亚博app官方网站:儲能被電池廠主導的局面噬待改變

日期:2019-08-13 11:14:19 作者:亚博APP官方下载

儲能被電池廠主導的局面噬待改變 來源:中關村儲能產業技術聯盟 更新時間:2018-02-02 13:57:39 [我要投稿]

  能源互聯網區別於傳統電網具有很強的服務屬性,可通過芯片技術的創新實現快速降本,打造一個升級版的BMS-電池能量交換系統,保證電池系統壽命可以做到和電池單體壽命一樣長,投資回報率會極大提高,同時儲能也能有效改變負荷特性,解決用戶需求的隨機性、不確定性,支撐起互聯網應用模式創新,進而促使能源商品屬性的回歸。

  1能源互聯網的服務性是關鍵,如何盤活技術要素是重點

  儲能推動能源創新發展必然是從要素驅動到創新驅動。目前最大的問題是能源資產的應用效率太低。電池在做電力儲能之前都是以備用電的形式出現,每年鉛酸電池將近1億多度電的產能生產出的電池基本都是閑置的,因此資產運營效率是非常低的,類似情況包括輸配電線路冗餘、發電小時數等等,這些都是資產的利用效率問題。目前快速發展的共享經濟就是解決此類資產效率問題的。

  另一方面,我們創新能力是在提升的。新能源技術快速發展,使新能源發電成本降得很厲害。此外,儲能的技術處於突破的前沿。鋰電池價格在2015年時已經過瞭拐點,呈現幾何級數下降的趨勢。而互聯網催生出從生產為中心變成以用戶為中心的模式,這個模式將重新界定許多傳統行業。譬如說電網本身是一個通道,最終是用電的人把利益鏈最後一環實現閉環,收到電費才是電網真正的利益價值實現。雲計算和大數據支撐的人工智能技術也推動瞭以用戶為中心的服務模式。

  值得指出的是大數據本身不能產生價值,大數據是轉移工具,可以把價值從一個行業轉移到另外一個行業。雲計算的出現極大降低瞭計算成本,現在大傢所講的人工智能發展,並不是說人工智能的研究本身得到瞭發展,而是計算能力得到瞭提升。因此催化瞭互聯網+的個性化定制化服務模式的出現。

  例如,目前有電池廠傢做儲能采用的是產品+服務的模式,不賣電池,賣產品服務。挑戰+機遇催生瞭能源互聯網發展機遇,會創造出新的價值。互聯網是數字領域的事情,新能源、新材料、新制造是實體經濟是物體層面的事情,新的價值是物質世界和數字世界深度融合產生的價值,具有代表性的是共享單車等案例,第三次工業革命,它的價值就在這個地方。

  對於傳統電網,是生產型的系統,能量單向流動,用戶側也是封閉的,這點和互聯網之前的通信網絡非常像。到瞭能源互聯網時代,用戶側呈現出網狀結構,配電網出現大量流動雙向節點,用戶從consumer變成prosumer,現在加上儲能和電動汽車等新的業態,是服務型系統的定位。

  現在講能源互聯網,更多的時候是強調它的服務性,不是要再新建一個能源互聯網,這個網絕大部分要素已經具備瞭,需要我們怎麼把互聯網+等的技術要素盤活,需要做價值鏈的重新梳理。

  2儲能的“好”和“貴”噬待改變

  儲能確實是能源互聯網的核心裝備,貫穿於發輸配用四個環節,對於未來願景的展望中,用戶側會有大量分佈式發電,存在很多微網加上數字儲能的場景,大量分佈式儲能貼近負荷的效率是最高的,因為儲能能有效改變負荷特性,解決用戶需求的隨機性、不確定性。

  鋰電池的拐點在2015年左右已經出現瞭,價格下降很快,質量也提高很多,那麼現在問題在哪兒呢?儲能的應用效果就是一個字“好”,問題在哪兒呢?就是“貴”,這兩個字基本就是儲能的現狀。

  儲能系統目前有一個很大的問題就是被電池廠主導,這個是很不合適的,就像做一個PC整機,換一個固態硬盤,PC性能一定能提升嗎?不一定。儲能是系統工程,這裡面牽涉到很多系統級的技術,系統級的技術不解決,單點技術突破有意義但意義並不明顯。因此儲能系統單位成本應該是什麼?應該是按照每次轉移每度電的成本來算,現在電池廠都是說保10年、20年,電池具體能用多長時間根本沒有保證。目前電池采購成本很高,這就是為什麼現在需要做梯次利用,換電模式。電動汽車補貼一退坡,裝在車上的電池就會越來越少。從這點來講有補貼不一定是好事,當然促進行業發展確實需要有補貼帶動,這就需要智慧設計一個合理有效的機制。

