近年來,儲(chǔ)能市場需求日益擴(kuò)張。動(dòng)力電池企業(yè)在儲(chǔ)能領(lǐng)域出貨和占比在迅速攀升。
2020年,寧德時(shí)代儲(chǔ)能系統(tǒng)銷量為2．39GWh,同比增長近237%;瑞浦能源今年上半年也有超過一半的出貨在儲(chǔ)能電池;國軒高科也曾公開表示,儲(chǔ)能業(yè)務(wù)將占到總收入的30%以上…… 為何動(dòng)力電池企業(yè)都在加強(qiáng)儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的布局?儲(chǔ)能電池到底有多大的發(fā)展?jié)摿?儲(chǔ)能電池與動(dòng)力電池又有那些區(qū)別和聯(lián)系,為何兩者頻頻被同時(shí)提起? 為此,《電動(dòng)汽車觀察家》與業(yè)內(nèi)人士進(jìn)行深入溝通,得到的結(jié)論主要有三點(diǎn)。
一是,生產(chǎn)新電池做儲(chǔ)能,利潤相比動(dòng)力電池更高,但是儲(chǔ)能項(xiàng)目穩(wěn)定性不佳,兩者兼顧的企業(yè)不會(huì)將主要精力投放在儲(chǔ)能領(lǐng)域。二是,隨著儲(chǔ)能電池市場的增長,兩者有分線生產(chǎn)的趨勢,不會(huì)擠占動(dòng)力電池產(chǎn)能。三是,梯次電池用在大型儲(chǔ)能項(xiàng)目上,業(yè)內(nèi)爭議較大,未來發(fā)展存疑。
1動(dòng)力電池企業(yè)儲(chǔ)能占比提升
越來越多的動(dòng)力電池企業(yè)加入了儲(chǔ)能業(yè)務(wù),且占比逐年提升。 去年,寧德時(shí)代全年實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)銷售收入為19．43億元,同比增長218．56%;儲(chǔ)能系統(tǒng)銷量為2．39GWh,同比增長近237%。
蜂巢能源業(yè)在儲(chǔ)能業(yè)務(wù)上也早已開始發(fā)力,蜂巢能源在大連建設(shè)有光儲(chǔ)充項(xiàng)目,具備削峰填谷、應(yīng)急備電、電動(dòng)汽車快速充電、有序充電管理等功能。蜂巢能源也發(fā)布了面向系統(tǒng)應(yīng)用的鉅系列單元儲(chǔ)能、中型儲(chǔ)能、一體化液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)。
瑞浦能源有限公司市場總監(jiān)張小聰告訴《電動(dòng)汽車觀察家》,儲(chǔ)能的確非?；?單子都接不過來,“上半年瑞浦有超過一半的產(chǎn)能都給了儲(chǔ)能,動(dòng)力電池出貨相對少一些?！?br style="margin: 0px; padding: 0px; transition: all 0.5s ease 0s;"/>
《電動(dòng)汽車觀察家》發(fā)現(xiàn),很多耳熟能詳?shù)膭?dòng)力電池企業(yè)都在儲(chǔ)能領(lǐng)域出貨量極大。
《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2021》數(shù)據(jù)顯示,2020年,中國新增投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目中,裝機(jī)規(guī)模排名前十位的儲(chǔ)能技術(shù)提供商,依次為:寧德時(shí)代、力神、海基新能源、億緯動(dòng)力、上海電氣國軒新能源、南都電源、贛鋒電池、比亞迪、中航鋰電和國軒高科。
這其中以寧德時(shí)代的出貨量最大,接近600MWh,第二名力神也有將近400MWh。
2020年度,海外電化學(xué)儲(chǔ)能(不含家用儲(chǔ)能)市場中,出貨量排名前五位的中國儲(chǔ)能技術(shù)提供商,依次為:比亞迪、南都電源、?；履茉?、圣陽電源和力神。
