2024年以來，愈發(fā)內(nèi)卷的儲能產(chǎn)業(yè)加速進入技術(shù)比拼階段。

一方面是，單純卷價格，讓越來越多業(yè)界人士對儲能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展表現(xiàn)出了擔憂。另一方面，儲能技術(shù)的發(fā)展遠未達到格局將定的時候。技術(shù)比拼的壓力既來自內(nèi)卷，也來自行業(yè)真實的需求。

寧德時代董事長曾毓群表示，儲能設備市場雖然規(guī)模較小，但其復雜性遠超運輸市場。曾毓群將一個千兆瓦時的電池儲能系統(tǒng)比作一架波音787飛機，其零部件數(shù)量多達700萬到900萬個。

陽光電源董事長曹仁賢在今年4月對外指出，當下儲能設備平均利用率偏低，且電力現(xiàn)貨、輔助服務等商業(yè)模式尚未完善。此外，目前中國有上萬家儲能企業(yè)，大部分產(chǎn)品毛利率較低，企業(yè)缺乏后續(xù)資源與經(jīng)費繼續(xù)投入研發(fā)，安全隱患問題依然存在。

億緯鋰能董事長劉金成則表示，一個虧本銷售的大產(chǎn)業(yè)是不可以持續(xù)的，一定要跟產(chǎn)業(yè)鏈上的每一個有創(chuàng)新能力、有質(zhì)量保證能力的企業(yè)留出他生存的空間，這個產(chǎn)業(yè)才能持續(xù)發(fā)展。

行業(yè)領(lǐng)袖對當前儲能產(chǎn)業(yè)的“洞察”，體現(xiàn)了當前產(chǎn)業(yè)的“畸形”。那么，儲能產(chǎn)業(yè)要想早日步入正軌，技術(shù)領(lǐng)域的比拼不可缺少。

當前，儲能技術(shù)的比拼，一方面從鋰電池的安全、降本、性能等多維度提升；另一方面，液流電池、鈉離子電池加速在儲能領(lǐng)域的研發(fā)、應用等，使得儲能技術(shù)呈現(xiàn)“百花齊放”的面貌。

基于今年多個展會新品情況，高工儲能對今年度出現(xiàn)的一些重點儲能技術(shù)做了梳理，其中組串式、構(gòu)網(wǎng)、交直流一體、全液冷、大容量電芯、疊片工藝、高溫電池、碳化硅、液流電池、鈉電池等或?qū)⑹?024年度“十大”儲能技術(shù)進化或者差異化發(fā)展方向。

本篇所盤點年度技術(shù)僅為基于各大展會觀察所做盤點。

組串式

組串式儲能系統(tǒng)通常由多個較小容量的儲能單元串聯(lián)而成，每個單元都具備獨立的控制和管理功能。這種分散式的架構(gòu)賦予了組串式儲能高度的靈活性和可擴展性。

在今年的展會上，組串式PCS幾乎成了5MWh及以上新品的“標配”。眾多業(yè)界人士表示，伴隨電芯、系統(tǒng)容量不斷變大，組串式PCS可以大幅提高儲能安全。

除了主流儲能系統(tǒng)廠商陽光電源、華為數(shù)字能源等之外，眾多PCS廠商跟進此路線。

盛弘儲能12年始終堅持并精進模塊化多分支技術(shù)，實現(xiàn)對電池的精細化分簇管理，有效消除并聯(lián)失配及環(huán)流問題。在大儲領(lǐng)域，其在2024年開發(fā)了針對大儲的模塊化PCS，也在9月的展會相繼展出。

在組串式儲能領(lǐng)域，禾望電氣在9月SNEC展上帶來了風冷250kW組串式PCS及1~5MW組串式變流升壓一體機，系列產(chǎn)品認證齊全，且已實現(xiàn)批量發(fā)貨。

同樣，在9月SNEC展會上，上能電氣展示了5MW組串式儲能變流升壓一體機。據(jù)了解，該產(chǎn)品采用高度集成化設計，單機具備IP66防護+C5防腐功能，可實現(xiàn)電池簇級管理、靈活配置擴容；IP68快插端子設計更加簡化安裝運維工作。

