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双一力王成磊:锂电池储能系统海外市场应用探讨

发布者:【蓝狮平台资讯】   发布时间:2023-05-30 18:05:22   点击量:313

蓝狮平台网讯:5月24~26日,由工业和信息化部节能与综合利用司与国家能源局能源节约和科技装备司联合指导,中国化学与物理电源行业协会主办并联合240余家机构共同支持的第十三届中国国际储能大会在杭州召开。


来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的1011余家产业链供应链企业,5417位嘉宾参加了本届大会,其中245家企业展示了储能产品,可谓盛装出席,涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。


??5月25日下午,双一力(宁波)电池有限公司系统集成中心总监王成磊受邀在锂离子电池与储能系统设计专场分享了主题报告,报告题目为《锂电池储能系统海外市场应用探讨》。以下是报告主要内容:


??王成磊:业界的各位专家、领导,大家下午好!我分享一下关于海外储能市场的一些应用,因为今天各位专家同仁有的已经高屋建瓴的分享国内储能的发展趋势、政策趋势,当然也有一些企业级的专家分享了一些具体的方案,我大概讲一下海外的一些市场应用。因为储能市场不仅仅是在国内比较火,国外比较火,而且前几年是在国外的储能市场在引领着国内市场的发展。


??我的汇报分几部分:一是海外市场储能市场发展现状,二是海外市场优势,三是典型的应场景及方案,四是海外系统集成面临的一些技术问题,五是双一力海外产品应用及项目案例。


??第一部分,海外市场储能市场发展现状。


??根据中关村储能产业技术联盟数据,2022年全球储能增长14.9%,达到237.2GW,其中新型储能增长98%。中国、欧洲和美国是三大主力市场,中国的市场大概占1/3,而海外市场占比到2/3,而且后续有可能继续保持高速增长的态势。


??锂电池储能这块,2021年底,抽水蓄能装机容量跌破90%,2022年抽水蓄能占比再次跌破80%。主要就是新型储能的占比提升了,而新型储能里,94.4%是锂电池储能,所以锂电池储能是电化学储能目前的一个主导地位。


??全球储能的发展,目前还是集中在电网侧,2018年以后,用户侧也有一定的增长。长期来看,用户侧可以做很多电网侧的事情,用户侧资产做电网侧服务。长期来看,到2040年,累计装机超过900GW,而且后续可能用户侧会超过电网侧。


??第二部分,海外市场优势。


??国内市场进入的企业很多,但是国内进入海外市场的目前并不是很多,家储比较多,但是在大储不是很多。海外市场相比国内市场有明显的优势:一是认证要求高,二是设计标准高,三是可靠性要求高,以及运维的要求也会比较高,所以在海外市场去做,还是有一定的技术门槛。从商务的角度来说,海外的价格相比国内会相对合理一些,而且客户的付款相对及时,海外的客户黏性也是比较好的。所以做海外市场相比国内市场,利润是比较高的,像双一力今年上半年做储能这块可能大概有1点多亿的利润,这可能是很多国内企业做不到的。


??从政策和商业模式、盈利模型三方面来看,政策的驱动是比较有利的,像美国的841法令明确储能可以独立参与运营,削减通胀法案规定可以有30%的税收抵免。当然,每个洲也有各自的增长目标。商业模式也比较成熟,盈利模型也比较确定,因为能赚多少钱,其实从工业用户或者居民用户都可以算出来,因为它有一个明显的经济效益。储能的分布价差比国内大很多,尤其像美国,超过一定基准以后,电价是有可能翻10倍,所以盈利模型是比较确定的。而且它明确是由市场主导的,国内市场一定程度上还是由政策驱动,而海外市场是“政策驱动+市场驱动”,盈利模型比较确定。


??(图示)以美国为例,每个洲大概在储能方面的规划。一是有补贴,另外是每洲都有规划,所以我们认为像美国包括欧洲一些市场,后面也会继续保持比较高速的增长态势。


??第三部分,海外市场主要应用场景。


??主要应用场景相比国内没有太大的差异,一是储能电站,解决新能源消纳的问题。二是家庭储能,这是欧洲正火的。三是工商业系统,削峰填谷,节省电费。四是微电网应用,这在欧洲、美国相对比较少。五是储能扩容。在海外市场相比国内市场有一个区别,就是海外市场一旦你的容量不能保证或者功率不能保证,它的罚金是很重的,这是与国内市场的一个区别。而且后期,有些储能电站运行了几年之后,它的容量会有一定的衰减,这时候可能就需要有一个储能扩容的解决方案,来避免这些比较重的罚金问题,这也是一个新的应用场景。


