近日,陽光電源向業(yè)內(nèi)公布了其對于第三代電芯的研判。陽光電源認(rèn)為,第三代儲能電芯產(chǎn)品的容量將確定為625Ah。
陽光電源光儲集團副總裁、儲能事業(yè)部總裁徐清清表示,這是陽光電源結(jié)合客戶需求、交流側(cè)容量調(diào)度需求、產(chǎn)業(yè)鏈上下游實際情況的綜合分析后給出的研判。陽光電源希望借此促進電芯規(guī)格早日標(biāo)準(zhǔn)化,進而避免產(chǎn)品規(guī)格復(fù)雜多樣帶給行業(yè)不必要的混亂、內(nèi)卷,從而集中精力提升產(chǎn)品核心競爭力。
徐清清的這番表態(tài),也是目前行業(yè)共同的心聲,如果能在混亂開始之際就統(tǒng)一一定的規(guī)格,以標(biāo)準(zhǔn)化避免內(nèi)卷,從而真正促進儲能產(chǎn)業(yè)高速高質(zhì)量發(fā)展。但此次陽光電源對下一代電芯的研判,最終是否真會導(dǎo)致625Ah電芯成為新一代儲能主力電芯,尚待時間檢驗。
500Ah+超大電芯未來幾年將成為主流
儲能電芯的大容量趨勢,大約開始于四年前。2020年,主打長循環(huán)壽命的280Ah(安時)電池產(chǎn)品推向儲能市場,迅速替代了原有規(guī)格成為儲能電站應(yīng)用的主流。
2023年,314Ah儲能專用電芯出現(xiàn),其在各項指標(biāo)上均對傳統(tǒng)的280Ah電芯形成了降維打擊,因而314Ah電芯誕生后,開始快速對280Ah電芯進行市場替代。據(jù)行業(yè)機構(gòu)預(yù)測,今年年底314Ah儲能電芯的市占率有望達到50%。
同時,隨著儲能裝機快速擴大,市場競爭加劇,以及儲能終端降本倒逼,電池企業(yè)開始密集備戰(zhàn)下一代更大容量儲能電芯,500Ah+大容量電芯將在未來幾年成為主流,在業(yè)內(nèi)已經(jīng)是高確定性事件。
之所以把電芯容量越做越大,儲能電池廠商最大的驅(qū)動力就是降低成本以搶占下游市場。尺寸放大伴隨的是面積按兩次方、體積按三次方增長,對于電芯而言,就意味著有效電化學(xué)成分在電芯總體積與質(zhì)量中相對占比提高,“攤薄”了結(jié)構(gòu)件等輔助材料的用量,系統(tǒng)集成時使用的電芯數(shù)量和零部件數(shù)量也就更少。
此外,與貨架產(chǎn)品相比幾乎翻倍的系統(tǒng)能量密度,超大電芯還能夠大幅減少儲能電站占地面積,帶來土地征收、現(xiàn)場施工的一系列成本節(jié)約,進一步降低了項目總體建設(shè)成本。對于下游客戶來說,500 Ah+的超大電芯在降本方面的效果也就更加突出。
由于超大容量電芯主要用于電網(wǎng)側(cè)和電源側(cè)的大型儲能場景,在國內(nèi)大儲市場經(jīng)濟性不足的背景下,降本仍然是下游電站投資商的核心訴求。而超大容量電芯具備顯著的降本優(yōu)勢,可以為廠商帶來更好的價格競爭力。
超大容量帶來的安全隱患
自行業(yè)推出300Ah+大電芯以來,圍繞大電芯的爭議一直不斷。以中科院院士歐陽明高為代表的業(yè)內(nèi)專家們指出了300Ah+儲能大電芯帶來的安全性問題——通常情況下,電芯越大,就越難散熱及保證電芯內(nèi)部溫度的一致性,電池短路后的熱失控的風(fēng)險也就越高。
隨著儲能電芯容量繼續(xù)增大,對應(yīng)的技術(shù)難度和門檻也相應(yīng)提高——超大電芯可不是大電芯的等比放大,而是涉及到材料、設(shè)計和制造的一系列復(fù)雜問題。如今儲能電芯容量再次提高到500Ah+,這無疑對于鋰電池儲能本體、過程和消防安全都提出了更嚴(yán)苛的安全要求。