值得一提的是，上能電氣為美國市場供貨的首批22臺組串式儲能變流升壓一體機發(fā)貨。值得一提的是，崧盛創(chuàng)新也攜多款組串式儲能新品——235kW 三相高壓儲能變流器 SSE-HH235K-P3CN、三相高壓 60kW 混合逆變器SSE-HH60K-P3EU以及北美裂相 8kW~15kW戶儲產(chǎn)品SSE-HL8K~15K-P2US亮相SNEC展會。

構(gòu)網(wǎng)

構(gòu)網(wǎng)型儲能自2022年西藏一招標文件，業(yè)界逐漸意識到構(gòu)網(wǎng)的重要性。伴隨新能源滲透率不斷攀升，儲能構(gòu)網(wǎng)剛性需求越來越明顯，構(gòu)網(wǎng)引發(fā)的儲能技術(shù)革命仍在繼續(xù)。

這種迫切需求主要來自于當前西部以及一些弱網(wǎng)區(qū)域的需求。但在未來，“雙碳”目標的實現(xiàn)，新能源的大規(guī)模發(fā)展已不區(qū)分地域，支撐新能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行是全球性的需求。構(gòu)網(wǎng)型儲能在提高新能源發(fā)電能力、提升輸電通道輸送能力、提高供電可靠性、提升負荷中心電網(wǎng)電壓支撐能力、增加電網(wǎng)黑啟動資源、提升電網(wǎng)黑啟動效率等方面優(yōu)勢明顯，全球的構(gòu)網(wǎng)型儲能需求也將非常明確。

伴隨構(gòu)網(wǎng)需求逐漸涌現(xiàn)，儲能系統(tǒng)構(gòu)網(wǎng)設備主要有兩種，一是低壓儲能系統(tǒng)的構(gòu)網(wǎng)，二是高壓儲能系統(tǒng)的構(gòu)網(wǎng)。

在高壓構(gòu)網(wǎng)領(lǐng)域，當前主要有南瑞繼保、易事特、新風光、智光儲能、為光能源等相繼推出了高壓直掛儲能系統(tǒng)。

在低壓構(gòu)網(wǎng)中，除了南瑞繼保外，陽光電源、華為數(shù)字能源、科華數(shù)能等均在項目中展示了構(gòu)網(wǎng)能力。其中，PCS環(huán)節(jié)也將目光聚焦到構(gòu)網(wǎng)儲能上來，盛弘股份、上能電氣、索英電氣、為光能源等相繼推出構(gòu)網(wǎng)型PCS。

交直流一體

據(jù)了解，交直一體意味著省去PCS、LC等設備占地及維護空間，占地節(jié)省29%，百兆瓦時儲能電站僅2000㎡。“交直一體”，可進一步免去現(xiàn)場PCS安裝、直流接線、通訊測試、充放電測試四大環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的直流電纜長，裸露在外，風險隱患大。交直流一體系統(tǒng)直流不出柜，標準化短線纜內(nèi)置于全液冷散熱“空調(diào)房”，避免各類安全隱患。此外搭載大電流AI滅弧技術(shù)，秒級關(guān)斷電弧，保護整柜安全。

2023年10月，陽光電源行業(yè)率先發(fā)布了交直流一體、全液冷的PowerTian 2.0。據(jù)陽光電源高管表示，“交直流一體”設計具備多種優(yōu)勢，（1）大大簡化現(xiàn)場安裝調(diào)試，提高工程安全性和效率；（2）能量密度高；（3）安全性強；（4）循環(huán)壽命長，可維護性高；（5）實現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，電網(wǎng)友好；（6）采用液冷多種模式自動調(diào)節(jié)，運行能耗低。

據(jù)不完全統(tǒng)計，陽光電源、遠景能源、科陸電子、力神電池、融和元儲等均發(fā)布了交直流一體的儲能系統(tǒng)。

今年上半年，由中國華能集團投資、十一科技EPC承建的“華能龍騰特鋼20MW/40MWh用戶側(cè)儲能項目”全容量并網(wǎng)發(fā)電，共投運8套2.5MW/5MWh陽光電源PowerTitan2.0液冷儲能系統(tǒng)。這是國內(nèi)首座采用“交直流一體”設計的儲能電站，系統(tǒng)效率高于傳統(tǒng)儲能2%-3%，標志著“AC存儲”時代加速到來。

