專題
[摘要]在未來相當長時間內，新型儲能行業仍然需要鋰電池扛起大旗，預計到2030年市場規模接近3萬億元。儲能行業追求的東西，不能單純追求安全，不能單純追求長壽命，更不能單純追求低價，而是堅守安全底線，回歸以技術創新推動降本增效的主航道，才能長遠發展。
研究數據顯示，2023年中國新增投運新型儲能裝機規模達21GW/46GWh，裝機功率和容量同比增長均超150%，三倍于2022年新增投運規模水平，并且首次超過抽水蓄能新增投運近四倍之多。作為全球最大的儲能應用市場，去年國內新型儲能新增裝機占比接近40%，與歐美合計占到全球市場的88%。以鋰電池為主力的新型儲能，正以燎原之勢實現快速發展。
而在今年召開的全國兩會上，發展新型儲能首次被納入政府工作報告。政府工作報告強調了發展新型儲能產業的必要性，提出要推動分布式能源開發利用，同時要“提高電網對清潔能源的接納、配置和調控能力”。對于儲能的從業者和投資者而言，這也意味著健全新型儲能的市場機制、完善儲能產品標準等配套支持政策已經在路上，新型儲能未來前景可期。
只不過在行業高速發展的背后，卻是既有海水，也有火焰。去年無論是大型電力、工商業儲能或是戶用儲能，受階段性產能過剩影響，企業卷價格、卷交期、卷本土服務等，導致相關企業盈利水平大幅壓縮。為降低成本，許多儲能產品在壽命及安全性上無法保證，部分前期宣稱十年壽命的儲能系統，實際運行壽命不足三年就面臨大面積退役，導致損失慘重。
為打消客戶疑慮，解除信任危機，各家電池企業在保證安全性的基礎上，不斷在提升儲能電池系統的循環壽命方面做出嘗試。今年四月，全球電池龍頭企業寧德時代率先推出五年零衰減的天恒系列儲能電池系統，在業界引起重大反響。緊隨其后，楚能新能源以及南都電源也相繼推出五年零衰減的電池產品。在提升使用壽命的同時，更帶來了成本的大幅下降。
五年零衰減 使用壽命二十年
繼去年召開4C神行超充動力電池發布會后，今年4月9日，全球電池龍頭企業寧德時代再次在北京鼓樓旁的時間博物館中舉辦了聲勢浩大的產品線下發布會，不同的是這次新品發布會主要是為了儲能。發布會上，寧德時代發布全球首款五年零衰減且可大規模量產的天恒儲能系統。該系統具備五年零衰減、6.25兆瓦時、多維真安全等特點，并可大規模量產。
容量、功率五年零衰減被看作是天恒儲能系統最大亮點。據寧德時代儲能事業部首席技術官許金梅介紹，容量五年零衰減是長壽命鋰電池的重要里程碑，但對儲能電站而言，功率零衰減同樣重要。天恒儲能系統采用仿生SEI和自組裝電解液技術，為鋰離子清除路障，實現五年功率和容量零衰減，輔機功耗全生命周期可控且不增長，真正做到由內而外的凍齡。
此外寧德時代以領先的研發技術和極限制造能力，成功地解決了零衰減電池中鋰金屬高度活性難題，有效遏制氧化反應引發的熱失控現象，實現大規模量產五年零衰減系統。同時該電池系統還具備小身板、大容量的特點。天恒產品在標準20尺集裝箱內，實現6.25兆瓦時級的高能量，單位面積能量密度提升30%，整站占地面積減少20%，可以創造更高的效益。
而在安全性方面，為達成儲能極致安全的目標，寧德時代基于技術開發、測試驗證、運行監控以及安全失效分析的完整循環建立了儲能專用質量管理體系。該體系基于應用場景設定不同的安全目標，而后根據目標開發相應的安全技術。為確保技術的有效性，寧德時代更搭建起全面的安全實證平臺，通過模擬不同電網場景和運行環境對儲能系統進行安全實證。
在項目投運后，寧德時代通過AI風險監測和智能預警不斷地監控運行狀態，利用PSA模型量化儲能產品全生命周期失效概率，從而驗證安全設計目標并持續更新。此外天恒儲能系統電芯單體失效率做到行業領先的PPB等級，延展到全生命周期全鏈條的運行，可有效降低運營成本，帶來全生命周期IRR的顯著提升，成為寧德時代助力能源轉型的標志性實踐。
有寧王牽頭，其他電池企業也不甘示弱。隨后4月11日，楚能新能源及南都電源也推出了自家的五年零衰減儲能產品。楚能新能源作為鋰電行業新貴，重磅發布longπ314Ah儲能專用電芯，以五年零衰減重新定義儲能電芯壽命標準，實現1.8萬次超長循環壽命。躋身業內首批完成五年零衰減技術的企業，代表著楚能在正極補鋰技術方面已經取得較大突破。
