雷凤平-研析储能电力在能源转型中的解决方案-储能产业的创新机制.pdf

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1、研析储能电力在能源转型中的解决方案储能产业的创新机制上海电气国轩新能源科技有限公司雷凤平 邮箱： 第 1 页Content目录 时代发展造就储能机遇技术创新政策引导推动储能产业发展0103储能产业发展环境和市场需求分析02上海电气国轩在储能电力示范案例分析04第 2 页时代发展造就储能机遇Chapter 01第 3 页时代发展造就储能机遇化石能源化石能源2500年前年前 生物能源生物能源10万年前万年前自然能源自然能源100年前年前解决能源存储问题解决能源存储问题l 提高能量转换效率提高能量转换效率l 降低能源存储成本降低能源存储成本动力电池、储能电池将成为中国新经济文明的“引擎”第 4 页世

2、界继续“电气化”，可再生能源是增长最快的能源来源降低二氧化碳排放量，成为能源转型的巨大“推手”。时代发展造就储能机遇第 5 页全球煤炭需求将会放缓，中国和经合组织（36个市场经济国家）需求下降全球煤炭市场继续由中国主导，中国经济增长逐渐向更平衡、更可持续的模式过渡。时代发展造就储能机遇第 6 页2008-2017年中国煤炭消费在一次消费中的占比（%）中国能源结构转型迫切，积极缩小与国际差距数据来源：国家统计局煤炭消费逐年下降，按“十三五”规划，2018年煤炭消费比重将下降到57%。时代发展造就储能机遇第 7 页能源互联网的重要意义化石能源的枯竭传统能源的低耦合可持续发展的要求社会发展的需求能源

3、电力行业节能减排任重而道远能源生产革命、技术革命势在必行建立在分布式能源、新能源、微电网、互联网等基础上的能源互联网技术具有举足轻重的作用。“三型两网”能源互联网+时代发展造就储能机遇第 8 页国家电网新战略：三型两网，世界一流枢纽型、平台型、共享型，坚强智能电网、泛在电力物联网储能技术可以有效协助国家电网建设能源互联网、泛在电力物联网、智能电网、柔性电网，也是实现多能协同优化、新能源消纳、节能减排的有效方法。时代发展造就储能机遇第 9 页储能产业发展环境和市场需求分析Chapter 02第 10 页储能产业发展环境和市场需求分析储能技术的分类将电能转变为机械、电磁、电化学等形式存储起来，在需

4、要的时候，再将机械、电磁和电化学等能量转变为电能释放出去，为用电设备提供电能的技术。储 能 技 术 路 线机械物理储能抽水储能压缩空气飞轮储能电磁储能超导电磁储能超级电容器电化学储能锂离子电池液流电池钠硫电池铅碳电池技术环境分析第 11 页锂离子电池储能技术将成为市场的最佳技术路线技术成熟度kW 100kW MW 10MW 100MW用户侧 电网侧 发电侧锂离子电池抽水蓄能钠硫电池液流电池铅碳电池飞轮储能压缩空气储能超导储能超级电容器技术成熟度综合性能适用规模环境适宜性综合成本适用寿命抽水蓄能铅碳电池锂离子电池技术环境分析储能产业发展环境和市场需求分析第 12 页锂离子电池储能技术应用逐步被市

5、场验证全球储能市场累计装机规模（2000-2017）75%96%96%中国储能市场累计装机规模（2000-2017）58%99%99%技术环境分析储能产业发展环境和市场需求分析第 13 页中国在“国家自主贡献”中提出将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值并争取尽早实现，2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%65%，非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右，森林蓄积量比2005年增加45亿立方米左右。虽然需要付出艰苦的努力，但我们有信心和决心实现我们的承诺。在气候变化巴黎大会开幕式上的讲话在气候变化巴黎大会开幕式上的讲话（2015年年11月月30日，巴黎）日，巴黎）中华

6、人民共和国主席习近平中华人民共和国主席习近平第 14 页政府逐步重视储能产业发展，不断加大支持力度政策环境分析储能产业发展环境和市场需求分析2011年“十二五”规划纲要，储能首次在国家纲领文件中出现2014年能源发展战略行动计划（2014-2020年），首次将储能列入9个重点创新领域2015年关于推进“互联网+智慧能源发展的指导意见”，提出鼓励建设分布式储能系统2016年“十三五”规划纲要，能源技术革命创新行动计划（2016-2030）2017年第一个国家级政策关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见2018年关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见，提出利用峰谷电价差、辅助服务补偿等市场化机

