新型儲能是構建新型電力系統的重要技術和基礎裝備,是實現碳達峰碳中和目標的重要支撐,也是催生國內能源新業態、搶占國際戰略新高地的重要領域。國家能源局公布數據顯示,新型儲能項目去年一年新增裝機規模就達到22.60GW/48.70GWh,比2022年底增長超過260%,近10倍于“十三五”末裝機規模,產業發展進入“快車道”。
火爆的市場背后是愈發激烈的競爭。鋰電大廠,家儲、光伏龍頭紛紛入局,還有許多跨行企業在資本的加持下進入戰場,顯現出產品同質化、產能過剩、低價競爭等問題。與此同時,海外電池項目接連發生事故,安全問題愈發引起公眾關注。因此,新型儲能產品全產業鏈、全生命周期的可靠性質量提升,保障儲能系統的高安全、高可靠性、長壽命,對國家能源安全新戰略推進落實、實現綠色可持續發展具有重要意義。
行業挑戰
(1)監管部門
●先進技術的快速發展應對:儲能領域技術不斷創新,如鈉電池、半固態電池、液流電池等。需要及時更新質量標準和規范,以適應新技術帶來的變化。
●安全風險的嚴格把控:大儲能系統在運行中存在諸如火災、爆炸、化學泄漏等重大安全風險。需制定并執行極其嚴格的安全標準,確保從設備制造、安裝、運行到維護的全過程安全。
●環境和資源影響考量:大規模儲能可能涉及大量的原材料消耗和潛在的環境污染,要評估其對環境和資源的影響,并推動可持續發展的解決方案。
●跨區域統一標準與其他法規政策的協調:監管部門需要針對儲能項目協調制定統一的質量標準和監管政策,避免地區差異導致質量參差不齊。工商儲能的發展涉及能源、環保、消防、建筑等多個領域的法規政策,需要協調不同法規之間的關系,避免出現沖突和監管空白。
(2)研發設計生產企業
●質量檢測標準與方法迭代快:由于儲能產品的性能和安全性要求較高,產品的快速技術迭代,使得確定合適的檢測手段具有挑戰性。
●性能與安全性平衡:在追求高能量密度的同時,可能會增加熱失控等安全風險,如何平衡電性能和安全性這兩者是一個難題。
●產品可靠性與壽命:儲能產品需要在長期使用中保持穩定的性能和可靠性。預測和驗證產品在各種環境條件下的壽命和可靠性是一項復雜的任務。
●成本與質量的權衡:在激烈的市場競爭中,既要控制生產成本以保持價格競爭力,又要保證產品質量不打折扣,這需要精細的管理和技術創新。
●技術創新與質量跟進:企業需要不斷投入研發以推出新產品或改進現有產品。但新技術的應用往往伴隨著新的質量問題和不確定性。
●供應鏈管理:供應鏈中各個環節供應商的質量波動可能直接影響最終產品的質量。
●客戶定制化需求滿足:不同客戶對儲能產品可能有特定的性能、尺寸和功能要求,在滿足這些定制化需求的同時還要保證質量的一致性。
(3)應用企業
●儲能系統涉及眾多設備和組件的協同工作,系統集成難度大,復雜性高,施工建設的任何一個環節出現問題都可能影響整體性能。
●在儲能設施/電站技術驗收、計量、維保方面,國家和地方均無明確的質量監管主體要求和成熟的法規要求,在市場準入、計量、安全監管等方面存在隱患。
●安全風險:大容量的儲能系統運行過程安全風險大,對安全管理和防護措施要求極高。工商業儲能通常直面工廠、醫院、商場、園區等復雜應用場景,亟需針對運維管理、安全預警和報警、儲能事故應急處理等方面建立安全指引和消防規劃。
●設備的穩定性和可靠性:工商業運營對電力供應的連續性要求較高,儲能設備一旦出現故障,可能造成經濟損失。
●長周期性能評估和監測:需要有效的手段對設備長周期性能進行評估和監測,及時發現潛在問題
可以預見的是,未來監管部門將會加強對大型儲能設施的安全排查與規范管理。在極致安全觀下,儲能的“安全牌”幾乎擁有一票否決權,設備的可靠性、安全性無疑是設備采購關鍵的考量因素之一,這對儲能產品的質量管控提出了更高要求,亟需產業鏈上下游、產學研用檢各方通力合作。
廣電計量:服務新型儲能產品全產業鏈、全生命周期質量提升
作為綜合實力領先的國有第三方計量檢測機構、全產業鏈綜合技術解決方案提供商,廣電計量建立了新型儲能產品一站式計量檢測總綜合服務平臺,助力新型儲能產品全產業鏈、全生命周期的可靠性質量提升,保障儲能系統運行的高安全、高可靠性、長壽命。
