2024 年 4 月 9 日,宁德时代举办主题为「宁」聚时间的能量储能新品发布会,发布了宁德时代天恒储能系统。宁德时代天恒是 20 尺标准集装箱储能系统,拥有 6.25 兆瓦时的超高能量储备,单位面积能量密度提升 30%,占地面积减少 20%。搭载 L 系列储能专用长寿磷酸铁锂电芯,能量密度达到 430Wh/L,并具备电芯冻龄技术,功率 & 容量都做到 5 年零衰减的超长寿命。
宁德时代储能发展新篇章
发布会开始由宁德时代储能技术中心主任余东旭致开场白,宁德时代在 2011 年成立之初就正式投入到储能行业的建设中。
随着全球碳达峰、碳中和的到来,传统电力系统向新型电力系统转型,但在快速发展的同时,也面临了诸多挑战。例如安全打折、能效降低、辅助系统能效居高不下、与光伏寿命匹配不足等,造成全寿命周期成本居高不下,光伏场站整站成本和结构设计受制于储能电池容量的大小、绝缘及共模干扰等问题不断,缺乏完整的标准与规范,每一个都直接关系到客户的切身收益以及行业的高质量可持续发展。
储能是宁德时代重要的业务板块,也是未来发展的重要动力,宁德时代深知,创造性应对上述挑战以及不断技术升级的意义。从 2011 年张北开始,宁德时代通过多方产学研合作,承接了多个储能方向的国家重点研发计划项目,全球超过 40+ 国家和地区大规模应用。
宁德时代认为,安全非常重要,而其可量化尤为重要。宁德时代构建了产品全生命周期的多维安全技术,从单体的本征安全技术,到模块的智能安控技术,到系统的从点到面的万转安全防控技术,再到站级的数智化安全管理技术,不断迭代升级为产品护航,为新型电力系统护航。
在高效与经济性上,宁德时代不断深耕,布局并落地了零衰减长寿技术、高比能高集成技术、智控温液冷技术、低损耗高效率高压技术、低阻抗和阻抗缓增长技术、智能化管理技术等,还有更多的未来技术布局与技术储备。
产品稳定及高质量的运行,是储能行业发展的基石。宁德时代坚持在材料、结构、制造、应用上创新,修炼基本功,并倡导开放式合作创新机制,为全球储能技术的发展提供引擎。
宁德时代愿继续深化产学研一体化,攻克技术难题,加速储能技术在新型电力系统中的脱碳、减碳应用,同时,宁德时代愿与不同国家和地区不同领域、不同企业、不同机构,共同构建开放包容的储能技术生态圈,通过资源与能力的互补,高效配置全社会的创新资源,全面提升创新效率,推动储能技术在电源侧、电网侧、用户侧等多元化发展,实现共享与共赢,助力全球“零碳”目标早日实现。
关于储能行业的新思考、新方向
中国电力科学研究院首席技术专家、全国电力储能标准化技术委员会主任委员 惠东,分享了新型储能应用现状分析、储能应用趋势研判两大议题。
发展可再生能源是我国长期国策,我国大规模新能源并网运行主要依靠火电、水电、抽水蓄能等调节性、支撑性以及大电网的统筹支撑。
2023 年底,我国风 / 光发电量占比达到 15.3%,且局部风光电量占比超过 20%,调节与支撑电源缺口愈来愈大,新能源的安全运行、高效利用面临较大挑战,需要布局高比例灵活资源和主动支撑资源来应对。
电化学储能相比传统调节资源(如火电机组、燃气机组、水电机组、抽蓄电站),具备调节速度快、调节精准等优势,但电化学储能的储电时间长了后经济性并无优势,所以电化学储能比较适用于电力系统灵活性调节的“日内调节”。
主动支撑主要是应对电力系统的频率稳定与电压稳定,主动调节资源的主动支撑能力比对表格中可以看到,目前电化学储能对比传统资源在综合能力上还是偏弱的定位,需要进一步提升才能成为未来主力的支撑资源。
2023 年我国在电源侧、电网侧和用户侧新增储能装机规模约 23GW/51GWh,同比增长 221%,许多储能项目盈利形势出现好转。
电源侧、电网侧占据国内储能市场的主要地位,可直接接受电网调度的独立储能装机功率占比 52%,风光配储占 37.6%,火储调频占 2.2%。用户侧应用以工商业储能为主,占比达到 10%。
储能在新能源外送方面,对电量搬运以及电网薄弱环节的支撑发挥巨大作用,大规模基地外送需要用储能环节对新能源出力进行整形,需要配置大量的储能来保障电网的调节能力和电网的支撑能力。
光伏大规模并网和消纳方面,由于分布式光伏装机规模过大影响,“峡谷时段”底部扩大至 4 小时以上,严重改变分时电价曲线和套利模式,配置 4 小时储能调节光伏影响有望成为新趋势。
宁德时代发布天恒储能系统
下面由宁德时代储能事业部 CTO、储能欧洲业务部总裁 许金梅 发布新品 —— 宁德时代天恒储能系统。
储能,是在时间的维度上实现能量的自由,作为电化学储能,同样接受着时间的考验。随着使用时间的积累,大部分电化学储能系统面临安全打折、容量衰减、寿命跳水、能效降低等都问题,每一个都直接影响到客户切身利益。
在能源转型的大背景下,储能行业的大发展是必然。宁德时代通过四大创新推动储能技术升级,在材料及材料体系、系统结构、绿色极限制造、商业模式不断突破极限。
