远景能源钱振华:远景新一代液冷储能产品解析

能见App 2021年10月20日 4551

2021年10月17日-20日,2021北京国际风能大会暨展览会(CWP 2021)在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京。

本届大会以“碳中和——风电发展的新机遇”为主题,历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“国际成熟风电市场发展动态及投资机会”“国际新兴风电市场发展动态及投资机会”“风电设备智能运维论坛”“碳达峰碳中和加速能源转型”等不同主题的15个分论坛。能见App全程直播本次大会。

在储能与新能源融合发展论坛上,远景能源有限公司储能总工程师钱振华发表了题为《远景新一代液冷储能产品解析》的主题演讲。

以下为演讲原文:

钱振华:非常荣幸和大家探讨一下远景对储能这方面的思考以及目前行业的挑战和远景的解决方案。

大家讲到30/60双碳背景,它本质是能源转型,涉及到能源的生产、能源的运输和能源消费,我们总结下来主要是以下的两个变化,一个就是能源生产变化,大家看到新能源光伏、风电快速发展,传统火电站也在有序退出,但是新能源间歇性、波动性在发电端和传统火电来比存在很大不确定性。同时在能源的消费端也在发生着变化,能源消费的电气化趋势越来越明显,最典型的就是汽车行业,传统汽车都是燃油,目前很多电动汽车在发展,从乘用车,包括到目前的换电重卡,新型用电设备对电网在消费端也是产生了巨大的影响。

不变的是电力传输还是依赖于传统电网,它系这种准实时的能量生产和消费平衡,所以在能源转型下,传统电力系统面临巨大挑战。这也是为什么大家近期谈到要构建新型的电力系统。因为储能,具备这种快速有功、无功的调节性,它能够增加电网灵活性,在发电侧,电网侧和配电侧都能进行广泛应用,所以大家讲目前储能是构建新型电力系统的第四大要素,传统的大家都在讲源网荷协同控制,最近大家讲的是源网荷储协同控制,储能它已经是新型电力系统第四大要素,同时前面专家讲到了,得益于锂电池成本快速下降,目前电化学储能已经成为储能主流的技术。

储能它有这么大的发展前期和潜力,但是我们目前也看到储能行业也是面临着很大的挑战,我们也总结主要有下面三个方面:一个是安全,还有一个是成本,还有一个软件。

这里我想强调的是安全对储能的发展是至关重要的,甚至可以说是首要的,我们从海内外的案例来看,国外在2018年之前韩国储能一直在世界排名第一的,但是就是因为2017、2018陆续出现了很多安全事故,韩国储能行业进入冰冻期,包括美国亚利桑那州计划后续有一个800兆瓦时的项目,就是因为前期示范项目出了安全事故,后面的大规模储能项目都暂停了,包括特斯拉在澳大利亚因为调试过程中发生了火灾事故,导致整个项目也是一度暂停。

国内的我们也看到,前面前几年在发电侧一些安全事故,包括我今年上半年在储能展上有一个安全论坛,我也在论坛上呼吁行业要注意储能安全,因为这个不仅仅关系到某一家企业的,这个会影响到整个储能行业发展,像416北京大红门事件,对整个行业影响都非常大,所以我再次呼吁,储能安全不仅仅是某一个企业的事情,需要大家从影响整个行业的高度来重视安全。

第二就是成本,从投资建设维度来看,电芯成本高,施工成本高这些是影响初期建设成本的关键,从运营维度,储能通过交易获利,交易就代表着需要充放电,充放电过程中效率能不能保证,承诺的电芯循环寿命能不能保证,这都影响着运行的经济性。

最后说软件,像SOCSOH的准确性,还有能量管理系统的实时性,这都是软件维度的挑战。,我们表面看到的这些挑战,如果抽象到技术层面来看,它背后是电芯的技术,电池管理技术,PCS技术等。这里面最关键的就是电芯技术,从安全维度,为什么储能电站非常危险,最主要还是电芯会起火、爆炸,从成本维度,电芯占了储能系统一半的成本,从软件维度,很多软件监控对象就是围绕电芯本身,所以从众多技术里面,电芯是做好储能最关键的技术。如果要做好储能,大家一定要懂电芯,一定把电芯做好,如果不懂电芯技术,储能系统是做不好。

那远景为什么能够做好储能,因为远景具备了做好储能整个链条上的全栈能力,首先远景是电芯的制造商,远景2018年收购了AESC动力公司,我们把AESC超过十年的技术和工艺都引入到了国内来进行生产。同时大家也了解远景是一家知名的新能源公司,我们对新能源、电网这些也是有非常深刻的理解。最后我们也是一家软件的提供商,针对前面提到的能量管理软件,能量预测软件,储能监控软件,远景都能提供,所以远景具备从电池到集成到软件的全栈能力。

