主要观点总结
华夏能源网获悉,亿纬锂能近日推出的60GWh超级储能工厂一期正式投产,创下单体规模储能工厂之最。其新推出的Mr.Big电芯,成为行业内首个实现量产的600Ah+电芯。随着储能电芯大型化趋势加剧,各主流电芯厂商纷纷加大研发力度,推出更大容量的电芯。目前行业内对于储能电芯大型化的技术瓶颈主要在材料上的突破以及系统层面的创新和改良,仅通过改变系统层级及PACK结构来提升容量并非真正的创新。
关键观点总结
关键观点1: 亿纬锂能推出新型储能工厂和产品
亿纬锂能的超级储能工厂投产,推出新型电芯产品,成为行业内领先的600Ah+电芯量产者。
关键观点2: 储能电芯大型化趋势
主流电芯厂商纷纷加大研发力度,推动储能电芯大型化,出现军备竞赛的现象。行业对于大容量电芯的需求日益旺盛,但市场竞争也日趋激烈。
关键观点3: 技术瓶颈和挑战
储能电芯大型化面临技术瓶颈,主要挑战在于材料突破和系统层面的创新。目前行业内主要通过改变系统层级及PACK结构、采用叠片工艺等方式来提升容量,但真正的技术创新还需在材料和系统层面取得突破。
正文
作者 |
蒋波
华夏能源网&华夏储能(公众号hxcn3060)获悉,近日,亿纬锂能(SZ:300014)60GWh超级储能工厂一期正式投产,创下了单体规模储能工厂之最,这意味着,此前发布的Mr.Big储能电芯正式实现了量产。
据了解,该款Mr.Big电芯于2023年8月正式推出,单体容量为628Ah,现成为行业内首个实现量产的600Ah+电芯。
亿纬锂能628Ah储能电芯的投产在行业内意义重大,打响了600Ah+储能电芯量产的第一枪。今年以来,远景能源、瑞浦兰钧、蜂巢能源等头部储能厂商均发布了600Ah+储能电芯,即将进入2025年,量产消息或接连而来。
储能电芯的大型化,已成行业趋势。一方面,电芯的单体容量越来越大,目前业内对外公布的最高容量已达1100Ah+;另一方面
,随着迭代速度越来越快,业界对过快大型化的质疑与忧虑也随之而来。
去年5月,中国科学院院士欧阳明高曾在CIBF2023大会上指出,“300Ah+磷酸铁锂储能电芯在本征安全方面,实际是比较危险的。”可以说,电芯厂商在集体挑战高能量密度、高循环次数和高安全性难以调和的“不可能三角”,那么大型化之路的终点在哪里?
大型化已演变为军备竞赛
在丹麦作家安徒生100多年前的《红舞鞋》童话名篇中,小姑娘偶然得到了一双红舞鞋,但是这双“红舞鞋”有着独特的魔力,只要穿上它,就会疯狂地起舞,除非死去,
否则永远停不下来。
停不下来的,是储能电芯大型化的节奏,电芯厂商也似乎中了“红舞鞋魔咒”,纷纷朝着大型化的方向狂飙。
2020年,龙头宁德时代首先发布了280Ah的储能电芯,打响了大型化的“第一枪”。这款电芯以其超过6000次的循环寿命、大单体容量和简单的成组方式,十分匹配大储和工商储的应用场景,令众多电芯企业纷纷效仿。在此之前,储能电芯的单体容量多为50Ah、100Ah。
龙头带动效应明显,同时随着搭配280Ah电芯的20尺3MWh电池柜成为主流,各家电芯厂纷纷推出了自己的280Ah电芯。直到今日,280Ah电芯依然活跃在储能市场。
不过,进入2022年以来,各大电芯厂家基于280电芯的尺寸不断挖掘电芯潜能,开始朝着大型化方向发展,演化出了300Ah、305Ah、310Ah、314Ah、320Ah等不同容量规格的储能电芯。其中,314Ah电芯因其极度匹配20尺5MWh电池柜,逐步成为行业共识和发展方向。
然而,电芯大型化并未就此止步。几乎与推出300Ah+电芯同步,500Ah+、600Ah+甚至更大容量的电芯逐渐成为各大电芯厂商的研发重点。
跑在前面的是亿纬锂能和雄韬股份,二者分别推出了560Ah和580Ah容量的储能电池,随后,国内电芯厂商纷纷加入大容量电芯的“军备竞赛”,相继发布500Ah以上的电芯计划或产品,且容量也不断超越。
主流电芯厂商大电芯统计
华夏储能经不完全统计,截至目前,国内主流电芯厂商推出的大电芯产品包括(上图):蜂巢能源730Ah大容量储能“短刀”电芯、南都电源(SZ:300068)690Ah储能电芯、天弋能源630Ah长时储能电芯、中创新航(HK:003931)625Ah储能电芯、亿纬锂能628AhMr.Big储能电芯,远景储能搭载单箱8MWh储能系统的700Ah电芯,楚能新能源625Ah全新储能专用电芯,鹏辉能源(SZ:300438)风鹏电芯590Ah储能电芯,中车株洲所联合兰钧新能源推出的688Ah的超大容量储能电芯,瑞浦兰钧(HK:00666)问顶587Ah和625Ah储能电芯等等。
而行业目前已公布的储能电芯最大单体容量已达到了1130Ah。去年12月,电芯容量纪录再被打破,海辰储能在重庆全球首发了长时储能专用电池MIC1130Ah,并宣布该款电芯循环寿命高达15000次,系统寿命可达25年——两项指标均达到了行业高水平。
而就在今年10月29日,随着上下游产业链总投资超130亿元的山东海辰一体化零碳产业园项目的开工,意味着海辰储能的1130Ah的量产也已经提上日程。
作为储能电芯新势力,海辰储能将电芯容量“跨越式”的从314Ah提升到1130Ah,大型化速度之快领跑行业,储能电芯也即将进入“千安时时代”。未来这一纪录会被谁再刷新呢?