相關信息透露，longπ314Ah儲能專用電芯采用四大技術策略創新，實現五年零衰減，六維全面發力，從正負極材料、電解液、電芯體系、結構設計上打磨極致性能，從而實現1.8萬次超長循環，使用壽命超20年；環境溫度提升10攝氏度，循環性能依然優異。根據規劃該電芯將于今年第四季度進行全球送樣，標志著其儲能研發技術在產品端的逐步落地。
楚能新能源的底氣，來自其正極補鋰技術方面的重大突破。據悉楚能新能源與中國科學院松山湖實驗室深度合作，產學研聯合聚焦補鋰，探索設計鋰儲庫（DLR）集成技術，使用新型捕氧劑抑制成氧鏈式反應；通過優化活化工藝，有效解決補鋰劑應用工藝問題；采用超高導電解液，保障活性鋰快速遷移；使用快離子導體包覆正極，從而獲取超長的循環壽命。
同個時間，南都電源也重磅發布690Ah超大容量儲能專用電池。這也是南都電源在鋰電儲能大容量時代，突破當前280Ah以及314Ah常規電池尺寸規格，將單體電池容量大幅提升的重要技術升級。據悉該電池基于690Ah尺寸規格，可兼容650Ah至750Ah的容量。搭載該款電池的20尺儲能系統容量可達6MWh，循環次數達1.5萬次，使用壽命可達到20年以上。
資料顯示，南都電源690Ah超大儲能電池采用低膨脹低鋰耗負極、高溫極致穩定電解液和固態電解質技術，穩固陽極界面、均勻鋰離子分布，解決了電池陽極坍塌和鋰枝晶難題，同時以正負極雙重補鋰技術，全生命周期補償鋰損失，保證了儲能系統五年零衰減。同時體積能量密度達380至440Wh/L，單體能量超過2度電，能量效率超過96%，性能大幅提升。
而針對大容量電池普遍存在的安全性問題，南都電源從材料入手，利用固態電解質構筑準固態導鋰界面，電解液用量降低30%，可燃性組份更少，熱失控后內部溫度大幅降低。通過SNS低產熱技術的創新性應用，在體積提升140%情況下，電池0.5P充放電溫升小于4℃，熱失控后最高溫度下降50℃。此外相較于280Ah電池方案，可實現綜合成本降低10%以上。
業內人士表示，當前電芯循環壽命已成為全生命周期度電成本中的核心影響因素。以目前獨立儲能電站、工商業儲能每日兩充兩放計算，1.5萬次循環使用周期可達20年。研究表明當儲能電池循環壽命提升至1萬次，儲能成本將降至千元/kWh以下，扣除充放電損耗和折舊后度電成本將低于0.16元，低于抽水蓄能，可見未來長壽命將成為儲能電池的標配。
新型儲能 需謀長久之計
近年來，隨著我國新能源發電規模持續快速增長，新型儲能進入大規模發展期。十四五以來新增新型儲能裝機直接推動經濟投資超過千億元，有力支撐著能源電力發展，成為中國經濟發展新動能。今年的《政府工作報告》提出，加強風電光伏基地和外送通道建設，推動分布式能源開發利用，提高電網對清潔能源的接納、配置和調控能力，大力發展新型儲能。
4月12日，國家能源局公布了《關于促進新型儲能并網和調度運用的通知》，明確了接受電力系統調度的新型儲能范圍，并就加強新型儲能并網和調度運行管理、技術要求及協調保障等方面提出了系列要求。對新型儲能行業來說，有了并網和調度的保障，才會有后續穩定的收益預期。有穩定的收益預期，才會對產品性能提出要求，有助于倒逼產業實現升級。
與此同時，地方上也在發力完善儲能市場機制。根據江蘇省發改委發布《電力保供政策性保障電網側新型儲能項目開展容量租賃的聯系方式》顯示，全省已有41個已納規的電網側新型儲能項目自愿承諾確保在2024年7月15日前建成并網。此外還發布專項通知解決項目建設困難、理順并網流程問題，并在補貼和利用小時數上對上述項目形成強有力的支持。
有了政策的定調支持，當然也需要電池企業提供高品質的產品作為支持。現如今，隨著儲能大電芯的規模發展，價格競爭也異常激烈。2023年以來，儲能行業電芯、集成系統價格不斷下行，腰斬已然成為行業形容儲能系統價格走勢的常用詞。楚能新能源執行副總裁卜相楠曾表示，在目前儲能行業內卷的環境下，大容量、更高性價比將會成為行業重大趨勢。
