包括容量靈活配置和安裝方式的不同組合,同時通過配置不同的PCS來滿足新能源的發電側\電網側需求和用戶側/工商業需求。
剛才講到了電芯是儲能里面最關鍵的技術,遠景為儲能定制專用電池,圍繞著更高的能量密度,長循環壽命和高安全,傳統電池是用在汽車上,存在一致性低,,循環壽命短,,,傳統車用電芯循環壽命不到2000次,但是這不滿足儲能的應用要求。,遠景定制的儲能電芯,循環壽命6000次以上,72/173尺寸下把電芯容量做到305Ah。此外搭載遠景AESC電芯的電動汽車,11年超過60萬輛,目前為止是零重大安全事故,這個背后一方面是電芯設計技術,另外一方面很重要是電芯生產工藝和制造技術,遠景電芯在生產過程中有超過1萬個點監控電芯的生產過程數據。
下面具體展開講下,為什么可以做到305Ah這么高的能量密度:通過材料選擇,還有電芯工藝來達成。循環這塊:,低粘度溶解配方,長壽命電解液開發,可以把電芯循環壽命從2000多提升到6000多,。同時剛才講到安全,遠景的305Ah目前已經通過GB36276的認證,此外遠景電芯還通過了針刺實驗。
下面講一下液冷技術,前面講到了通過控制最高溫度和溫差來提升壽命,這邊不在贅述。這邊重點講一下,通過智能能耗控制技術進一步降低20%的能耗。
儲能消防這塊,左邊是傳統消防系統,它通過探測器探測火災信號發給控制器,控制器通過判斷后控制噴嘴盡快滅火藥劑的噴灑。但是傳統集裝箱消防系統,在整個集裝箱內就是安裝有限的幾個傳感器,發生火災以后探測的快速性和準確性都受限,但是我們現在最新的消防系統把探測器埋在每個電池包里面,有問題可以第一時間檢測到,同時滅火藥劑作用的時候,傳統的是壓力式一次性噴灑,,同時我們使用了多次噴灑,隔一段時間又進行持續噴灑,對火災進行持續的抑制。同時對比傳統的七氟丙烷滅火劑,我們選擇了全氟己酮滅火劑,因為全氟己酮滅火劑除了化學抑制外,還具備物理降溫的作用,能更有效控制電池的化學反應。
最后在用pack級全氟己酮技術基礎上面結合了BMS的技術進行消防聯動,因為消防系統即使把傳感器埋到電池包里面,但是數量還是有限的,但是BMS監測每一顆電芯溫度和電壓,如果把這個信息結合起來,對消防判斷更準確更及時,更有預測性。最后我們在每個柜子里面都配備水消防接口,萬一發生不可控情況,可以對整個柜體進行全淹沒,徹底保障安全。
每個模塊化柜400多度電,可以通過靈活組織滿足不同容量要求。針對不同場地限制,也可以通過靈活配置,可以一字排開,也可以背靠背來布置。針對不同的應用場景,通過配置不同的PCS,可以集中式和分布式應用場景
最后,儲能技術是不斷發展過程,核心是圍繞更安全、更加低的成本,更長壽命,更加靈活的方向繼續去努力。謝謝大家。