2023 年 12 月,GB/T 36276-2023《电力储能用锂离子电池》国标正式发布,对锂电池储能的性能及安全等指标要求进一步提升,储能电站设计势必要全面升级,储能作为核心配套,也需要有针对性的解决方案。
早在 2016 年,宁德时代就开启了针对长寿命零衰减电池的研发。2020 年,宁德时代在大规模锂电储能寿命、能效、安全、测试、系统集成等方面实现技术突破,取得了五大创新型科研成果,成功研发出 3 年零衰减的超长寿电池,循环寿命达到 12000 次以上的磷酸铁锂电池。
宁德时代 3 年零衰减超长寿电池在福建晋江项目上成功落地,投运 3 年以来始终保持额定容量,年利用率维持 98% 以上,运行期间没有更换过一颗电芯。
目前,宁德时代超长寿命电池实验室实测寿命已经超过 15000 次,攻克了超长运营时间内锂电池寿命“跳水”问题,提升关键的 0~3 年内电站业务的盈利能力,真正实现了储能零衰减长寿命技术的大规模商业化应用。自 2011 年至今的十余年间,宁德时代已有近 1000 个全球项目落地应用。
宁德时代天恒储能系统采用标准 20 尺集装箱为一个系统单元,标准集装箱方便运输与场地规划,内部已包含电池组、散热系统、消防系统、配电空间等。
打开集装箱拉门可以看到,内部电池组以“电箱”的形式插入到集装箱当中,其形态类似“1U 服务器主机”,方便维护管理。
电箱内部是海量的大单体电芯组成电池组,每个电芯都采用磷酸铁锂材质制作,从电芯到电箱,再到集装箱单元,整个储能系统提供 6 兆瓦时级的高能量密度储电能力。
宁德时代此前已实现晋江储能项目 3 年零衰减电池实际应用落地,这一次宁德时代天恒储能系统性能进一步提升,做到了首 5 年容量零衰减,可量产,可批量交付。此外,宁德时代天恒储能系统还同时实现首 5 年功率零衰减,保障整站辅源功耗全生命周期可控且不增长,容量、功率均零衰减,真正做到由内而外的“年轻”。
储能安全只有“零事故”和“灾难”两个走向,为达成储能极致安全的目标,宁德时代投入大量的技术和研发成本,从结构设计、系统集成以及最后运营环节保障全链路安全,把安全做到产品源头,化被动为主动。
宁德时代电芯单体失效率做到行业领先的 PPB 等级,延展到全生命周期全链条的运行,可以有效降低运营成本,带来全生命周期 IRR 的显著提升。
储能,是能源经济发展中的非常重要的一环,在这样的时代背景下,没有效益的产业是走不远的,这是社会模式和经济规律决定的。储能就是要有效益才能带动起来,才能高质量发展,正因为如此,就要让储能产品发挥更高的经济价值。
宁德时代前置服务,将积极主动参与到储能电站的设计,充分站在业主角度思考如何增加企业收益空间,从而给出更精准的解决方案,让每一方寸空间都发挥出最大价值。
每颗电芯都是储能系统最小的组成部分,宁德时代天恒搭载了储能专用长寿电芯 L 系列产品,其材质为磷酸铁锂体系,拥有 430Wh/L 超高能量密度,整个储能系统做到了 6 兆瓦时级的高能量。
宁德时代天恒储能系统基于标准 20 尺集装箱空间设计,单位面积能量密度提升 30%,占地面积减少 20%。另外,电箱与电箱之间还预留了空间,确保电芯热失控时,内部可燃气体不会形成高浓度触达爆炸阈值。
在电芯容量与尺寸设计方面,扣除热管理系统、消防系统、配电系统等空间,同时,结合 PCS 电压范围和电芯本身的电化学特性,可得出电芯最优尺寸范围。宁德时代天恒储能系统在尺寸限制、容量追求和安全保障三个方面找到平衡,在如此空间受限的情况下,宁德时代仍然将电芯能量密度拉高到 430Wh/L。
宁德时代长寿储能电芯适配国内外 UL、UN、IEC 等一系列储能安全认证标准,从研发到生产出货到投运,全链条保证市场应用端零失效,通过自适应控制技术实现应用与滥用安全,确保热失控温升水平可控。
来到业务端,繁琐的安装程序、漫长的调试周期、复杂的增补策略都为储能电站的高效使用带来负担。
宁德时代考虑到这些实际痛点,增强了不同应用场景的灵活适配方案,可分别采用集中式 PCS,通过集装箱模块化设计,多支路控制减少簇间环流,以及模块化 PCS 进行分能量块管理,解决环流问题,提高系统放电电量提高经济效益。
发布会最后,十位行业伙伴分别为宁德时代献上祝福与寄语,分别有:
中国工程院院士 天津大学电气自动化与信息工程学院院长 智能电网教育部重点实验室主任 王成山;
中国科学技术大学教授 现任火灾科学国家重点实验室副主任 工业火灾研究室主人 孙金华;
福建省闽投配售电有限责任公司总经理 叶春;
能建时代新能源董事长 黄庆丰;
能建时代新能源副总经理 苏麟;
浙江恒龙新能源董事长 鲁兴海;
国家电投山东电力工程咨询院高级设总 省能源大数据中心副主任 裴善鹏;
北京海博思创科技股份有限公司董事长兼总经理 张剑辉;
国能信控互联技术有限公司党委书记、董事长 高彦超;
中车株洲电力机车研究所有限公司副总经 徐绍龙。
以上就是本次发布会的所有内容,感谢大家收看。
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