今年4月，遠景儲能發(fā)布全球首個“交直一體”5.6MWh儲能系統(tǒng)；今年6月，力神電池發(fā)布全新一代20尺5MWh“交直流一體”液冷集裝箱；9月，融和元儲發(fā)布了新一代交直流一體液冷儲能系統(tǒng)集裝箱——“融和·玄武”。同在9月，海博思創(chuàng)也對外發(fā)布了“交直流一體”儲能技術(shù)路線。

全液冷

全液冷儲能系統(tǒng)指的是電池PACK以及PCS的溫控方式，采用的全部是液冷。

去年，新發(fā)布的PowerTitan2.0采用液冷PACK+液冷PCS“全液冷”散熱。在溫控的革新上，科華數(shù)能、英飛源、禾邁電子、盛弘股份也加速加入液冷PCS陣列。

有設備廠商表示，儲能PCS的液冷與風冷的路線選擇上，實際是功率與散熱需求的平衡，2.5MW功率等級下，風冷已基本達到散熱極限。液冷PCS因為采用了高導熱系數(shù)的冷卻液作為介質(zhì)，通過水泵驅(qū)動防凍液在液冷板內(nèi)循環(huán)流動，能夠更直接地與PCS組件接觸，因此散熱效率更高。

今年8月，科華數(shù)能推出了全新一代S3—EStation2.0 5MW/10MWh智慧液冷儲能系統(tǒng)。系統(tǒng)采用“全液冷散熱+全站頂出風”的創(chuàng)新設計，破除“熱島”危機。

據(jù)透露，冷卻液的換熱系數(shù)與比熱容更高，且不受海拔和氣壓等因素影響，液冷系統(tǒng)擁有比風冷系統(tǒng)更強的散熱能力，更加適應大規(guī)模、高能量密度的儲能項目。

在英飛源人士看來，液冷充電系統(tǒng)可靠性遠高于傳統(tǒng)的風冷充電系統(tǒng)，同時液冷充電模塊無散熱風扇，通過水泵驅(qū)動冷卻液散熱，模塊自身零噪聲，系統(tǒng)則采用大風量低頻風扇噪聲低。英飛源自2022年就開始做液冷PCS，他們認為液冷在充電模塊的優(yōu)勢可以復刻到儲能PCS領(lǐng)域。

今年4月，英飛源發(fā)布了Blue Ozean系列全液冷儲能系統(tǒng)，針對工地、礦山、海島等極端惡劣環(huán)境應用而設計。系統(tǒng)采用液冷PACK+液冷PCS的全液冷散熱設計，效果極佳，滿足持續(xù)1C充放電的散熱需求。

值得一提的是，第三方PCS廠家盛弘股份9月的上海展會上也發(fā)布了一款大功率液冷模塊化儲能變流器PWS1-225/450K-H-L，適配交直流一體系統(tǒng)，通過高效液冷設計，不僅提升散熱效率，更是在大型儲能電站中，破除長期困擾行業(yè)的“熱島”效應。

除了全液冷之外，中車株洲所近期聯(lián)合14家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)發(fā)布了一款面向未來的6.9MWh系統(tǒng)。其中，采用了首款儲能直冷機，采用相變直冷，無水循環(huán)。從此來看，直冷正在進入儲能領(lǐng)域。

此外，風液智冷或者智能溫控等或?qū)⒊蔀槿豪錅乜叵碌牧硗庖环N“升級”。其中華為數(shù)字能源在工商業(yè)儲能運用了風液智冷；而陽光電源則在大儲新品了采用了智能溫控模式，即通過搭載的AI仿生熱平衡技術(shù)，允許系統(tǒng)根據(jù)電芯、環(huán)境溫度和運行工況智能切換速冷、微冷和加熱三種控溫模式。

大容量電芯

2020年以來，儲能市場推出主打長循環(huán)壽命的280Ah電芯，成為儲能項目招標或產(chǎn)品采購的標配，為追求更好性能，更低成本，市場電芯產(chǎn)品層出不窮。

尤其近一年，20多家電芯廠商發(fā)布40余款電芯新品，并朝著更大、超大容量方向快速邁進。按照容量不同，市場主流應用電芯可劃分為三代產(chǎn)品：第一代為280Ah產(chǎn)品，第二代以314Ah容量為代表。當前，電芯廠商陸續(xù)發(fā)布500Ah乃至600Ah以上的第三代儲能電芯，規(guī)格容量“五花八門”。

