5月19日至21日,“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開, 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區1500余位政府機構、科研院所、行業組織、電力公司、新能源項目單位、系統集成商等代表出席本次大會。
深圳市盛弘電氣股份有限公司儲能微網事業部總經理范小波在儲能電站專場,發表了題為“深入工商儲能市場,打造關鍵儲能設備”的精彩演講。
演講內容如下:
范小波:各位領導,各位同仁,大家下午好。我今天主要聚焦在工商業儲能市場這一塊,和大家一起分享如何打造儲能的關鍵設備這一塊。目前工商業儲能市場目前面臨著比較多的機會。我們當前把整個中國的儲能市場大概分為這五個部分,包括了家庭儲能市場、工商業儲能市場、風光電場限發,電網輔助服務,微電網等等。
隨著目前用戶側電力市場改革的推進,以及綜合能源服務,售電業務,分布式光伏市場化的快速發展,工商業儲能市場需求越來越明確,商業模式也越來越清晰??梢詮南旅孢@幾個維度來看一下。
過去三年,儲能電池的價格其實是有一個大幅的下降。以磷酸鐵鋰電池為例,2016年的2.5元左右,現在下降到1.5元左右。帶來的好處是在工商業上應用的儲能,它的收益率會變得相對來說非常好。可以看到,從大概前年的10-12年的投資回報期,下降到現在的6-7年,根據不同地區及不同的應用。
除了電池價格的下降和收益率的提升以外,目前整個工商業儲能市場的政策清晰度和商業模式也有了比較好的良性發展。政策這一塊,尤其大家能夠感覺到,最近這一兩年,尤其是今年,無論是從電網公司還是從能源局等等,各個方面對政策這一塊的支持力度開始加大。商業模式也越來越清晰,不像過去更多的是示范項目,或者是863等等,現在有了相對比較清楚的盈利模式,甚至剛剛開始嶄露頭角的綜合能源服務這一塊。工商業儲能的收益模型不只是削峰填谷加套利和電價電費,還有很多相關的綜合服務可以產生價值,目前工商業儲能可以說處在市場的臨界點。
另一方面,工商業儲能也面臨著比較多的困惑或相應的挑戰。主要是兩個層面,首先是政策和商業模式層面的,這一塊,會議上會有很多的專家進行討論,相對來說也比較復雜,面臨著應用層的東西。
今天的重點側重于產品和技術層面來探討一下工商業儲能還有哪些挑戰。當前階段,整個儲能這一塊的項目相對比較粗放和粗糙,處在比較前期的階段。下一個階段,我想整個儲能市場變得理性、成熟起來,一定會更加注重效益、安全和可靠性、成本等等。最后,到第三個階段,我們會更加的注重運營、所有硬件實體的虛擬化。
具體來看,主要面臨著幾大挑戰,首先是成本高,剛才科華的專家也分析了整個電池和系統成本太高造成了工商業的收益率還是比較差的。現在整個系統的造價成本加起來還是在2元左右一個瓦時。再往下就是工商業儲能系統的效率不佳,目前普遍在85-90%左右。安全性存在比較大的問題。需求多種多樣,容量和功率都會有很大的跨度,這對產品的設計,各個方面也會造成一定的挑戰。系統集成的難度也是比較大,對電網的性能和電網友好性這一塊,現在對儲能系統也有很多的不同意見,可能對電網會帶來一定的沖擊或影響,包括諧波、諧振等等,相關標準不明確。
