2023电力储能技术6大发展趋势

　　未来，新型电力系统将是以新能源为主体的电力系统，但大规模地接入具有波动性、间歇性的新能源，将使新型电力系统呈现出高新能源占比、高电力电子化两个特点，安全稳定性受到影响。储能是解决这些问题的一个很好的手段，能为电网提供灵活性支撑、提供惯量，将重塑电力系统“多端互动、超级融合”的物理形态。

　　近几年，随着风电、光伏“平价上网”时代的到来，中国新能源装机占比已发展到关卡数字节点，储能也因此得以快速发展。

　　随着可再生能源装机规模快速增长，电力系统对各类调节性资源需求迅速增长，新型储能项目加速落地，装机规模持续快速提升。

　　国家能源局数据显示，截至2023年6月底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模超过17.33GW/35.8GWh，平均储能时长2.1小时。2023年1-6月，新投运装机规模约8.63GW/17.72GWh，相当于此前历年累计装机规模总和。

　　储能平价是各类技术竞逐的焦点

　　目前，风光新能源已经步入平价上网时代，但平价上网不等于平价利用，要实现新能源发电的平价利用，储能平价上网是必须翻越的大山。对此，协鑫集团董事长朱共山认为，光伏平价的下一站是锂电平价、储能平价、光储同寿。天合光能董事长高纪凡也曾表示，“我们的目标是能够让储能有30年以上的寿命，和光伏的寿命能够同步。”

　　新型储能技术路线保持着多元化发展趋势，最为成熟的锂电池储能以94%以上的份额占据绝对主导地位，全钒液流电池储能占1.1%、压缩空气储能占1.0%、铅酸(炭)电池储能占0.9%，各类新型储能技术总体呈现多元化快速发展态势。

　　储能平价的实现是跨入GWh时代的重大挑战。对比灵活性资源的度电成本：火电灵活性改造(0.05-0.12元) < 抽水蓄能(0.21-0.3元) < 新型储能锂电池(0.4-0.6元)，锂电储能成本仍然较高。对比各类新型储能技术度电成本：锂离子电池<全钒液流电池<铅炭电池<压缩空气<钠离子电池<钠硫电池<氢储能。

　　随着电力现货交易市场构建提速，新型储能技术要在新型电力系统中发挥更为重要的作用，势必要与其它各类灵活性资源展开竞争，这场各类储能技术之间的马拉松式较量才刚刚开始。

　　电力储能六大进化路线

　　要实现储能平价，储能行业必须走向规模化健康发展，并解决商业模式、安全稳定性、平准化、度电成本LCOE等方面的难点。从技术角度，围绕安全与降本，储能产品的进化路线主要体现在大容量、长寿命、高效率、高安全、高度集成以及智能化等方面。

　　“大容量”方面，储能行业继续向高容量方向发展。280Ah已成为电力储能电芯主流容量，今年下半年，预计将有中创新航、瑞浦兰钧、南都电源、海基新能源、欣旺达等多家电池企业具备300Ah+电芯的批量交付能力。

　　基于300Ah+电芯，已有近20企业已先后发布了20尺5MWh+液冷储能系统产品。10月26日，阳光电源更进一步，发布了新一代大型储能系统PowerTitan2.0发布，是全球首个10MWh全液冷储能系统。

　　储能电站容量也发展为百MW级甚至GW级。10月11日，总投资30.5亿元的300MW/1.2GWh电网侧独立储能电站项目在河北张家口察北管理区正式开工建设，该项目是当前国内最大的电网侧独立化学储能电站项目，储能系统采用磷酸铁锂电池。

　　液流电池技术也同样表现亮眼，全钒、铁-铬液流电池均已实现了兆瓦级应用。在招标方面，继中核汇能2022年发布1GWh全钒液流电池储能系统采购公告后，2023年10月7日，国家电投发布的二〇二三年度储能系统电商化采购招标公告中，也包括1GWh液流电池储能系统采购需求。

　　“长寿命”方面，电芯循环寿命已突破万次。中创新航314Ah电芯循环寿命提升至1.5万次;远景动力315Ah产品循环寿命达12000次;宁德时代在5月发布了全球首个零辅源光储融合解决方案，该系统搭载了1.5万次循环寿命的电芯，万次以上的循环寿命在一天一次充放电的情况下使用寿命可达25年。