  電池廠傢講的循環壽命通常是單體電芯的循環壽命,鈦酸鋰電芯目前標稱3萬次20年瞭,大規模儲能系統可能是有上百萬個單體的電池系統,這個系統系統還能用到3萬次嗎?所以有很多系統級的問題要解決。按照現在電池廠的報價來看,每次轉移每度電的成本,即便度電成本是6000元,3萬次的電芯每次成本就是2毛錢,電芯每次度電成本已經很低瞭,可事實恰恰相反。問題出在哪兒?就是電池單體的差異性,系統壽命目前差不多是單體壽命的三分之一。

  另外是運維成本。運維成本現在看起來並不是一個很突出的問題,但是如果未來在用戶側部署,這部分成本就會非常高,運維成本是所有做C端產品必須要考慮的,如果還是依賴目前靠人的模式肯定是不行的。此外,用戶的需求復雜而多變,早晨需要功率型的,晚上需要容量型的,某些產品可能需要蓄冷也蓄熱,因此多種儲能技術的綜合運用也是必須的。

  最重要的是如何形成不依賴於補貼的商業運營模式。儲能在國外是按照跟電網一樣的模式收費的。儲能系統既然作為一個電源來看,就必須有按度電計量收費的模式。但是電池本身是電化學反應裝置,是模擬系統,我們怎麼精確估計電化學裝置的能力呢?這裡存在很多問題。因此計量收費手段不解決,儲能應用就會很粗放。

  3能源互聯網與儲能系統互利互補 盤活資源實現共享

  電池系統在300多年是固定串並聯,而每個電芯是不一樣的,固定連接在一起,部分電芯就會有過充和過放的現象,就會有系統短板效應。所以電池廠追求一致性是很有必要的,但是公差是物理極限,再怎麼提高一致性,公差還是在的,短板效應還是有的。既然都知道電池有差異性,業界有兩種態度,一個是接納差異性,第二是避免差異性。特斯拉的方案是避免差異性的典型,即便選瞭18650,在每個18650外面加一個液冷的裝置,依然無法避免系統短板效應的發生。另外一個例子,5000次的電芯,100個這樣的電芯簡單串聯組成系統,測出來結果是1500次。因此,按電芯算的度電成本和按系統算的度電成本是3倍的關系,即便用鈦酸鋰做依然沒有經濟性,每次度電成本從2毛就變6毛瞭,因此短板問題是制約儲能這個行業的系統級問題。

  用能量信息化技術屏蔽電芯差異性。既然電芯這一級不能消除系統短板效應,就有必要引入屏蔽單體差異性技術體系,這也是為什麼把互聯網的技術體系引入電池成組的原因,說簡單一些就是需要把電池做格式化,如同以前用磁盤的時候,買回來第一件事是格式化磁盤,要不然系統就不知道精準容量,裡面能裝多少東西。如果是舊磁盤,就重新格式化,壞區全甩掉,容量可以重新標定。目前我們需要對電池容量做一個數字標定,電池容量標定是電芯與系統或網絡交互的基礎,進行標定以後,物理和化學差異性也就屏蔽掉瞭,如硬盤格式化為數字比特,500M和1T的硬盤就可以在一起用瞭。從管控成本上考慮,無論是寬禁帶電子半導體還是VLSI控制器都是符合摩爾定律的,單位成本下降非常快。

  電池能量交換系統可以保證單體電池不過充不過放,因此系統壽命可以做到和單體壽命一樣長,投資回報率極大提高。這樣傳統BMS就會變成數字化電池能量交換系統。其最大區別就是BMS上面不走大功率,能量交互系統是串接設備走大功率,是能量數字化信息化的裝置。有瞭這個裝置以後,我們可以根據應用場景和儲能介質的特性,把多種不同儲能介質無縫整合到一個軟件定義的復合型儲能系統裡。這樣我們就可以用這種技術去解決電池差異性比較大的場景,如梯次利用和高能量密度的電芯等。

  如果基站閑散電池加上能量網卡,電池的容量在雲平臺上可見可控,可以通過互聯網實現雙向管控電池單體或模組的能量流。這與BMS不一樣,BMS是測量但無法對單體進行管控和故障單體隔離。

  對於電池自動巡檢平臺而言,大規模儲能上來以後,單體電芯的管控能力可以將巡檢和運維成本控制住,這就需要通過互聯網+的能力來實現。

  我們認為通過部署加裝能量網卡的能源互聯網ready的儲能單元,我們可以快速構建虛擬電廠(VPP),這樣彌漫在社會各個角落分佈式閑散電池資源就會被盤活利用,實現共享經濟模式的電池uber。電池會像當年的PC一樣,插上網卡就可以在迅雷上看電影,大傢可以共享帶寬和存儲資源。因此,用戶側售電和定制電力服務的模式就成立瞭。現在第三方售電企業跟電網爭通道這件事情是需要重新思考商業模式,需要考慮、怎麼圍繞用戶需求做能量服務,這也是發展能源互聯網的應有之意。

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