面臨著這么多的困難和挑戰,我們想到的只有是通過技術創新,解決這些技術層面的問題,打造關鍵的儲能設備。首先,我們現在要打造儲能專用的電芯和Pack。目前市場的情況,至少90%以上儲能電池和動力電池共用的,共用電芯和Pack。最近有消息說,德國奔馳現在已經退出了家庭儲能市場,前兩年他們做的還蠻好的,到處在推廣。為什么退出呢?因為發現用在固定環境使用的儲能系統,這種儲能場合用電動車的電池成本太高,所以就退出這一塊市場。經過和大家的交流以及測算,最后討論出來電池如果用儲能專用的電池,成本大概可可以下降20%左右,性能也有大幅度的提升。現在有一些廠家專門在做儲能專用的Pack,甚至有些廠家準備做專用的儲能電芯。
目前整個工商業儲能這一塊,目前相對來講是比較發展初期的階段,所以大家更注重的是簡單功能的實現,更多的注重是一個示范,很多項目都是這樣的。所以,在系統集成這一塊,從產品層面來講還沒有達到非常成熟的狀態。系統繼承相對是比較復雜的一個事情,涉及到很多種設備,涉及到各個領域,如果設計的不好最后存在效率或成本上的短板。
盛弘電氣推出半集成的儲能系統,把電池以外的所有設備進行封裝,所有的部分進行優化設計,打造成一個最優設計的半集成系統,給客戶拿回去裝上電池就可以快速開展它的業務,不用把精力再聚焦在集成設計上,而是聚焦在業務開展方面。
上面提到系統集成,整個系統的效率優化是系統集成的重要指標,效率對工商業儲能來講是非常重要的,因為它直接影響到系統的收益情況。以一兆瓦時的儲能為例,提高一個點的效率,生命周期的收益可以增加4萬元。一兆瓦時250千瓦的儲能系統,這是目前來講比較粗獷的運行情況,一個損耗的狀態情況,主要的損耗發生在電池,PCS,很大一部分發生在散熱系統上,整個系統的損耗達到了175度電,系統效率只有83%。中間這個是經過了優化設計,集成以后的儲能系統,通過控制模式等等的改變,還有其他的優化,對電池、PCS,尤其是散熱系統,進行了大幅的優化,整個系統的損耗只有117度電,效率達到了89%。進一步的優化,解決了漏電,安規的問題,最后把PCS電網變壓器取消掉,直接是儲電網,整個系統效率又進一步提升了2%,到91%。效率優化對儲能系統是至關重要的。
技術創新這一塊,打造多分支的儲能變流器,現在用的工商業儲能系統,相對來說容量算比較大的,導致很多電池要串并聯在一起,形成大容量的系統。這樣帶來的問題,一方面系統耦合比較大,系統的復雜度增高,包括BMS的復雜度都提高了。
另一方面,當初的系統設計可能更多的注重當前電芯是一致性的,但是沒有考慮到過了兩年以后電池的特性會發生一些變化,最后導致電池的簇與簇之間有一些內阻不同,每簇電池形成環流等等。要解決環流,可以采用多分支的流程,把不同的電池只串不并,每處電池接入到一處,最后系統統一實現交流側的調度,并網。
要做更高效率的,下一代的產品一定是要更高效率的儲能變流器。在儲能的第一發展階段大家都沒有重視,更多的是實現功能,功率相應的產生變化,效率這一塊會越來越重視。效率這一塊,下一代的儲能變流器,無論是充電效率還是放電效率都要進一步的提升。在儲能效率變流器的效率,不光是注重充電效率,還要注重放電效率。在效率曲線這一塊,因為整個儲能系統經常會運行到滿載運行或重載運行狀態,它的效率曲線在后半段部分不要有太大的下降,盡量保持平穩。這和過去的設計,UPS、光伏電氣等等有不同的地方,整體上通過新的拓撲選型或優化,以最大效率點的偏移技術,實現高效率,而且末端效率高的PCS,更好的滿足工商業儲能市場的應用。
