在今年兩會上,碳達峰、碳中和被首次寫入政府工作報告。這不僅會改變我們每個人的生活方式,也將對諸多相關產業(yè)產生深刻影響。
有關研究顯示,要達成2030年碳達峰、2060年碳中和的目標,我國共需要投入100萬億元人民幣,由此將形成一個巨大的新興市場。
要想實現(xiàn)碳中和,除了我們熟知的節(jié)能降耗、植樹造林、使用可再生能源之外,不太為人所知的儲能系統(tǒng)也是一個重要的技術途徑。
最近,相關領域的兩家領導廠商—施耐德電氣與寧德時代宣布攜手合作,聯(lián)合推出創(chuàng)新的儲能解決方案。
這一高可靠、高可用、易維護的集成式一體化解決方案,集儲能、獨特的增容扛峰、利用峰谷電價差降低電費成本等功能于一體,同時也可大幅提升供電的安全性、穩(wěn)定性和可靠性,適用于新能源車充電站、數(shù)據中心、制造業(yè)等多種應用場景。
政策驅動下的儲能產業(yè)
中國是全球能源消耗大國,2019年的數(shù)據顯示,無論是整體能源消耗還是電能消耗量,中國都位居全球第一。而從發(fā)電構成來看,中國火電的占比高達70%,這是碳排放的主要來源之一。
當然,近年來,我國清潔能源產業(yè)也在迅猛發(fā)展,中國目前是全球最大的電動車市場,可再生能源使用比例也位居全球第一。在繼續(xù)發(fā)展水電、風電、太陽能的同時,儲能系統(tǒng)的應用,也成為邁向碳中和的技術途徑之一。
2021年4月21日,國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布了《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》。其中明確了“十四五”時期3000萬千瓦儲能發(fā)展目標,提出統(tǒng)籌開展儲能專項規(guī)劃, 進一步明確“十四五”及中長期新型儲能發(fā)展目標及重點任務。
從全球來看,儲能產業(yè)也處于高速發(fā)展態(tài)勢。根據SNE Research統(tǒng)計,2020年全球儲能電池出貨量為20GWh,同比增長82%。隨著鋰電池成本的下降與循環(huán)壽命的提高,電力清潔化加速帶來發(fā)電側儲能需求持續(xù)增長,經濟性與風險意識助推用戶側儲能出貨增加,儲能市場迎來快速發(fā)展階段。
儲能系統(tǒng)包括發(fā)電側、電網側、用戶側等多種形式。從用戶側來看,儲能系統(tǒng)能夠給用戶帶來諸多益處,包括增容扛峰—在負載過大時,和電網一起為負載供電;差價套利—利用峰谷電價差,來實現(xiàn)收益;擴容—增加充電站的服務能力;備用—在數(shù)據中心部分替代柴油發(fā)電機等。
施耐德電氣的角色轉變
作為全球能源管理和自動化領域數(shù)字化轉型的領導企業(yè),施耐德電氣也在儲能系統(tǒng)領域發(fā)揮著重要的作用。
施耐德電氣關鍵電源業(yè)務部首席技術專家石葆春介紹說,隨著新能源的逐步普及,電力系統(tǒng)在發(fā)生重大變化,電能的生產、傳輸、配送、使用等各個環(huán)節(jié),都需要重新進行布置。在新型電力系統(tǒng)的架構下,施耐德電氣的角色也在發(fā)生轉變——從以前的配電,到網絡智能化時代的數(shù)字化配電,未來則是新型電力系統(tǒng)下的能源管理。
石葆春表示,施耐德電氣專注于用戶側儲能系統(tǒng),并將用戶現(xiàn)有的供配電系統(tǒng)需求和儲能需求結合起來,形成綜合性的方案,帶來更好的投資回報率。
在施耐德電氣儲能方案架構中,EMS電能管理和控制系統(tǒng)處于核心地位,它采取最優(yōu)化的控制策略,實現(xiàn)電能在電網側、光伏本地可再生發(fā)電側、柴油發(fā)電機、本地儲能系統(tǒng)和負載端之間的多向流動與調度。
尤其是施耐德電氣的UPS旗艦系列——Galaxy V 系列UPS ,前瞻性地在研發(fā)初期就布局碳中和融合技術,可以充分滿足儲能系統(tǒng)的應用。