??第四部分,海外系统集成面临的一些技术问题。


??面临的问题:一是系统认证,二是产品合规性,三是电芯不均衡导致的维护成本,四是BMS、PCS与EMS的匹配,五是电池安全。


??(图示)系统认证这块,我大概罗列了一下,现在我们做直流侧会有哪些系统认证,从电芯到PACK一直到系统,它的认证要求还是比较多的。欧洲、北美还不一样,当然,国内和欧洲、北美也不太一样,这些认证投入可能需要几百万的费用。去年我们做的一个项目,还有一个新的现象,有些客户不认可国内的标准,要求要到国外认证测试,因为项目体量比较大,所以对认证的要求会比较高。


??(图示)这是对PCS的一些认证,因为PCS的认证要求会更多,而且欧洲有些国家还不一样,像荷兰、英国、西班牙,都有自己的认证。美国有时候各个洲的要求也不太一样。做海外的项目,认证的前期投入是比较高的,这是有一定门槛的。


??关于产品合规性,第一,通用的标准要求,初到海外,要符合当地的配电法规也好,消防法规也好,要符合当地的要求。国内现在对海外的标准研究是不太够的,所以以前我们做这些项目也走了很多弯路。包括器件认证,美国必须要UL认证,但是是不是一个产品有了UL认证就可以用了?这是不一定的。还有一些电缆颜色,像美国,480V的电缆颜色和120V的电缆颜色是不一样的,之前也做过一些项目,因为电缆颜色不一样,美国的电缆客户要求所有集装箱的电缆全部返工,这也遇到过,包括一些系统级的保护。第二个,证书时效。元器件的证书要满足一些认证,产品证书要满足认证,但是这个认证有时候是有实效的,可能有些标准更新了,那么你的认证或者产品也要做及时的跟踪。第三个,入网许可和验收要求。不同的地方有当地具体的法规要求,这是要提前和客户沟通好的,包括澳洲的GPS仿真。因为澳洲的新能源占比是比较高的,60%的都是新能源发电,它的GPS仿真的周期也很久,可能要半年到一年,我们前面做了一个项目大概是一年。而且如果你不做仿真,到时候是没办法并网的,这个钱是收不回来的。第四个,标准升级。包括产品迭代升级、多厂家报备,因为海外的标准更新有时候是比较频繁的。


??(图示)这是我举的几个例子,元器件证书失效。以前我们遇到过一个项目,我们正常开发一个产品,里面的开关是满足UL认证的,但是这个开关的标准后面过期了。而因为厂家这个开关的销量不好,它不打算继续做UL认证,这就导致这部分产品我们无法继续销售了。前期如果你不清楚这些,发到海外,可能还会面临一些罚款。还有一些是产品的标准更新,像去年,北美那边的标准,对PCS的标准从1741SA升级到1741SB,那么如果是前期备货的产品就呆滞了,你没有满足新的标准。澳洲的项目,它比欧美的更难做,因为它是频繁更新的,而且做完了一个项目,同一个产品做了一次GPS仿真,是不是下一个项目不做了?不是的,下一个项目还要重新来一遍,这是澳洲市场比较复杂的地方。而且过去有些企业,前期GPS仿真通过,但是它实际供货的参数和一般的仿真参数不太一样,最终导致这些项目最终无法并网,最后钱也收不回来,我听说有些公司被这个事情拖垮的。


??还有一些当地的法律法规,甚至还有一些习惯。像升压舱,国内的电网要求必须是铜的,但是海外基本是铝的,这和国内是不太一样的。包括人员的维护距离要求,我们发海外的集装箱基本是非步入式的,因为美国对人体维护的距离有个要求,我记得是990毫米,但是国内一般维护空间是600。或者能把PACK拖出来就可以了,但是海外不是这样的,都是有相应的标准要求的。在合规性这块就是要求技术人员或者技术支持的人员,对当地的标准要有深度的研究或者解读,才能避免踩到这些坑,所以这些海外的市场技术门槛有时候比国内是更高的。