去年楚能新能源董事長代德明也公開喊話，到2023年底楚能新能源280Ah儲能鋰電池將以不超過0.5元每瓦時的價格銷售。在彼時主流電芯報價超0.6元每瓦時的背景下，代德明的話無疑預示著儲能行業內的價格競爭。遠景集團高級副總裁田慶軍表示，隨著國內儲能技術的不斷進步，儲能電池的價格還會下行，未來的儲能度電成本肯定會降至1毛錢以下。
儲能市場現在競爭異常激烈，第二、第三梯隊企業想要拿到訂單，同款產品和龍頭企業的定價相當的話，競爭優勢較弱。所以只能比市場價格更低，讓更多客戶先用上自家產品才能打開市場競爭機會。然而業內人士認為，企業如果僅僅只在價格上做文章，在產品、技術方面平平無奇，估計明年、后年的路會很難走。面對著競爭壓力，即便虧也要虧得有價值。
卜相楠強調，如果單從儲能行業的健康發展來說，企業不應當只關注當下儲能大規模發展的成本降低，而應該關注儲能系統投運后實際工況的提升。同時儲能行業的發展并不能只追求某方面發展的極致，而是要做到全方位的平衡，在保障安全性、長壽命的基礎上追求利潤與度電成本的較好平衡。首先是安全要求，其次是長壽命要求，最后才是低成本得目標。
當前大容量電芯已然成為儲能行業最鮮明的趨勢。繼去年儲能電池廠商競逐300Ah+大容量電芯后，今年競爭水位已攀升至500Ah+。中科院院士歐陽明高曾表示，300Ah+儲能電芯在安全方面是比較危險的。以320Ah磷酸鐵鋰電池為例，內部溫度可達700到900度，超過正極分解的溫度500度。此外隨著電池單元充電狀態增加，燃爆指數是三元電池的兩倍。
實際情況是，近年來隨著儲能電池容量越做越大，裝機量日益提升，有關儲能項目安全事故也時有發生。許金梅表示，在寧德時代看來，儲能安全只有零事故和災難兩個方向，儲能作為復雜的系統，從電芯、電箱、集成、整體電池倉系統再到電站，每個層級的安全問題都會產生類似食物鏈的富集效應，這些效應經過層層累加后，進而富集成巨大隱患和災難。
因此無論是寧德時代的天恒電池系統，還是南都電源的690Ah超大容量儲能電池，都將提升產品的安全性擺在重要的位置。同時也有企業表示，單純追求儲能電芯大容量目前看來是不太明智的舉動。遠景集團高級副總裁田慶軍表示，當前大電芯步伐邁得過快，行業標準、供應鏈及工藝都難以支持，而整個行業需要協同發展，因此循序漸進才算是比較合理的。
同時在壽命方面，當前循環壽命已成為電芯全生命周期度電成本中的核心影響因素。新型儲能要想在成本上低于抽水蓄能，需要將循環壽命做到1萬次以上。中國電力科學院首席專家惠東表示，目前部分儲能系統的設計壽命為十年，但實際使用壽命往往存在差距，其中最重要的原因是儲能電池在實驗室中的單體循環次數與實際運行端存在折算力錯位的問題。
許金梅表示，儲能作為能源經濟發展中的重要環節，這樣的時代背景下，沒有效益的產業是走不遠的，儲能要有效益才能高質量發展，而效益的產生除儲能系統價格下降，還與使用壽命息息相關。寧德時代很早就開始布局零衰減長壽命技術，并且已做到3年零衰減技術的實際落地。此次寧德時代天恒電池首次做到5年容量及5年功率零衰減，實現大步跨越。
寧德時代首席科學家吳凱也表示，新型儲能就像建房，是用來住的而不是用來炒的，儲能是用來用的，不是用來撐門面、做擺設、換路條的。儲能作為基礎設施，最突出的特點就是要用十年、二十年以上，要在多種復雜環境和應用條件下安全穩定高質量的運行。天恒儲能產品的發布，相當于用技術鎖住時間，為新型儲能規模化應用和高質量發展按下加速鍵。
近年來，新型儲能行業內卷加劇，企業降本壓力增大。面對行業激烈的價格競爭，儲能市場甚至出現劣幣驅逐良幣的景象。而與此同時，隨著新型電力系統建設不斷提速，儲能系統也面臨市場對產品安全、產品壽命提出的更高要求。因此沒有創新性產品，單純依靠降價策略來搶占市場遲早會被淘汰。如何平衡經濟效益與研發投入，成為企業思考的頭等大事。
惠東表示，從總體的判斷來看，在未來相當長的時間內，新型儲能行業仍然需要鋰電池扛起大旗。研究機構預計，到2025年新型儲能市場規模有望突破萬億元，到2030年預計接近3萬億元。儲能行業追求的東西，不能單純追求安全，不能單純追求長壽命，更不能單純追求低價，而是要堅守安全底線，回歸以技術創新推動降本增效的主航道，實現長遠發展。
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