大容量储能产品竞争现状

Clintony 2024-01-30 发布于江苏

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大容量储能新品密集发布，20尺储
能产品单体容量向6MWh发展

2023 年10月，天合储能发布Elementa 2 5.01 5MWh 柔性液冷电池舱，随后阳光电源也发布了PowerTitan2.0 5MWh的全液冷储能系统。2023年，比亚迪、阳光、柯林、采日、瑞浦兰钧、中创新航等厂家均有搭载314Ah大容量电芯的5MWh+系统发布，行业迎来5MWh储能系统产品的发布热潮。2024年1月24日，力神推出了20尺5MWh储能系统。此外，海辰、协鑫、蜂巢已经推出了6MWh20尺储能电池系统。可以看出，在大容量电芯加持下，20尺集装箱式储能系统搭载容量已经从3.44MWh提升至5MWh+，并且正向更大容量发展，大容量储能系统的竞争已经拉开帷幕。

大容量系统在降本增效方面优势突出，结合当下底价竞争中标的行业背景，在安全问题得到保障的前提下，5MWh+系统有望在未来两年成为大型储能电站的首选技术路线。

大容量电芯使20尺5MWh+系统成为
可能

一方面，缓解电池短板效应是电芯容量向大发展的原因之一。由电池单体参数的离散性、工作温度差异造成的短板效应是限制电池储能性能的主要因素之一。电池单体差异越大，串并联数量越多，短板效应越严重。通常PCS的直流侧电压较高，需要数百节单体电池串联，短板效应严重。因此，直流侧均采用单一厂商的电池串并联，电池整体运行性能通过电池厂商对电池一致性的严格筛选和配组来保证。此外，加大单体电芯容量，减少直流侧电池串并联数量也是缓解短板效应的重要手段。

另一方面，降本是大容量电芯生产的主要动因。在固定的人力和能源投入条件下，适度增加原材料的投入，可有效提升电芯单体容量。同时，当固定资产如厂房、设备的折旧成本保持不变时，产品单位生产成本得以降低，进而大大增强产品的市场价格竞争力，提升企业经济效益。

因此，近期业内发布的电芯新品从 280Ah 到 314Ah，再到 580Ah，电芯容量越做越大。2023年四季度，海辰、蜂巢能源等企业均发布其超大容量电芯产品：海辰MIC1130Ah；蜂巢325Ah、350Ah、710Ah叠片短刀电芯。通过大容量电芯实现储能系统效率增长、体积能量密度提升、零部件节省和降低成本已成为行业共识。为匹配长时储能需求，在保证高安全性的前提下，未来电芯将会向更大容量发展。

降本是大容量系统发展的核心驱动

电芯层面，单集装箱电芯装配数量减少：
20尺5MWh集装箱式储能系统采用314Ah电芯，按照容量测算大约需要装配，约需电芯5000颗；20尺3.44MWh液冷集装箱式储能系统采用280Ah电芯，以容量估算大约需要4000颗。以100M/200MWh电站容量计算，5MWh+集装箱式储能系统可减少32%产品使用数量，减少15%电芯使用数量；根据主流厂商电芯平均报价，280Ah电芯价格约为360元/颗，314Ah电芯约400+元/颗，使得总电芯使用成本降低3.5%，约300万元。

产品层面，5MWh产品循环寿命全面升级，收益进一步优化：大容量储能系统具备高经济性，得益于超大容量电芯以及基于该电芯的贯穿式大PACK方案设计，使得系统集成度高，单体能量密度提升35%以上。根据主流厂商对其大容量储能系统的产品宣传，相较于3.44MWh产品，5MWh+储能系统的循环寿命可提升10%。据EESA测算，在循环寿命提升10%的情况下，200MWh大型储能项目收益可提升0.64%。

项目建设层面，大容量系统使土建成本、运维成本降低：

据多家厂商产品手册及新品宣传情况来看，5MWh+储能系统可使得占地面积降低20%以上，相应的征地、土建施工费用均将降低。此外，运输成本可降低30%以上；运维成本降低10%以上，按照EPC初建成本1.6元/Wh，2%运维成本率计算，大容量储能产品可节省运维费用64万元/年，全运营期内运营成本可降低1280万元，经济效益得到提升。

大容量产品收益改善测算：

叠加电站土建成本降低、循环寿命提升、运维成本降低等多重因素，以山东地区为例，对基于大容量系统的100MW/200MWh电站进行盈利粗略估算对比如下。据估计，在土建成本降低30%、运维费用降低10%，循环寿命提升10%的情况下，大型储能电站收益可有效提升，项目回收周期缩短3年，收益率提高两个百分点。可见，大容量产品可有效降低成本，并改善储能项目经济性。

大容量产品发展趋势及展望

安全性仍是首要问题：

大容量储能系统的安全性对集成商的技术能力提出了更高要求。尽管锂电储能电芯失控后基本不存在自燃可能性，但其早期会释放可燃气体如氢气和一氧化碳，因此储能安全的关键在于集成商是否能有效控制簇级别集装箱的明火风险。

此外，储能系统的高能量密度对消防设计提出了更严格的要求。水消防、气体消防、早期预警检测和排气设计等环节都需要满足更高的安全标准，以应对能量密度提升带来的挑战。目前，储能PACK的防护等级普遍高达IP67及以上，而整体储能系统的防护等级为IP65。随着大容量系统的广泛应用，PACK级消防保护将成为未来的主流趋势。

对温控提出了更高要求：

由于大容量电芯的使用和系统的高集成度，电芯的散热性能和温度均衡性变得至关重要。同时，非步入式设计也使得集装箱的利用率及集成度不断提升。因此，提升电池PACK温度传感器的数量和精度、增加液冷机组制冷效率，将是重要的技术改进方向。未来，随着液冷系统成本降低，浸没式液冷技术有望得到更广泛的应用。

PCS产品功率及电压将同步升级：

随着储能系统容量增加，提高 PCS 电压等级有利于减小 PCS 损耗和线路损耗、提高储能系统功率密度和整体效率、消除不利影响。目前主流PCS厂家多采用1725kW、1500kW等额定功率的PCS，配合3000~3600kVA左右的变压器组成功率单元。为匹配5MWh+电池舱的应用，未来PCS厂家将推出以单机2500kW额定功率的PCS，配合5000kVA左右的变压器的设计方案，从而提升整站的功率密度。

5MW+储能系统厂商产品盘点

部分厂商5MWh+储能产品盘点如下，更多详细产品介绍见2023年大型储能新品盘点。（详情见文章《超30款！20尺单舱5MWh+储能集装箱盘点》）