在第三代儲能電芯中，目前陽光電源、中車株洲所兩大系統(tǒng)集成商紛紛加入爭奪定義權(quán)行列。

陽光電源光儲集團副總裁徐清清表示，電芯是系統(tǒng)中重要部件，如何把開發(fā)和設計有效結(jié)合，一定要對電芯的整體規(guī)格、產(chǎn)業(yè)布局、設計性能有深厚了解，適配最優(yōu)產(chǎn)品。一方面要從上游電芯乃至原材料視角，考慮技術(shù)發(fā)展的趨勢和工藝；另一方面從客戶視角，考慮產(chǎn)品的壽命、效率、能量密度、占地面積等需求。與此同時，還要兼顧產(chǎn)品各性能標準、消防標準、海外標準的兼容，以及不同場景的應用特點和物流運輸情況。“625Ah系統(tǒng)方案在我們內(nèi)部已有超一年半的研發(fā)積淀、多輪論證，集合了市場、研發(fā)等多類投入和客戶需求判斷，所以認定這款電芯。”徐清清稱。

9月初，中車株洲所與14家產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)舉行了簽約儀式，涉及電芯、溫控和BMS/EMS三個細分領(lǐng)域。其中，電芯部分，中車株洲所聯(lián)合欣旺達、中創(chuàng)新航、蜂巢能源、國軒高科、蘭鈞新能源聯(lián)合發(fā)布了688Ah大電芯。

疊片工藝

一直以來，卷繞、疊片工藝各有優(yōu)劣。但從成熟度而言，卷繞工藝較疊片程度要高。但目前600Ah以上大容量儲能電芯，普遍改變了71773方形尺寸，制造工藝上也集體轉(zhuǎn)向了疊片工藝。

據(jù)不完全統(tǒng)計，目前已有9家電芯廠商推出超10款以上600Ah+儲能電芯，均使用了疊片工藝：包括瑞浦蘭鈞625Ah電芯、億緯鋰能Mr.Big 628Ah電芯、蜂巢能源L500-660Ah/710Ah/730Ah儲能電芯、海辰儲能1130Ah、昆宇電源720Ah電芯、楚能新能源625Ah、欣旺達欣岳625Ah、南都電源690Ah電芯、天弋能源630Ah電芯等。

總體而言，疊片工藝有望在大容量儲能電池趨勢下加速滲透。

高溫電池

2023年，寧德時代“零輔源”光儲融合解決方案對外發(fā)布。據(jù)了解，該方案通過自研的光儲變流器，配合高溫電芯技術(shù)和先進的自加熱技術(shù)，擺脫了傳統(tǒng)儲能解決方案對冷卻系統(tǒng)及其輔助電源的依賴，光與儲實時聯(lián)動，實現(xiàn)毫秒級功率控制響應，同時充放電效率提升10%。

今年，天合、新能安進一步公布類似解決方案思路或產(chǎn)品。其中，天合儲能進一步透露其無空調(diào)系統(tǒng)的解決方案上市時間節(jié)點。

4月11日，Ampace新能安在北京推出全新工商業(yè)儲能戶外一體機“Ampace C5”，該產(chǎn)品通過獨創(chuàng)的“無助冷全溫域控制方案”，實現(xiàn)架構(gòu)及電芯雙重革新。新能安首席技術(shù)官袁慶豐博士介紹，在電芯層級，該款新品運用的全新GT40技術(shù)加持的昆侖電芯2.0，采用新型負極、正極和新型電解液材料以及雙頭極耳結(jié)構(gòu)設計，有效提高電芯的高溫耐受性，保障電池在不同工作環(huán)境的高可靠、長循環(huán)性能。

新能安此次重磅推出的全新工商業(yè)儲能戶外一體機“Reno C5”，于2024年7月實現(xiàn)量產(chǎn)。

從系統(tǒng)進化角度，高溫電池或?qū)⑹墙衲陜δ茴I(lǐng)域重要進化方向。

碳化硅

碳化硅在帶隙能量、擊穿場強、熱導率等幾個參數(shù)方面具有優(yōu)越的特性。碳化硅使得儲能系統(tǒng)以更高的頻率運行而不會損失輸出功率，從而可以減小電感器的尺寸。在某些情況下，可以移除散熱片以節(jié)省資金和減輕重量。