　　10月28日，纬景储能投产了GWh级别液流电池工厂，还发布了使用寿命长达25年，在100% DOD(100%深度放电)下充放电循环超过30000次的锌铁液流电池新品。纬景储能联合创始人、董事长葛群还提出三年内将储能度电成本降低至0.2元。

　　“高效率”方面，业主招标要求中一般会写到储能效率要求不低于85%。如10月公布的江西华电宜丰双峰黄岗风电项目15MW/15MWh磷酸鲤铁电化学储能系统采购招标，项目要求储能系统整体效率≥86%，储能系统(包含电池) 整体质保5年。

　　5月30日，新疆自治区市场监督管理局发布的《光伏电站储能系统配置技术规范》征求意见稿中，针对储能系统技术要求，提出锂离子电池储能系统能量转换效率不应低于92%，铅炭电池储能系统能量转换效率不应低于86%，液流电池储能系统能量转换效率不应低于65%。

　　为了保持竞争力，储能企业同样在不断追求更高效率。阳光电源在保持高系统效率的基础上，解决簇间不平衡问题，Power Titan 2.0采用组串式PCS，以极简的能量转化拓扑耦合“一簇一PCS”的精细化能量管理理念，使得系统效率达到89.5%以上，且无簇间木桶效应，各电池簇充的满放的完。

　　“高安全”方面，温控及消防技术得到了快速发展。储能温控方面，液冷技术渐渐成为大型储能系统的主流方案，进入大规模应用阶段。对比风冷，采用液冷系统电芯电芯温差<3℃，提高了系统可靠性。GGII此前分析认为，液冷方案由于其潜力较大，市场渗透率或将快速提升，2025年市场占比将超过50%左右。

　　储能消防方面，7月1日开始实施的《电化学储能电站安全规范》将消防门槛显著提高，储能产业逐步迈向Pack级消防，以全氟己酮为代表的灭火剂以及PACK浸没式消防系统成为趋势，有望逐步取代七氟丙烷成为储能主流消防方案。

　　“高度集成”方面，专业系统集成技术应该是将电化学技术、电力电子技术和电网支撑技术深度融合的系统级产品，而不是简单的“搭积木”。储能系统集成商应该具备产品思维，并对系统级产品进行充分的验证、测试，最后才能交付给客户。

　　江苏林洋能源第一高级副总裁方壮志认为，储能系统集成的趋势在于：1.最大化消除热失控风险;2.要消除各种并联;3.DC/AC能量变化的颗粒度，簇级是一个趋势;4.电芯要有充分的均衡能力;5.加强对电网的支撑能力，除了直流侧，构网型和交流侧也非常重要。6.走向智能化和数字化。

　　“智能化”方面，储能作为系统解决方案，在未来持续交易的情况下，要保障电站安全、稳定、高效运行，让业主产生最大价值和利益，就需要引进大量的数字化技术，实现软件和硬件结合。

　　EMS和BMS是储能系统中主要的数字化技术应用地。储能系统通过EMS参与电网调度、虚拟电厂调度、源网荷储互动等。作为储能系统的“大脑”，未来EMS核心竞争力主要在于软件开发能力和能量优化策略设计能力。

　　BMS担任系统中的感知角色，主要功能是监控电池储能单元内各电池运行状态，保障储能单元安全运行。2023版国标《电力储能用电池管理系统》(GB/T 34131-2023)已于10月1日正式实施，对电芯数据的采集进行了更为“精细化”和“科学化”的规定。BMS功能已由监测、通讯、保护、显示、存储等基本功能，向电池系统安全诊断、长寿命运维、系统经济性指标诊断等高级功能方向发展。

　　储能系统集成商也纷纷在电池设计、电网交互能力和数字化方面推出新技术。目前，海博思创在产品开发、技术迭代、项目管理、质量追溯展开了全生命周期数据跟踪;

　　远景能源打造了EnOS智能物联操作系统，可实现储能系统的安全管理、功率预测、电力交易等功能;

　　阳光电源储能系统采用站级调度群控技术，能量管理系统(EMS)的 POD 控制器基于采集 PCC 功率和频率信息;

　　科陆电子的白泽储能系统平台涵盖了全生命周期的服务体系，包括需求价值挖掘、ESS营运优化、EPC过程服务、可追溯全景视图、ESS可靠性分析、电站系统分析、调频分析、日常SOX图谱扫描及时发现短板电芯等。