出貨量相對小一些的國軒高科,也要在儲(chǔ)能電池上發(fā)力。在2020中國汽車供應(yīng)鏈大會(huì)上,合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司副總裁黃章喜透露,在未來規(guī)劃中,國軒高科希望2023年實(shí)現(xiàn)收入超過400億元,其中儲(chǔ)能業(yè)務(wù)收入超過30%
2儲(chǔ)能電池需求大
為何動(dòng)力電池企業(yè)都致力于提升儲(chǔ)能領(lǐng)域的出貨量? 這與內(nèi)部技術(shù)進(jìn)步和外部市場需求有關(guān)。 內(nèi)因方面,動(dòng)力電池經(jīng)過多年的發(fā)展,產(chǎn)品成本不斷下降、性能不斷上升,為儲(chǔ)能電池的發(fā)展奠定了基礎(chǔ),此外儲(chǔ)能系統(tǒng)的針對性的設(shè)計(jì)進(jìn)一步帶動(dòng)儲(chǔ)能普及。
市場方面,世界各國紛紛制定發(fā)展戰(zhàn)略,加速能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,大力發(fā)展清潔能源。例如,澳大利亞于2009年通過可再生能源目標(biāo)法案,確定到2020年可再生能源將占電力需求的20%;歐盟委員會(huì)于2018年簽署協(xié)議,將2030年可再生能源占能源消費(fèi)比例的目標(biāo)提高至32%;英國政府制定了到 2050年實(shí)現(xiàn)溫室氣體“凈零排放”目標(biāo)等。
這些戰(zhàn)略的實(shí)施,使得可再生能源裝機(jī)量迅速提升。可再生能源發(fā)電依賴于自然條件,具有間歇性和波動(dòng)性特征,當(dāng)其發(fā)電量達(dá)到較高比例時(shí),會(huì)對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成很大的沖擊。因此儲(chǔ)能系統(tǒng)的引入必不可少。
極端天氣現(xiàn)象,也加速了儲(chǔ)能需求的增長。張小聰在"2021 中國下一代汽車高質(zhì)量發(fā)展論壇”上表示,電池需求從去年年底開始井噴,其中儲(chǔ)能市場增長非?？?像北美去年年底嚴(yán)重的雪災(zāi)造成很嚴(yán)重的事故,拉動(dòng)了市場需求。目前在全球范圍內(nèi),儲(chǔ)能市場大爆發(fā)。瑞浦的儲(chǔ)能市場從去年到現(xiàn)在基本翻了3倍以上。
中國在儲(chǔ)能方面的需求也很大。在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)要求下,新能源裝機(jī)也在快速提升使得儲(chǔ)能剛需屬性愈發(fā)增強(qiáng)。
根據(jù)CNESA數(shù)據(jù),截至2020 年,全球電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)14．2GW,同比增長49．2%,占儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)的7．4%;中國電化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)3．27GW,同比增長91．2%,占整體儲(chǔ)能的9．2%。值得注意的是,2020年我國新增電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)1．56GW,同比增長145%,中國新增儲(chǔ)能裝機(jī)首次突破GW大關(guān)。 在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域,鋰離子電池占主導(dǎo)地位,占比達(dá)92%,在中國尤其以磷酸鐵鋰電池為主。
需要注意的是,去年中國電化學(xué)儲(chǔ)能高增長是在沒有強(qiáng)制配儲(chǔ)的情況下。