現(xiàn)有研究表明,隨著電芯體積與容量同步放大,其內(nèi)部電流與溫度分布的不均勻性將更為明顯,在充放電過程中會出現(xiàn)較大的溫度梯度,而電池簇內(nèi)電芯排列越來越密集、間隙較小,對均溫散熱的挑戰(zhàn)進一步提高,與此同時,6米或12米長度的儲能柜中集成大量單體電芯,又面臨戶外環(huán)境溫度濕度的波動,因此不同區(qū)域溫差與溫升不一致性也加劇了熱電耦合系統(tǒng)設(shè)計的難度,匹配不當(dāng),輕則直接影響電芯壽命,重則將產(chǎn)生熱失控的巨大風(fēng)險。
在不少業(yè)內(nèi)人士看來,如果電芯沒有經(jīng)受足夠數(shù)量和足夠時間的考驗和反饋,只是過度追求大容量和新技術(shù),電池的一致性將無法得到保障,就會給儲能系統(tǒng)帶來運營風(fēng)險。因此,大容量電芯的迭代實際上是把雙刃劍,在降低了成本、加速市場發(fā)展的同時,也帶來了安全隱患和技術(shù)難題。
有專家認(rèn)為,未來兩年,500 Ah以上儲能電芯的研發(fā)與量產(chǎn),對于儲能電池企業(yè)而言將是一個非常大的挑戰(zhàn)。而超大儲能電芯的安全爭議,還有待其大規(guī)模量產(chǎn)交付后的檢驗。截至目前,500 Ah以上的儲能電芯僅有小批量裝機應(yīng)用,尚未在儲能行業(yè)實現(xiàn)批量應(yīng)用。
大容量軍備競賽將加速行業(yè)洗牌
除了降本,尋求產(chǎn)品差異化也是超大容量電芯加速到來的一大驅(qū)動力。因為超大電芯是通過產(chǎn)品和技術(shù)創(chuàng)新來實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的降本,這與價格戰(zhàn)式的降本有著本質(zhì)上的差別。所以,能夠量產(chǎn)大容量電芯成為電池企業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)競爭力的體現(xiàn)。
隨著500Ah+電芯軍備競賽的大幕拉開,眾多電芯廠家紛紛表示,在規(guī)格上將迎來一場革新。全新規(guī)格的儲能電芯,意味著其無法與動力電池共線生產(chǎn),因此同樣需要電池廠商權(quán)衡其未來市場訂單能否覆蓋產(chǎn)線建設(shè)、設(shè)備定制等巨額投入。
同時,超大容量儲能電芯的制造過程也面臨非常大的挑戰(zhàn)。即使一些電池廠商有能力生產(chǎn),但如果產(chǎn)品良率不高,盈利空間就會很小。所以有能力跟進這一技術(shù)與產(chǎn)品趨勢的廠商,往往也有著甩開中低端競爭者的防御性意圖,在一二線廠商與尾部廠商之間劃出一道深深的技術(shù)“護城河”。
目前,國內(nèi)有數(shù)十家儲能電芯廠,其中推出300Ah+電芯的廠商只有20余家,推出500Ah+電芯的更少,只有10家左右。憑借足夠差異化的大容量電芯產(chǎn)品,頭部電池廠商將能夠更好抵御業(yè)內(nèi)電芯產(chǎn)品“同歸于盡”式的價格拼殺,而無力向上升級的電芯企業(yè),勢必將在大容量電芯迭代的過程中面臨加速洗牌。
不過,迄今為止,頭部企業(yè)所推出的500Ah+超大電芯還未能實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)交付,要滲透市場仍有待時日,且下游客戶對于500Ah+的接受情況也存在不確定性。長期來看,未來電芯容量的最優(yōu)解究竟多大,哪一規(guī)格產(chǎn)品能夠成為市場主流,還是要看誰能在高安全的基礎(chǔ)上保持成本最低,這一切只能等待市場和時間給出答案。
值得注意的是,國內(nèi)儲能電芯雙雄寧德時代和比亞迪,近期不約而同在其新產(chǎn)品發(fā)布中淡化了電芯容量這一指標(biāo),而是將重點放在總體系統(tǒng)平臺可量化的經(jīng)濟回報和運營可靠性上,由此可見巨頭們在市場策略上的老道。