這個技術上的創新,可以說把儲能系統進行了模塊化設計,規模化設計,可以為了能夠更好的快速部署,有點類似于數據中心規模化的概念,整個單柜里面包含了整個儲能系統里面所有的要素單元,電池、BMS、PCS,控制,所有的東西全部集中在一個柜子里面,而且這個柜子是盡量簡化的,里面的電池也只有一處,不進行并聯的操作,整個系統是結耦的。整個小的儲能單元可以快速的實現部署,解決了尤其是商業場合應用的場地問題,還有一些運輸,還有一些部署的問題。最后整個儲能系統可以一個個的模塊化,像充電寶一樣接入充電線,剩下所有問題交給云平臺處理。這些可以解決儲能在硬件層面快速部署,并在硬件層面開展相應的應用和軟件業務。這是All in one的解決方案。
最后要打造電網更加友好,性能更加可靠的儲能系統。因為儲能PCS或者儲能系統對電網來講是一個比較復雜的設備,因為它即是一個用電負荷,同時又是一個發電設備,這樣一個系統,目前來看,對電網的挑戰,尤其是裝多了以后對電網的挑戰還是比較大的,目前也沒有特別明確或特別成熟的一些解決方案,還是存在許多的問題。所以,目前為了能夠和電網之間更友好的配合,希望整個儲能系統能夠具備對電網的支撐功能,能夠支撐電網的電壓和頻率,通過調節。
通過要有更好的負載和電網適應性,尤其是工商業場合電網的波動、閃變或復雜的用電狀況等等。除了這一塊,儲能系統,無論是在電網狀態還是離網狀態,自己能并聯運行,尤其是在整個微電網獨立的和電網解裂運行的時候,多臺儲能系統能夠避免集成負載,并完成黑起動相關功能。
未來的儲能系統,除了實現這些功能以外,還希望它是一個綜合的電源設備,儲能系統除了能夠進行有功功率電,還希望補償負載的無功,能夠對負載的不平衡進行補償,甚至補償用電設備的諧波,成為一個綜合的電力路由器的功能。這是下一代未來對儲能系統這一塊的電網友好性的需求。
剛才講了這么多的技術方面的創新,盛弘電氣這些年來一直致力于儲能變流器,以及儲能相關系統產品的研發和設計,一直致力于在一些關鍵技術的開發,真正從市場層面了解市場的需求并開發相應的產品。目前具備了全世界的工商業儲能變流器,從30千瓦到500千瓦的儲能變流器。以及達到60度電的小型的儲能單元,這即可以用在室內,也可以在戶外使用。以及有達到一兆瓦時的半集成和全集成式的儲能系統,半集成式的儲能系統除了電池以外的所有相關電氣設備的東西,經過優化設計的電氣集成產品提供給客戶開展業務。同時也具備自己的微網控制器和自己的云監控平臺,可以對小型的微電網進行內部的調度和控制。
盛弘作為一個全球的布局,也在開展海外的業務。目前我們的全系列產品都具備了相應的海外認證,包括UL認證和歐洲的TUV認證,國內的認證也在積極的參與。同時,盛弘提供優質的良好的全球售后服務,為了能夠達到更好的儲能的關鍵基礎設施的產品。
盛弘股份作為一家上市公司,擁有7年在儲能變流器以及儲能系統的開發經驗,目前有80個以上的運行案例在全球運行。真正能夠做到洞察工商業儲能市場的需求,打造真正符合相關市場需求的儲能變流器產品和系統集成產品,為客戶提供優質的儲能變流器和系統集成,能夠共同打造工商業儲能的關鍵基礎設施,為在應用層面做商業應用的客戶,包括綜合能源服務、售電等等所有應用層的業務,為他們提供技術層面的支撐。未來整個儲能系統像電信行業一樣,硬件未來不會是大家去關注的,硬件一定會標準化、虛擬化,所有的業務開展模型大家會集中在軟件和應用層面。所以,我們現在要做的工作就是把整個儲能系統基礎設施這一塊做好,和大家一起共建能源互聯網,推動能源革命和能源轉型。這是我的匯報,謝謝大家!
主持人:盛弘也是我老東家,看你們有新的產品出來,可不可以介紹標準的儲能系統,那個電池是用的方殼(諧音)嗎?