??举个例子,北美的市场是不是有UL认证的器件就可以用了?不一定。以最简单的微断的事情为例,在北美,像UL1077,它不认为是保护器,只是一个辅助的保护器,有的地方只能用UL489,不能用UL1077,而UL489大概高了5倍的价格,这是当地法规的要求,必须遵守的。


??电芯一致性,我们做海外项目的时候,经常碰到电芯的一致性不太好,压差大,温差大,放电容量不足,或者采样偏差。因为在国内市场出个差还好,说去就去了,但是海外市场的这种成本是很高的。我们以前统计过,在海外的人员出差,一个月费用可能接近十万元,所以电芯一致性不好,对运维的影响是非常大的,一个是对电芯,还包括对均衡这块的要求很高。


??BMS、PCS与EMS的匹配。国内完全自己把BMS、EMS、PCS平台这些全做了的厂家并不多,很多时候可能是自己做电池,然后在海外买了PCS,在海外做一定的集成。而且海外的EMS一般是不会让国内的厂家做的,可能牵涉到一些数据安全之类的问题。在现场如果没有经过一个严格的调试测试,在海外匹配的时候会出现问题的,包括通信架构是否合适,整个BMS与PCS的参数设计能不能做到快速保护,EMS保护策略与设备自身保护策略是否匹配。所以作为系统集成商去海外市场,3S的降本融合增效,以后是一个系统集成商的技术核心能力,通过3S的技术融合做降本增效,这块会越来越重要。


??电池安全,这部分讲的比较多,包括电芯的热失控,还有一些多级保护,三级消防,2小时防火要求。目前,国内发海外的无论集装箱也好,户外柜也好,它们是做不到的。因为之前我们专门做过2小时防火的实验,一般的集装箱加岩棉,之前实测,大概20多分钟基本就烧穿了。因为对集装箱的2小时防火有三个标准,一是温升不能超过139,二是不能有明火,三是不能烧穿,但是我们做的常规的集装箱,用常规的岩棉,20多分钟就基本烧穿,后面是增加了一些防火板,但是成本也增加了不少。这块是北美消防的一个要求,如果要出海外,也要注意。


??以下是通过我们以前踩的一些坑,对系统集成商出海提的建议:


??第一,扎实的3S集成设计研发能力,把系统集成当成产品,充分测试验证。第二,提升电芯一致性和均衡性。第三,对海外认证和当地标准有深度的理解。第四,远程升级、远程诊断、远程控制功能,降低运维成本。第五,具备海外本地化服务能力,建立海外本地化仓储站,快速响应。


??第五部分,双一力系统方案及案例。


??双一力去年实现海外发货差不多2GWh,在国内的非电芯厂家系统集成商中排名前三。


??(图示)这是我们后期的产品规划,走一个3S+的全场景解决方案,后续我们做自己的BMS、PCS。昨天在上海发布会已经发布了自己的PCS以及一些allinone的工商业系统。后续,双一力对海外市场可以提供从电池到中压的整体解决方案。


??(图示)大型储能电站,有液冷集装箱、风冷柜和液冷柜,以及升压舱。20尺的集装箱,应该是今天会在上海发布,我们有一个5兆瓦时的液冷集装箱的新产品。


??(图示)这是海外工商业储能系统解决方案,用风冷柜做,基本上1-4台可以灵活组合,专门针对海外工商业。


??(图示)这是一个微电网的储能解决方案。


??(图示)我们一直以海外市场为主,所以在海外市场的认证相对是做的比较齐全的,而且是国内首家从电池单体一直到整个系统四位一体完成认证的企业。双一力本身不做电芯,电芯是外购的,所以具备有多个电芯厂家的认证。


??(图示)这是我们的全球服务网络。


??(图示)这是我们在美国和欧洲做的一些典型项目,47MWh的项目以及245MWh的项目。


??(图示)这是143MWh的项目,已经在北美完成调试。


??(图示)这是在欧洲的案例,比利时116MWh,波兰15.5MWh。


??在美国和欧洲市场,有一定要注意的是,它们的罚金比较重,因为你的交付不及时会有一个罚金,如果容量达不到,少了一个兆瓦时可能罚多少美金,这一块的罚金是很重的。这是国内的系统集成商出海的时候需要特别注意的,因为你前期有可能是盈利的,但是到验收的时候,最终算下来可能是亏的。


??以上是我的分享,感谢大家!


【责任编辑:欧阳勇】


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