2020年,多地出臺(tái)政策鼓勵(lì)和支持新能源配置儲(chǔ)能,但幾乎無省份做出強(qiáng)制配置要求。今年以來,已經(jīng)有20多個(gè)省市提出可再生能源配置儲(chǔ)能的要求,這其中有強(qiáng)制配儲(chǔ)的也有鼓勵(lì)配儲(chǔ)的,例如湖南、山東、湖北等地就是強(qiáng)制配置,山西、甘肅等地是建議配儲(chǔ),配置比例都在10%-20%之間。 因此,今年儲(chǔ)能電池裝機(jī)量肯定會(huì)更大。
根據(jù)CNESA在《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2021》中的預(yù)測數(shù)據(jù),保守/理想情形下,電化學(xué)儲(chǔ)能2021年新增裝機(jī)量為2．52/3．35GW,到2025年累計(jì)裝機(jī)量有望達(dá)到35．52/55．88GW,2021-2025年CAGR(復(fù)合年均增長率)為57．38%/70．48%。
儲(chǔ)能電池的另一優(yōu)勢是利潤高。張小聰坦言,目前儲(chǔ)能電池在國外需求量要更大,尤其是家庭儲(chǔ)能項(xiàng)目,他們的產(chǎn)品出口歐美日等發(fā)達(dá)地區(qū),產(chǎn)品利潤相比動(dòng)力電池更大。
以寧德時(shí)代為例,2019年和2020年,其動(dòng)力電池系統(tǒng)的毛利率為28．46%和26．56%,而儲(chǔ)能系統(tǒng)的毛利率分別為37．87%和36．03%,高出動(dòng)力電池10個(gè)百分點(diǎn)。
3動(dòng)力、儲(chǔ)能性能差別大
雖然都是儲(chǔ)能裝置,儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池也是有很多不同點(diǎn)的,因此兩者不能簡單的通用。
寧德時(shí)代副董事長黃世霖曾公開表示,儲(chǔ)能電池比動(dòng)力電池要求高得多,現(xiàn)在1500-2000個(gè)循環(huán)就足以滿足乘用車對動(dòng)力電池的要求,但儲(chǔ)能電池的要求是至少8000個(gè)循環(huán),儲(chǔ)能電池比動(dòng)力電池要求強(qiáng)得多。
目前來看,電池按場景分為消費(fèi)電池、動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池三種。消費(fèi)類應(yīng)用是在手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等消費(fèi)類產(chǎn)品,動(dòng)力類應(yīng)用在電動(dòng)汽車上,儲(chǔ)能類應(yīng)用在儲(chǔ)能電站上。
動(dòng)力電池作為移動(dòng)電源,在安全的前提下對于體積(和質(zhì)量)能量密度盡可能有高的要求,以達(dá)到更為持久的續(xù)航能力;電動(dòng)汽車還希望能夠做到安全快充;高低溫性能要求也很高;但是壽命一般1000-2000次就夠用。
儲(chǔ)能電池一般連續(xù)充電或連續(xù)放電兩個(gè)小時(shí)以上,因此適合采用充放電倍率≤0．5C的容量型電池;對于電力調(diào)頻或平滑可再生能源波動(dòng)的儲(chǔ)能場景,需要儲(chǔ)能電池在秒級至分鐘級的時(shí)間段快速充放電,所以適合≥2C功率型電池的應(yīng)用。此外,長壽命和低成本也是儲(chǔ)能電池的重要指標(biāo)。
但從電芯上看,兩者都是一樣的,都可以采用磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。從事電池梯次利用的資深人士周曉亮表示,兩種電池根據(jù)性能需求不同,配方上有些許差別。此外,儲(chǔ)能電芯往往更大,因此,相同電量下,儲(chǔ)能電池需要的配件更少,成本相對更低。
4儲(chǔ)能與動(dòng)力電池的關(guān)系
儲(chǔ)能電池的崛起會(huì)對磷酸鐵鋰動(dòng)力電池產(chǎn)生什么影響呢?