廣電計量可為儲能領域企業提供計量檢測、科研服務、評價咨詢、規劃設計、認證服務等多元化服務,全面保障儲能產品在設計、研發、生產、銷售、使用、退役全生命周期的產品質量可靠性;服務涵蓋上游原材料及設備工業、中游儲能系統集成、下游應用的全產業鏈企業;在鋰離子電池和固態電池、鈉離子電池等新型電池領域形成了先發優勢。
新型儲能產業鏈示意圖
公司在華北、華東、華南儲能產業聚集區布局了共計5個新能源實驗室,針對電池單體、模塊、BMS、電池模塊冷卻板、溫控模組等關鍵零部件,以及電池簇、工商柜、集裝箱系統層級產品,可以提供全面的功能性測試、安全性測試、復雜環境適應性和可靠性測試。
廣電計量新能源檢測設備能力(部分)
(1)在產品設計階段,廣電計量可為電池的結構設計提供機械仿真和熱學仿真服務,縮短產品測試驗證周期,加速產品的研發進度,目前在電力儲能、船用儲能電池領域均有服務案例。
(2)在產品研發生產階段,可為陸、海、空特殊裝備用的儲能產品提供技術咨詢、特殊試驗方案設計、產品定型和鑒定類試驗服務,賦能儲能行業企業的產業轉型。
(3)在銷售階段,可為行業客戶提供國際化認證服務,目前已承接200多個國家和地區的產品認證。同時可接受中國民航局、中國船級社委托,對航空儲能產品和船用儲能產品進行鑒定試驗和型式檢驗。
(4)在產品運行使用和退役環節,可為產品提供模擬真實使用環境的多綜合復合工況測試技術服務以及儲能產品定壽、延壽、加速老化等技術服務,同時可提供儲能產品失效分析和火災事故原因分析技術服務。
科研優勢
廣電計量建有技術研究院,聚焦八大領域設立研究所,集結了一支中科院院士、博士專家領銜的高素質技術人才隊伍,牽頭公司技術創新工作。主導及參與260多項國家、行業、地方、團體標準研制,獲得專利授權540多項,主導、參與各級政府重點科研項目160多項(數據截至2023年12月31日),聚焦突破戰略性領域核心檢測技術,實現從單純檢測,到定標引領。
●前瞻布局建立“新型儲能技術及系統驗證重點實驗室”,以博士團隊帶頭,開展電化學儲能、氫儲能、重力儲能、機械儲能、空氣儲能的試驗驗證技術研究。
●廣東省動力電池系統檢測評價技術研究及試驗驗證平臺
●廣東省工信廳汽車產業智能制造計量檢測技術支撐平臺
●江蘇省發改委高端裝備及核心部件計量檢測綜合技術服務平臺
●深圳市新能源汽車產業綜合檢測公共服務平臺
成果案例
廣電計量著力構建“源—網—荷—儲”全棧式試驗驗證與測試評價平臺,提升新型儲能產品和儲能架構能源效率、保障安全的試驗測試與綜合評價能力。
●為國內汽車行業龍頭客戶提供涵蓋電芯、電池模組、電池包/電池簇等全產品鏈、全生命周期檢測技術服務,提升電池性能和安全性。
●服務中國船級社,對電動船舶用儲能電池單體、電池包、電池簇、BMS產品進行型式檢驗工作,保障產品安全可靠,助力航運業綠色升級。
●為國內鋰電池知名企業提供故障電池組失效分析技術服務,排查電池組熱失控起火點和熱失控擴散路徑,并為產品熱安全設計優化和關鍵零部件選型提出建議。
●牽頭承擔廣東省新能源汽車重大科技專項“動力電池系統檢測評價技術研究”,突破了動力電池關鍵性能參數測試與評估方法、動力電池系統安全性及可靠性評估方法、電池管理系統功能安全評估技術三大關鍵技術。
●與寧德時代授權儲能系統集成商“新瑞能源”達成戰略合作,拓展鈉離子電池檢測、安全管理、行業法規及標準制定、科研開發等領域方面合作,打造服務新型儲能產業集群質量提升的計量檢測公共服務平臺。
●在公司內部推進新型儲能應用,建設實驗室儲能設施試點,實現削峰填谷、能效提升。
未來,廣電計量將持續深化新型儲能業務布局,完善全產業鏈、全生命周期的一站式技術服務能力,打造新型儲能產品檢驗檢測與認證評價的產業技術基礎公共服務平臺,聚焦鈉離子電池、固態電池、氫儲能、重力儲能、機械儲能、空氣儲能等前沿領域進行技術創新突破,推動我國新型儲能產業高質量發展。同時踐行國企擔當,大力推進內部實驗室儲能改造,以削峰填谷降低用電成本,實現節能減排、綠色發展。
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