范小波:目前我們做電氣集成這一塊,對電池沒有明確的要求,現在項目用的比較多的是方殼的磷酸鐵鋰電池,當然有一些梯次的退役電池我們也在使用。
主持人:儲能系統模塊是多少功率的?
范小波:標準儲能系統模塊,目前在主推的一個是60千瓦時/30千瓦的系統;另一個是1兆瓦時/250千瓦的系統,這是現在主推的儲能系統的模塊。變流器的模塊,有全系列的,從30個千瓦,現在也有15kW,50kW,100-500kW,一兆,全系列的都已經有了。
深圳市盛弘電氣股份有限公司儲能微網事業部總經理范小波在儲能電站專場,發表了題為“深入工商儲能市場,打造關鍵儲能設備”的精彩演講。
范小波:各位領導,各位同仁,大家下午好。我今天主要聚焦在工商業儲能市場這一塊,和大家一起分享如何打造儲能的關鍵設備這一塊。目前工商業儲能市場目前面臨著比較多的機會。我們當前把整個中國的儲能市場大概分為這五個部分,包括了家庭儲能市場、工商業儲能市場、風光電場限發,電網輔助服務,微電網等等。
隨著目前用戶側電力市場改革的推進,以及綜合能源服務,售電業務,分布式光伏市場化的快速發展,工商業儲能市場需求越來越明確,商業模式也越來越清晰??梢詮南旅孢@幾個維度來看一下。
過去三年,儲能電池的價格其實是有一個大幅的下降。以磷酸鐵鋰電池為例,2016年的2.5元左右,現在下降到1.5元左右。帶來的好處是在工商業上應用的儲能,它的收益率會變得相對來說非常好。可以看到,從大概前年的10-12年的投資回報期,下降到現在的6-7年,根據不同地區及不同的應用。
除了電池價格的下降和收益率的提升以外,目前整個工商業儲能市場的政策清晰度和商業模式也有了比較好的良性發展。政策這一塊,尤其大家能夠感覺到,最近這一兩年,尤其是今年,無論是從電網公司還是從能源局等等,各個方面對政策這一塊的支持力度開始加大。商業模式也越來越清晰,不像過去更多的是示范項目,或者是863等等,現在有了相對比較清楚的盈利模式,甚至剛剛開始嶄露頭角的綜合能源服務這一塊。工商業儲能的收益模型不只是削峰填谷加套利和電價電費,還有很多相關的綜合服務可以產生價值,目前工商業儲能可以說處在市場的臨界點。
另一方面,工商業儲能也面臨著比較多的困惑或相應的挑戰。主要是兩個層面,首先是政策和商業模式層面的,這一塊,會議上會有很多的專家進行討論,相對來說也比較復雜,面臨著應用層的東西。
今天的重點側重于產品和技術層面來探討一下工商業儲能還有哪些挑戰。當前階段,整個儲能這一塊的項目相對比較粗放和粗糙,處在比較前期的階段。下一個階段,我想整個儲能市場變得理性、成熟起來,一定會更加注重效益、安全和可靠性、成本等等。最后,到第三個階段,我們會更加的注重運營、所有硬件實體的虛擬化。
具體來看,主要面臨著幾大挑戰,首先是成本高,剛才科華的專家也分析了整個電池和系統成本太高造成了工商業的收益率還是比較差的。現在整個系統的造價成本加起來還是在2元左右一個瓦時。再往下就是工商業儲能系統的效率不佳,目前普遍在85-90%左右。安全性存在比較大的問題。需求多種多樣,容量和功率都會有很大的跨度,這對產品的設計,各個方面也會造成一定的挑戰。系統集成的難度也是比較大,對電網的性能和電網友好性這一塊,現在對儲能系統也有很多的不同意見,可能對電網會帶來一定的沖擊或影響,包括諧波、諧振等等,相關標準不明確。
