2023 年10月，天合儲能發(fā)布Elementa 2 5.01  5MWh 柔性液冷電池艙，隨后陽光電源也發(fā)布了PowerTitan2.0 5MWh的全液冷儲能系統(tǒng)。2023年，比亞迪、陽光、柯林、采日、瑞浦蘭鈞、中創(chuàng)新航等廠家均有搭載314Ah大容量電芯的5MWh+系統(tǒng)發(fā)布，行業(yè)迎來5MWh儲能系統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)布熱潮。2024年1月24日，力神推出了20尺5MWh儲能系統(tǒng)。此外，海辰、協(xié)鑫、蜂巢已經(jīng)推出了6MWh20尺儲能電池系統(tǒng)?？梢钥闯?，在大容量電芯加持下，20尺集裝箱式儲能系統(tǒng)搭載容量已經(jīng)從3.44MWh提升至5MWh+，并且正向更大容量發(fā)展，大容量儲能系統(tǒng)的競爭已經(jīng)拉開帷幕。

大容量系統(tǒng)在降本增效方面優(yōu)勢突出，結合當下底價競爭中標的行業(yè)背景，在安全問題得到保障的前提下，5MWh+系統(tǒng)有望在未來兩年成為大型儲能電站的首選技術路線。

一方面，緩解電池短板效應是電芯容量向大發(fā)展的原因之一。由電池單體參數(shù)的離散性、工作溫度差異造成的短板效應是限制電池儲能性能的主要因素之一。電池單體差異越大，串并聯(lián)數(shù)量越多，短板效應越嚴重。通常PCS的直流側電壓較高，需要數(shù)百節(jié)單體電池串聯(lián)，短板效應嚴重。因此，直流側均采用單一廠商的電池串并聯(lián)，電池整體運行性能通過電池廠商對電池一致性的嚴格篩選和配組來保證。此外，加大單體電芯容量，減少直流側電池串并聯(lián)數(shù)量也是緩解短板效應的重要手段。

另一方面，降本是大容量電芯生產(chǎn)的主要動因。在固定的人力和能源投入條件下，適度增加原材料的投入，可有效提升電芯單體容量。同時，當固定資產(chǎn)如廠房、設備的折舊成本保持不變時，產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本得以降低，進而大大增強產(chǎn)品的市場價格競爭力，提升企業(yè)經(jīng)濟效益。

因此，近期業(yè)內(nèi)發(fā)布的電芯新品從 280Ah 到 314Ah，再到 580Ah，電芯容量越做越大。2023年四季度，海辰、蜂巢能源等企業(yè)均發(fā)布其超大容量電芯產(chǎn)品：海辰MIC1130Ah；蜂巢325Ah、350Ah、710Ah疊片短刀電芯。通過大容量電芯實現(xiàn)儲能系統(tǒng)效率增長、體積能量密度提升、零部件節(jié)省和降低成本已成為行業(yè)共識。為匹配長時儲能需求，在保證高安全性的前提下，未來電芯將會向更大容量發(fā)展。

電芯層面，單集裝箱電芯裝配數(shù)量減少：
20尺5MWh集裝箱式儲能系統(tǒng)采用314Ah電芯，按照容量測算大約需要裝配，約需電芯5000顆；20尺3.44MWh液冷集裝箱式儲能系統(tǒng)采用280Ah電芯，以容量估算大約需要4000顆。以100M/200MWh電站容量計算，5MWh+集裝箱式儲能系統(tǒng)可減少32%產(chǎn)品使用數(shù)量，減少15%電芯使用數(shù)量；根據(jù)主流廠商電芯平均報價，280Ah電芯價格約為360元/顆，314Ah電芯約400+元/顆，使得總電芯使用成本降低3.5%，約300萬元。

