探析储能与电动汽车分歧与融合

发表于 2019-01-18 15:59:06 收藏 已收藏
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探析储能与电动汽车分歧与融合

发表于 2019-01-18 15:59:06
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“2018年对于电动汽车是个很重要的年份,于储能而言同样也是个标志性的年份。”日前,中国电科院电工与新材料研究所资深专家来小康在“中国电动汽车百人会论坛(2019)”上表示,2018年电网集团的入局推动了储能市场规模发展,由以往的数10MWh进入到GWh规模。

来小康将储能视作电动汽车与充车网融合的纽带,从储能的发展趋势说起,主要从技术和共有产业链两个层面探讨了二者的协同作用、相互关系和寻求相互促进的途径。

虽然目前储能的市场规模和电动汽车远非一个数量级,但潜力很大。应用场景上,储能的用途比电动汽车要丰富。2010年储能界内总结出储能系统共计有5大类17项应用端。随着可再生能源类型增多,规模增大,用户商业模式的变化,电网对储能的认识变化,这个分类还在不断扩张边界。

相比电动汽车,储能有一个特点是,配套电池时会有不同的需求,有偏向能量,有侧重功率,或有充电放电时长差异,这让储能技术显得比较丰富多彩。比如电化学电池储能包含液流电池、铅碳电池、锂电池等路线,物理储能有飞轮和压缩空气之分。近几年,随着技术发展,各类电池在性价比方面也有所提升。备受关注的就是锂电池。

“我们国家储能用得最多的就是磷酸铁锂电池,它在两个维度上有非常大的变化:一是成本;二是循环寿命,这两个性能的综合效应反映了电池充放一次所消耗的成本。简单来说,用锂电池充放一次电消耗低于0.5元,就可以打个平手或者以后就有盈利空间了。”来小康表示。

在储能和电动汽车融合和协同研发方面,来小康认为,储能和电动汽车在对分别配套的装置或动力电池方面有共同的需求:好用、可控、安全。但鉴于二者应用场景和环境的不同,在具体的发展方向上存在差异。

首先,这两个不同应用领域派生了三项共性技术:电池本体技术、电池管理技术(具体包括储能领域的能源管理系统,电动汽车上的车辆管理系统,储能系统装置/整车管理系统交互)和安全管理技术。

观察这三项共性技术可以发现,储能和电动汽车在电池本体技术方面都关注成本和安全维度,但区别在于前者还关注循环寿命的改进,后者还注重能量密度的提升。

来小康表示,除了安全以外,储能下一步的技术关注点将聚焦于长寿命和低成本。长寿命有循环寿命和日历寿命之别,根据细分场景不同各有侧重。比如备用或应急储能系统对日历寿命更关注,天天参加循环可再生能源波动治理的场景则更看重循环寿命。

低成本有两种说法,一是度电成本;另一是度电次成本(度电成本除以循环次数)。根据具体投资场景对成本的敏感程度来进行取舍。比如备用或应急用的锂电池储能,并不是经常要用,对初始投资就比较敏感。

电池管理技术方面,下一代BMS会增加功能和可靠性。作为保证储能装置可控性的一个基本单元,BMS是储能和电动汽车都特别关注的技术。随着储能电站规模增多,寄托于BMS功能更多更强大,尤其是在全寿命周期的数据可追溯和故障预警方面能起更大作用。

安全管理技术方面,储能和电动汽车都希望配套不燃不爆的电池,比如固态电池就是很多人寄予期望的一项技术。在没有解决本质安全之前,二者都要先保证系统安全。

具体实施来看,储能和电动汽车有所侧重,前者主要是从预警、防护、消防等环节入手。储能和电动汽车不一样,电动汽车存在突发可能性,一般来说,储能不会存在,比如电动汽车撞车突然发生着火。储能发生事故往往是长期运行累积的质量缺陷暴露所致,这样预警空间和预留的处理时间就比较充裕。

来小康表示,希望储能、电动汽车在共性技术上共同促进研发,共享产业链和基础设施,一方面电动汽车能够借助储能走上快车道,另一方面储能也可以搭上电动汽车的顺风车,实现共赢。

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