目前整個工商業儲能這一塊,目前相對來講是比較發展初期的階段,所以大家更注重的是簡單功能的實現,更多的注重是一個示范,很多項目都是這樣的。所以,在系統集成這一塊,從產品層面來講還沒有達到非常成熟的狀態。系統繼承相對是比較復雜的一個事情,涉及到很多種設備,涉及到各個領域,如果設計的不好最后存在效率或成本上的短板。
盛弘電氣推出半集成的儲能系統,把電池以外的所有設備進行封裝,所有的部分進行優化設計,打造成一個最優設計的半集成系統,給客戶拿回去裝上電池就可以快速開展它的業務,不用把精力再聚焦在集成設計上,而是聚焦在業務開展方面。
上面提到系統集成,整個系統的效率優化是系統集成的重要指標,效率對工商業儲能來講是非常重要的,因為它直接影響到系統的收益情況。以一兆瓦時的儲能為例,提高一個點的效率,生命周期的收益可以增加4萬元。一兆瓦時250千瓦的儲能系統,這是目前來講比較粗獷的運行情況,一個損耗的狀態情況,主要的損耗發生在電池,PCS,很大一部分發生在散熱系統上,整個系統的損耗達到了175度電,系統效率只有83%。中間這個是經過了優化設計,集成以后的儲能系統,通過控制模式等等的改變,還有其他的優化,對電池、PCS,尤其是散熱系統,進行了大幅的優化,整個系統的損耗只有117度電,效率達到了89%。進一步的優化,解決了漏電,安規的問題,最后把PCS電網變壓器取消掉,直接是儲電網,整個系統效率又進一步提升了2%,到91%。效率優化對儲能系統是至關重要的。
技術創新這一塊,打造多分支的儲能變流器,現在用的工商業儲能系統,相對來說容量算比較大的,導致很多電池要串并聯在一起,形成大容量的系統。這樣帶來的問題,一方面系統耦合比較大,系統的復雜度增高,包括BMS的復雜度都提高了。
另一方面,當初的系統設計可能更多的注重當前電芯是一致性的,但是沒有考慮到過了兩年以后電池的特性會發生一些變化,最后導致電池的簇與簇之間有一些內阻不同,每簇電池形成環流等等。要解決環流,可以采用多分支的流程,把不同的電池只串不并,每處電池接入到一處,最后系統統一實現交流側的調度,并網。
要做更高效率的,下一代的產品一定是要更高效率的儲能變流器。在儲能的第一發展階段大家都沒有重視,更多的是實現功能,功率相應的產生變化,效率這一塊會越來越重視。效率這一塊,下一代的儲能變流器,無論是充電效率還是放電效率都要進一步的提升。在儲能效率變流器的效率,不光是注重充電效率,還要注重放電效率。在效率曲線這一塊,因為整個儲能系統經常會運行到滿載運行或重載運行狀態,它的效率曲線在后半段部分不要有太大的下降,盡量保持平穩。這和過去的設計,UPS、光伏電氣等等有不同的地方,整體上通過新的拓撲選型或優化,以最大效率點的偏移技術,實現高效率,而且末端效率高的PCS,更好的滿足工商業儲能市場的應用。
這個技術上的創新,可以說把儲能系統進行了模塊化設計,規模化設計,可以為了能夠更好的快速部署,有點類似于數據中心規模化的概念,整個單柜里面包含了整個儲能系統里面所有的要素單元,電池、BMS、PCS,控制,所有的東西全部集中在一個柜子里面,而且這個柜子是盡量簡化的,里面的電池也只有一處,不進行并聯的操作,整個系統是結耦的。整個小的儲能單元可以快速的實現部署,解決了尤其是商業場合應用的場地問題,還有一些運輸,還有一些部署的問題。最后整個儲能系統可以一個個的模塊化,像充電寶一樣接入充電線,剩下所有問題交給云平臺處理。這些可以解決儲能在硬件層面快速部署,并在硬件層面開展相應的應用和軟件業務。這是All in one的解決方案。