產(chǎn)品層面，5MWh產(chǎn)品循環(huán)壽命全面升級，收益進一步優(yōu)化：大容量儲能系統(tǒng)具備高經(jīng)濟性，得益于超大容量電芯以及基于該電芯的貫穿式大PACK方案設計，使得系統(tǒng)集成度高，單體能量密度提升35%以上。根據(jù)主流廠商對其大容量儲能系統(tǒng)的產(chǎn)品宣傳，相較于3.44MWh產(chǎn)品，5MWh+儲能系統(tǒng)的循環(huán)壽命可提升10%。據(jù)EESA測算，在循環(huán)壽命提升10%的情況下，200MWh大型儲能項目收益可提升0.64%。

項目建設層面，大容量系統(tǒng)使土建成本、運維成本降低：

據(jù)多家廠商產(chǎn)品手冊及新品宣傳情況來看，5MWh+儲能系統(tǒng)可使得占地面積降低20%以上，相應的征地、土建施工費用均將降低。此外，運輸成本可降低30%以上；運維成本降低10%以上，按照EPC初建成本1.6元/Wh，2%運維成本率計算，大容量儲能產(chǎn)品可節(jié)省運維費用64萬元/年，全運營期內(nèi)運營成本可降低1280萬元， 經(jīng)濟效益得到提升。

大容量產(chǎn)品收益改善測算：

疊加電站土建成本降低、循環(huán)壽命提升、運維成本降低等多重因素，以山東地區(qū)為例，對基于大容量系統(tǒng)的100MW/200MWh電站進行盈利粗略估算對比如下。據(jù)估計，在土建成本降低30%、運維費用降低10%，循環(huán)壽命提升10%的情況下， 大型儲能電站收益可有效提升，項目回收周期縮短3年，收益率提高兩個百分點。可見，大容量產(chǎn)品可有效降低成本，并改善儲能項目經(jīng)濟性。

安全性仍是首要問題：

大容量儲能系統(tǒng)的安全性對集成商的技術能力提出了更高要求。盡管鋰電儲能電芯失控后基本不存在自燃可能性，但其早期會釋放可燃氣體如氫氣和一氧化碳，因此儲能安全的關鍵在于集成商是否能有效控制簇級別集裝箱的明火風險。

此外，儲能系統(tǒng)的高能量密度對消防設計提出了更嚴格的要求。水消防、氣體消防、早期預警檢測和排氣設計等環(huán)節(jié)都需要滿足更高的安全標準，以應對能量密度提升帶來的挑戰(zhàn)。目前，儲能PACK的防護等級普遍高達IP67及以上，而整體儲能系統(tǒng)的防護等級為IP65。隨著大容量系統(tǒng)的廣泛應用，PACK級消防保護將成為未來的主流趨勢。

對溫控提出了更高要求：

由于大容量電芯的使用和系統(tǒng)的高集成度，電芯的散熱性能和溫度均衡性變得至關重要。同時，非步入式設計也使得集裝箱的利用率及集成度不斷提升。因此，提升電池PACK溫度傳感器的數(shù)量和精度、增加液冷機組制冷效率，將是重要的技術改進方向。未來，隨著液冷系統(tǒng)成本降低，浸沒式液冷技術有望得到更廣泛的應用。

PCS產(chǎn)品功率及電壓將同步升級：

隨著儲能系統(tǒng)容量增加，提高 PCS 電壓等級有利于減小 PCS 損耗和線路損耗、提高儲能系統(tǒng)功率密度和整體效率、消除不利影響。目前主流PCS廠家多采用1725kW、1500kW等額定功率的PCS，配合3000~3600kVA左右的變壓器組成功率單元。為匹配5MWh+電池艙的應用，未來PCS廠家將推出以單機2500kW額定功率的PCS，配合5000kVA左右的變壓器的設計方案，從而提升整站的功率密度。

部分廠商5MWh+儲能產(chǎn)品盤點如下，更多詳細產(chǎn)品介紹見2023年大型儲能新品盤點。（詳情見文章《超30款！20尺單艙5MWh+儲能集裝箱盤點》）

參考文獻

[1]蔡旭,李睿.大型電池儲能PCS的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].電器與能效管理技術,2016,(14):1-8+40.DOI:10.16628/j.cnki.2095-8188.2016.14.001.

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