(1)產(chǎn)能:儲(chǔ)能、動(dòng)力電池分線生產(chǎn)成趨勢 張小聰告訴《電動(dòng)汽車觀察家》,瑞浦能源對未來規(guī)劃的是車用動(dòng)力電池占到60%,儲(chǔ)能占比為40%。 張小聰坦言,雖然儲(chǔ)能電池的利潤相對較高,但是需求穩(wěn)定性和對企業(yè)品牌力的提升遠(yuǎn)不如動(dòng)力電池?！皟?chǔ)能電池是項(xiàng)目制,不確定性較高,對電池企業(yè)來說排產(chǎn)安排帶來很大困難,因此還是做動(dòng)力電池比較多?！睆埿÷斦f。
排產(chǎn)方面,兩種電池是可以共線生產(chǎn)。“不過,生產(chǎn)線總是換型對成本和質(zhì)量控制是非常不利的,他們從二期項(xiàng)目開始,兩者已經(jīng)分線生產(chǎn)?！睆埿÷斦f。
可以看到,在生產(chǎn)環(huán)節(jié),動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電池是完全獨(dú)立的關(guān)系,互不影響。
(2)原材料:磷酸鐵鋰原材料供應(yīng)充足,儲(chǔ)能需求占比仍較小 兩者主要原材料都為鋰源、鐵源、磷源,除了鋰源的供應(yīng)商相對較少,鐵源和磷源資源較為豐富,供給充足。隨著鋰擴(kuò)產(chǎn)企業(yè)的增加,國內(nèi)鋰源供應(yīng)商產(chǎn)能的釋放,鋰源也逐漸充足。
因此,從原材料供應(yīng)來看,磷酸鐵鋰電池的正極材料供應(yīng)充足,能夠滿足大規(guī)模的需求。換句話說,只要產(chǎn)能建設(shè)跟得上,基本不會(huì)存在因?yàn)樵牧瞎?yīng)不足導(dǎo)致電池價(jià)格波動(dòng)的情況。
梯次利用成為退役動(dòng)力電池一大處置方向,一般會(huì)把電動(dòng)汽車退役的電池用在低速車輛上,之后再逐步用在電站儲(chǔ)能、基站備電、應(yīng)急照明等領(lǐng)域。 (4)電站儲(chǔ)能可行性存疑 就官方態(tài)度來看,退役動(dòng)力電池的應(yīng)用也存在矛盾和搖擺。
2020年,工信部專門就新能源汽車動(dòng)力電池梯次利用管理征求意見:“鼓勵(lì)梯次利用企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)適用于基站備電、儲(chǔ)能、充換電等領(lǐng)域的梯次產(chǎn)品,……” 儲(chǔ)能應(yīng)用赫然在列。 但是今年,管理風(fēng)向又變。
今年6月份發(fā)布的《新型儲(chǔ)能項(xiàng)目管理規(guī)范(暫行)(征求意見稿)》明確指出,電池一致性管理技術(shù)取得關(guān)鍵突破、動(dòng)力電池性能監(jiān)測與評價(jià)體系健全前,原則上不得新建大型動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目。 國家能源局叫停大型動(dòng)力電池梯次利用儲(chǔ)能項(xiàng)目的直接原因就是,4 月16 日,北京國軒福威斯“光儲(chǔ)充”一體電站爆炸,其導(dǎo)致2 名消防人員犧牲、1 名消防人員受傷。
安全性是這次叫停的主要原因。 周曉亮作為模組梯次利用的支持者,也并不看好在梯次電池在大型儲(chǔ)能電站這一領(lǐng)域的應(yīng)用。 周曉亮的顧慮主要是安全性和經(jīng)濟(jì)性。
一是,退役電池由小變大,安全性隱患提升。一般退役電池由大拆小,電池的一致性問題被縮小,安全性會(huì)有所提升;但是作為儲(chǔ)能電站應(yīng)用來說,汽車上的電池電壓和電量都相對較小,需要幾輛車的電池串并連在一起使用,其電池一致性問題就會(huì)被放大。
二是,退役電池用在儲(chǔ)能電站上,一般成本回收周期都比較長。但退役電池在日歷壽命上已經(jīng)遠(yuǎn)不如新電池,電池故障、損壞后,相同型號的產(chǎn)品備件相對難找,維修成本高;儲(chǔ)能電站位置相對分散,售后維護(hù)人力成本也很高。
因此,周曉亮認(rèn)為退役電池用做三輪和小型儲(chǔ)能項(xiàng)目是最佳方向。 當(dāng)然,退役電池的梯次利用是不是偽命題,還要看新電池成本的下降情況。目前看,電池成本下降幅度已經(jīng)大幅減慢。張小聰坦言,電池成本下降的空間已經(jīng)很小,未來還是要延長電池壽命,靠梯次利用的方式降低成本。
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