白热化市场竞争的推动
大容量电芯,其最大优势在于可以减少PACK端零部件的使用,简化装配工艺,同时提升了能量密度,从而在降低集成难度的同时,也降低了储能系统的成本。
今年年初,亿纬锂能推出的搭载628Ah储能电芯的储能系统Mr.Giant,性能表现优异,相较于314Ah方案,Mr.Giant可以使电芯数量减少50%,连接点减少50%,系统配件量减少50%,以此达到运维监控量同步减少50%,同时支持“背靠背”系统布局,可减少土地占用面积35%。
这对于生产端和客户端来说都能起到降本增效的作用。
另外,随着新能源发电在能源结构中的占比不断提高,对长时储能的需求日益增长。
相关研究表明,当新能源装机占比达到15%—20%时,长时储能将成为刚需。
而在海外储能市场,尤其是欧美市场,4小时及以上的长时储能占比日渐提升,行业迫切需要大容量的储能电芯与之匹配。
因此在一定程度上,头部厂商加速相关产品的研发和上市,也是需求驱动的结果。
华夏储能注意到,尽管大容量电芯市场前景广阔,但目前还没有迎来市场的转折点。
10月22日,龙源电力旗下公司发布的储能系统框采公开招标项目变更公告。这一变更意味深长:该项目共3个标段,规模合计1.5GWh,变更前,项目计划采购280Ah电芯共1.3GWh,314Ah电芯共200MWh,变更后,计划采购280Ah电芯共600MWh,314Ah电芯共900MWh。
也就是说,减少了280Ah以上电芯的采购量,而增加了314Ah以上电芯的采购量。
此次招标的代表意义在于,
314Ah电芯正式替代280Ah电芯成为主流也才刚刚开始。
与此印证的是,不久前,中国电建电建装备公司 2024-2025 年度 1.5GWh 磷酸铁锂储能电池框采招标显示,280Ah 和314Ah电芯平分秋色,各500MWh。
同时,纵览今年储能项目招标信息,
几乎没有任何标段明确提出使用500Ah+电芯。
基于此,有储能业内人士提出,当前,储能电芯大型化如此激进,并非来自市场的推动,而主因在于行业竞争“内卷”化。
系统集成环节卷的最严重。此前几年,储能行业火热发展,引来了众多跨界者,譬如五粮液、富士康、报喜鸟等一众在原行业都处于巨头地位的企业跨界而来,意图在这一潜力巨大的行业中分得一杯羹,大多切入的是系统集成环节。
白热化竞争下,市场价格卷到极致,集成商环节进入惨烈的洗牌期。能否不被淘汰、能否保持市场份额、能否拿到下一轮融资,让身处其中的厂商焦虑不已。为了突围,推出采用更大容量的电芯的储能系统,来进一步实现降本、做出最差异化的产品,成为众多集成商不约而同的选择。
而电芯环节的厂商,除了来自系统集成商的推动和压力,自身推动电芯大型化的意愿更加强烈。
数据显示,自2023年以来,随着280Ah的技术成熟及放量,产能也出现过剩,价格也开始一路走低,到了2023年底,其价格已经在0.45元上下,同比下滑超50%。
相对而言,电芯产品容量越大,溢价越明显,
市场上314Ah电芯成交价格普遍高于280Ah电芯。
大型化的背后有没有创新?
如今,无论是系统集成商还是电芯厂商,都仿佛穿上“红舞鞋”一般,不断推动着大型化的发展。
风电行业也经历过类似的阶段。风电整机商也曾中了“红舞鞋魔咒”,不断推动风机大型化发展,由于更大的单机容量意味着在相同风场面积下能产生更多电能,降低单位发电成本。
因此整机厂商开启研发竞赛,不断刷新机组尺寸和功率记录。不过,自今年以来,风机大型化趋势开始趋缓,其中重要的原因在于技术瓶颈。
当前储能电芯提升容量有两条路径:一种是基本采用原有电芯的材料或设计,而打破原有尺寸规则,通过改变系统层级及PACK结构来提升容量密度;另一种是基于当前280Ah电芯的尺寸规格,不断提高材料压实密度、减薄集流体和隔膜等方案来上探电芯容量。
第一种技术路线,相当于是将多颗280Ah、314Ah电芯通过不同的方式进行并列放置,而得到一颗大电芯。如海辰储能的1130Ah电芯,主要采用了“肩并肩”三拼方式,其尺寸在厚度和高度与314Ah电芯基本一致,但宽度约扩大了3.3倍,也就是说将3个314Ah电芯并列而成。