寧德時代的領先一步
作為全球領先的電池研發(fā)制造公司,寧德時代致力于以先進電池和風、光、水等可再生能源的高效電力系統(tǒng)替代傳統(tǒng)化石能源為主的固定和移動能源系統(tǒng),并以“電動化+智能化”為核心,實現(xiàn)市場應用的集成創(chuàng)新。
韓國研究機構SNE Research數(shù)據顯示,作為全球動力電池巨頭,寧德時代2020年動力電池裝機量全球市場份額為24.82%,連續(xù)4年位列動力電池裝機量第一,在國內的市占率上,寧德時代則保持在50%左右。
寧德時代儲能解決方案部總裁助理盧艷華博士介紹說,寧德時代從成立之初就開始布局儲能業(yè)務,承接了張北國家風光儲示范項目。如今,儲能系統(tǒng)已經是寧德時代繼動力電池業(yè)務之外的第二大收入來源。2020年,儲能業(yè)務銷售收入同比增幅高達218.56%。
在電網的發(fā)電側、電網側、用戶側,寧德時代都有業(yè)務布局。其儲能系統(tǒng)產品包括電芯、電箱和電池柜等,可用于發(fā)電、輸配電和用電領域,涵蓋太陽能或風能發(fā)電儲能配套、工業(yè)企業(yè)儲能、商業(yè)樓宇及數(shù)據中心儲能、儲能充電站、通信基站后備電池、家用儲能等。
通過持續(xù)加強研發(fā)投入,寧德時代基于長壽命電芯技術和液冷CTP電箱技術,推出了戶外系統(tǒng)EnerOne產品,在***市場實現(xiàn)了從提供部件到提供電池系統(tǒng)的轉型。
在國內,寧德時代的儲能系統(tǒng)已經在諸多示范項目中成功落地應用,其中包括青海海西州多能互補儲能電站、福建晉江百兆瓦時級儲能電站等多個超過100兆瓦時的大型儲能電站項目。
用戶側的場景化應用
去年6月,寧德時代與施耐德電氣簽訂了全球戰(zhàn)略合作協(xié)議,共同進軍碳中和時代的儲能應用市場,實現(xiàn)了兩家業(yè)界領導企業(yè)之間的合作。
此次雙方的合作,側重在用戶側的儲能應用推出創(chuàng)新的儲能解決方案。這一創(chuàng)新解決方案的落地,是施耐德電氣與寧德時代戰(zhàn)略合作取得的階段性成果,可以帶來豐富的場景化應用,實現(xiàn)深度賦能儲能行業(yè)綠色和可持續(xù)發(fā)展的目標。
在數(shù)據中心場景,引入儲能系統(tǒng)之后,形成了新的數(shù)據中心架構,部分取消柴油發(fā)電機,配合新型的Galaxy V系列E變換UPS設備,簡化數(shù)據中心架構、優(yōu)化投資,提高電能利用率,提高變壓器的出電率,降低了運行成本。在實現(xiàn)增容扛峰功能、峰谷電價調節(jié)功能的同時,提高供電質量,還可以梯次利用新舊電池,進一步提高經濟性。
在制造業(yè)場景,將用戶現(xiàn)有的電能質量治理需求和儲能需求結合起來,形成綜合性的方案,既提高了電能質量,又能夠扛峰應對大負荷沖擊。這一方案可以應用于半導體廠、制藥廠、煙廠、酒廠、汽車制造廠等高精度和高產值制造領域。
在充電站場景,在一個集裝箱里安裝寧德時代400千瓦450度電的風冷儲能電柜,施耐德電氣配套了PLC控制器、傳感器和儀表、相關的軟件和功率變換UPS設備。這個解決方案能夠實現(xiàn)充電站的增容扛峰,提高變壓器的利用率,增加充電樁的數(shù)量,并進行峰谷電價差降低電費成本,最終提高電動車用戶的滿意度,提高充電站的使用率,并給充電站的運營方帶來相應的經濟回報。
在儲能市場快速發(fā)展的背景下,施耐德電氣與寧德時代這兩家領導廠商之間的合作,無疑將推動創(chuàng)新型儲能應用方案在更多行業(yè)場景的落地應用,實現(xiàn)對能源資源的最大化利用,最終推動社會的進步與可持續(xù)發(fā)展。
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