下面看一下远景储能的发展历程,远景在2018年开始在做储能,最开始从分布式楼宇储能开始,2018年远景收购了AESC以后,我们开发了储能专用款电芯,国内第一个1500V储能系统也是远景推出的。今年在传统技术上,推出更大容量的电芯,我们把72/173尺寸的电芯做到305Ah的容量,能量密度进一步提升。同时把车上的液冷技术引入储能。针对安全这块远景开发了Pack级全氟己酮消防技术,同时还配置了水消防接口,彻底杜绝消防隐患。这些技术的目标都是一致的:更加安全,更低的成本、更加智能。

下面看一下这次展会远景发布的全新一代的液冷产品,总结一下有以下几个特点:第一,更低的LCOS,305Ah电芯结合液冷技术,比传统风冷能量密度提升60%,占地面积降低了50%,模块化预装,降低施工成本,搭载远景智慧软件运维模块,降低运维成本。第二,长寿命,低能耗,pack级液冷系统,系统最高温度小于35度,温差小于3摄氏度,同时搭载了智能温控技术,进一步把能耗降低。

第三,安全,pack级全氟己酮消防,直接把火灾传感器放置在电池包内,同时和BMS进行联动能够及时发现隐患,进行扑灭,大家知道锂电池存在复然风险,我们通过多次喷洒策略抑制复燃。,

第四,模块化和灵活性,包括容量灵活配置和安装方式的不同组合,同时通过配置不同的PCS来满足新能源的发电侧\电网侧需求和用户侧/工商业需求。

刚才讲到了电芯是储能里面最关键的技术,远景为储能定制专用电池,围绕着更高的能量密度,长循环寿命和高安全,传统电池是用在汽车上,存在一致性低,,循环寿命短,,,传统车用电芯循环寿命不到2000次,但是这不满足储能的应用要求。,远景定制的储能电芯,循环寿命6000次以上,72/173尺寸下把电芯容量做到305Ah。此外搭载远景AESC电芯的电动汽车,11年超过60万辆,目前为止是零重大安全事故,这个背后一方面是电芯设计技术,另外一方面很重要是电芯生产工艺和制造技术,远景电芯在生产过程中有超过1万个点监控电芯的生产过程数据。

下面具体展开讲下,为什么可以做到305Ah这么高的能量密度:通过材料选择,还有电芯工艺来达成。循环这块:,低粘度溶解配方,长寿命电解液开发,可以把电芯循环寿命从2000多提升到6000多,。同时刚才讲到安全,远景的305Ah目前已经通过GB36276的认证,此外远景电芯还通过了针刺实验。 

下面讲一下液冷技术,前面讲到了通过控制最高温度和温差来提升寿命,这边不在赘述。这边重点讲一下,通过智能能耗控制技术进一步降低20%的能耗。

储能消防这块,左边是传统消防系统,它通过探测器探测火灾信号发给控制器,控制器通过判断后控制喷嘴尽快灭火药剂的喷洒。但是传统集装箱消防系统,在整个集装箱内就是安装有限的几个传感器,发生火灾以后探测的快速性和准确性都受限,但是我们现在最新的消防系统把探测器埋在每个电池包里面,有问题可以第一时间检测到,同时灭火药剂作用的时候,传统的是压力式一次性喷洒,,同时我们使用了多次喷洒,隔一段时间又进行持续喷洒,对火灾进行持续的抑制。同时对比传统的七氟丙烷灭火剂,我们选择了全氟己酮灭火剂,因为全氟己酮灭火剂除了化学抑制外,还具备物理降温的作用,能更有效控制电池的化学反应。

最后在用pack级全氟己酮技术基础上面结合了BMS的技术进行消防联动,因为消防系统即使把传感器埋到电池包里面,但是数量还是有限的,但是BMS监测每一颗电芯温度和电压,如果把这个信息结合起来,对消防判断更准确更及时,更有预测性。最后我们在每个柜子里面都配备水消防接口,万一发生不可控情况,可以对整个柜体进行全淹没,彻底保障安全。

每个模块化柜400多度电,可以通过灵活组织满足不同容量要求。针对不同场地限制,也可以通过灵活配置,可以一字排开,也可以背靠背来布置。针对不同的应用场景,通过配置不同的PCS,可以集中式和分布式应用场景

最后,储能技术是不断发展过程,核心是围绕更安全、更加低的成本,更长寿命,更加灵活的方向继续去努力。谢谢大家。