碳化硅作為更為高效的PCS功率器件核心材料，已經(jīng)加速在工商業(yè)儲能新品中得到運用。據(jù)高工儲能不完全統(tǒng)計，盛弘股份、英飛源技術(shù)、崧盛創(chuàng)新等相繼推出碳化硅器件的儲能PCS或者系統(tǒng)。

其中盛弘股份在2023年下半年已經(jīng)推出碳化硅版本的儲能變流器。且在今年的展會持續(xù)展出了碳化硅版本的工商業(yè)PCS。

面對中小型工商業(yè)儲能市場的日益增長需求，崧盛創(chuàng)新在9月SNEC儲能展上推出了 SSE-HH40K~60K-P3EU 系列，采用全碳化硅技術(shù)，具備卓越的能量效率和輕便的機身設計，全面提升了儲能系統(tǒng)的功率密度與可靠性。

而英飛源技術(shù)由于在碳化硅原材料有布局，加之其充電模快產(chǎn)品已經(jīng)普及碳化硅器件，因此，英飛源技術(shù)很在工商業(yè)儲能領(lǐng)域嘗試碳化硅，且已經(jīng)實現(xiàn)批量出貨，其在9月初的展會重磅展出。

液流電池

高工產(chǎn)業(yè)研究院（GGII）預測，2025年國內(nèi)液流電池出貨量有望超過10GWh（按4小時測算，含出口），復合增速超90%。

當前，液流電池將進入高速發(fā)展期，新玩家將持續(xù)涌入液流電池行業(yè)賽道，全釩、鋅溴、鐵鉻、鋅鐵、硫鐵等液流電池技術(shù)路線百家爭鳴。

GGII預測，未來10年液流電池有望進入高速增長階段，其主要驅(qū)動力有：

1）液流電池技術(shù)與長時儲能匹配性高，電池循環(huán)壽命一般在10000次以上，沒有起火爆炸風險，功率與容量可分開設計，能根據(jù)具體容量靈活擴充儲能容量；

2）液流電池經(jīng)過過去十年的工程示范，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)配套成熟度快速提升，制造成本下降明顯；隨著示范規(guī)模突破百兆瓦和頭部企業(yè)產(chǎn)能的擴張，其投資成本有望進一步下降；

3）十四五儲能規(guī)劃提出重點支持百兆瓦液流電池技術(shù)項目示范，預計更多的央企和地方政府將會采用該技術(shù)路線。

2023年以來，液流儲能已經(jīng)進入產(chǎn)能、技術(shù)全速發(fā)展期。液流電池由于循環(huán)壽命長、安全性高、應用場景廣等優(yōu)點，成為儲能領(lǐng)域一股關(guān)鍵力量。

鈉電池

鈉離子本身起步跟鋰離子電池差不多80年代同時起步的，但是受制于和鋰離子電池本身的特性差異，鈉電正極材料這塊一直產(chǎn)品開發(fā)不成熟，直到2015年，才有些產(chǎn)業(yè)化的苗頭。而推動鈉離子電池的崛起，有兩個邏輯：成本和市場。

在國家發(fā)展改革委、國家能源局2022年印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》中，鈉離子電池技術(shù)是新型儲能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點方向之一。

2023年是鈉電儲能高速發(fā)展的一年。一是，鈉儲示范項目破百兆瓦時，二是鈉電在戶儲、工商儲、大儲場景的低溫優(yōu)勢明顯。

2024年則是鈉電儲能的集中示范期，規(guī)模有望突破GWh。除了備受關(guān)注的聚陰離子，普魯士藍技術(shù)路線同樣值得關(guān)注。2023年，普魯士藍鈉電儲能示范項目在國網(wǎng)遼寧省電力有限公司管理培訓中心投入使用。

且由于普魯士藍材料的合成比較簡單，只要水溶液共沉淀法就可以合成，不需要經(jīng)過高溫燒結(jié)過程，合成成本比較低，在切入儲能領(lǐng)域具備價格優(yōu)勢。