最后要打造電網更加友好,性能更加可靠的儲能系統。因為儲能PCS或者儲能系統對電網來講是一個比較復雜的設備,因為它即是一個用電負荷,同時又是一個發電設備,這樣一個系統,目前來看,對電網的挑戰,尤其是裝多了以后對電網的挑戰還是比較大的,目前也沒有特別明確或特別成熟的一些解決方案,還是存在許多的問題。所以,目前為了能夠和電網之間更友好的配合,希望整個儲能系統能夠具備對電網的支撐功能,能夠支撐電網的電壓和頻率,通過調節。
通過要有更好的負載和電網適應性,尤其是工商業場合電網的波動、閃變或復雜的用電狀況等等。除了這一塊,儲能系統,無論是在電網狀態還是離網狀態,自己能并聯運行,尤其是在整個微電網獨立的和電網解裂運行的時候,多臺儲能系統能夠避免集成負載,并完成黑起動相關功能。
未來的儲能系統,除了實現這些功能以外,還希望它是一個綜合的電源設備,儲能系統除了能夠進行有功功率電,還希望補償負載的無功,能夠對負載的不平衡進行補償,甚至補償用電設備的諧波,成為一個綜合的電力路由器的功能。這是下一代未來對儲能系統這一塊的電網友好性的需求。
剛才講了這么多的技術方面的創新,盛弘電氣這些年來一直致力于儲能變流器,以及儲能相關系統產品的研發和設計,一直致力于在一些關鍵技術的開發,真正從市場層面了解市場的需求并開發相應的產品。目前具備了全世界的工商業儲能變流器,從30千瓦到500千瓦的儲能變流器。以及達到60度電的小型的儲能單元,這即可以用在室內,也可以在戶外使用。以及有達到一兆瓦時的半集成和全集成式的儲能系統,半集成式的儲能系統除了電池以外的所有相關電氣設備的東西,經過優化設計的電氣集成產品提供給客戶開展業務。同時也具備自己的微網控制器和自己的云監控平臺,可以對小型的微電網進行內部的調度和控制。
盛弘作為一個全球的布局,也在開展海外的業務。目前我們的全系列產品都具備了相應的海外認證,包括UL認證和歐洲的TUV認證,國內的認證也在積極的參與。同時,盛弘提供優質的良好的全球售后服務,為了能夠達到更好的儲能的關鍵基礎設施的產品。
盛弘股份作為一家上市公司,擁有7年在儲能變流器以及儲能系統的開發經驗,目前有80個以上的運行案例在全球運行。真正能夠做到洞察工商業儲能市場的需求,打造真正符合相關市場需求的儲能變流器產品和系統集成產品,為客戶提供優質的儲能變流器和系統集成,能夠共同打造工商業儲能的關鍵基礎設施,為在應用層面做商業應用的客戶,包括綜合能源服務、售電等等所有應用層的業務,為他們提供技術層面的支撐。未來整個儲能系統像電信行業一樣,硬件未來不會是大家去關注的,硬件一定會標準化、虛擬化,所有的業務開展模型大家會集中在軟件和應用層面。所以,我們現在要做的工作就是把整個儲能系統基礎設施這一塊做好,和大家一起共建能源互聯網,推動能源革命和能源轉型。這是我的匯報,謝謝大家!
主持人:盛弘也是我老東家,看你們有新的產品出來,可不可以介紹標準的儲能系統,那個電池是用的方殼(諧音)嗎?
范小波:目前我們做電氣集成這一塊,對電池沒有明確的要求,現在項目用的比較多的是方殼的磷酸鐵鋰電池,當然有一些梯次的退役電池我們也在使用。
主持人:儲能系統模塊是多少功率的?
范小波:標準儲能系統模塊,目前在主推的一個是60千瓦時/30千瓦的系統;另一個是1兆瓦時/250千瓦的系統,這是現在主推的儲能系統的模塊。變流器的模塊,有全系列的,從30個千瓦,現在也有15kW,50kW,100-500kW,一兆,全系列的都已經有了。