7、制，促进储能发展政府逐步重视储能产业发展，不断加大支持力度政策环境分析储能产业发展环境和市场需求分析第 15 页政府逐步重视储能产业发展，不断加大支持力度政策环境分析电力储能用锂离子电池国家标准电力储能用铅炭电池国家标准发布日期：2018-06-07 实施日期：2019-01-01归口单位：全国电力储能标准化技术委员会发布单位：国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会储能产业发展环境和市场需求分析第 16 页2018-2040年全球主要国家储能市场容量预测（单位：GW）全球储能市场需求分析 2018年被称为“中国储能市场元年”，2030年中国将成为全球第一大储能市场2030年全球储能市场

8、或达125GW/305GWh，产值将逾1000亿美元。其中，美国、中国、日本、澳大利亚、德国、法国、印度、韩国、英国占了全球储能市场容量近76%。市场环境分析数据来源：彭博资讯数据来源：彭博资讯全球最大全球最大的财经资讯服务提供商的财经资讯服务提供商储能产业发展环境和市场需求分析第 17 页电动汽车规模制造优势引领电芯成本持续下降（补贴退坡）85%2010年至2018年锂离子电池价格下降85%(美元/kWh)1073元/KWh根据已公布的中标价格信息计算，储能电池组的平均价格为1073元/kWh，比国际市场上平均价格低30%100美元/KWh2024年，锂离子电池组的平均价格将低于100美元/

9、KWh91.4162.1204.1312.3447.11100.3000.48.569.78.9128.5194.8495.1500.2016年年2017年年2018年年E2019年年E2020年年E2025年年E2030年年E全球新能源汽车销量和动力电池市场需求量新能源汽车销量(万辆)动力电池市场需求（GWh）市场环境分析储能产业发展环境和市场需求分析第 18 页技术创新政策引导推动储能产业发展Chapter 03第 19 页技术创新政策引导推动储能产业发展创新的本质：打破规则“创新就是不断地从内部革新经济结构，即不断破坏旧的、创造新的结构”熊彼特（一位全球公认有深远影响的美籍奥地利政治经济

10、学家）“这种自由思维不死抱住现成的东西，不问这种现成的东西是得到国家或公意这类外部实证的权威的支持，或是得到内心情感的权威以及精神直接赞同的证言的支持都好。相反地，这种自由思维是从其自身出发，因而就需求知道在内心深处自己与真理是一致的”黑格尔 打破旧的规则和规范的束缚 创新来自于自有的想象 不确定性、可能性和开放创新本质创新定义：企业与企业家的精神本质是“创新”中国科学技术大学校长包信和院士第 20 页一是成本因素：要在保证产品质量的同时不断降低成本满足真正的市场需求。二是安全性因素：储能电池必须保障100%安全，只有彻底解决安全问题，储能电池才能大规模推向市场。三是资源适配性因素：与动力电池

11、相关的上下游资源的开发利用必须满足电池产业的发展需求。储能市场空间巨大，但同时也面临着三大挑战：技术创新政策引导推动储能产业发展第 21 页热设计与管理系统级保护模块化系统解决方案有效解决均衡问题，提高电池可用容量模块间的容错后备机制，提升系统运行可靠性模块化系统成组电池级&系统级保护优化的系统级管理智能化云平台灵活智能化的电池管理多级保护控制，安全可靠协调匹配，性能提升相互协调相互匹配提高电池温度均一性,延长电池使用寿命优化温度管理策略，提升系统能量效率调整运行参数，提升系统运行的经济性远程故障诊断，远程运维，降低运维成本技术创新的实施步骤技术创新政策引导推动储能产业发展第 22 页技术创新

12、探测器的设计与应用理念，是通过高灵敏的探测能力和独有的算法，提前预警热失控发生，从而通知其他相关系统进行干预（如停止充放电），从而预防热失控和火灾发生。这一理念，已从火灾发生后进行灭火和防止火灾蔓延，提前到防止热失控和火灾发生。从损失不可避免，提前到避免发生损失。热失控监测预警设备，最多可提前30分钟发出警告技术创新政策引导推动储能产业发展第 23 页技术创新两个相同的电池包，左侧加装气体探测器，右侧无探测器。进行过充测试，当左边电池包的探测器发出报警信号时，即停止充电。右侧不间断充电。进行对比测试。热失控监测预警设备，最多可提前30分钟发出警告技术创新政策引导推动储能产业发展第 24 页技术

13、创新储能安全保障：防御为主，防火为辅消防灭火安全预警与防护储能系统运行维护储能系统设计辅助零部件可靠性核心零部件安全可靠不能将安全寄托于外部条件的改善，治标先治本储能系统的安全性基于电池性能及系统设计对储能系统进行全生命周期安全管理安全是企业的红线呼吁：储能系统安全标准尽快出台根据电科院分析整理技术创新政策引导推动储能产业发展第 25 页商业模式创新建立品牌与产品知名度强化产业平台提升产业协同整合运用多种融资模式客户价值最大化商业模式定义：企业与企业之间、企业的部门之间、乃至与顾客之间、与渠道之间都存在各种各样的交易关系和连结方式称之为商业模式。简称”买卖关系、损益关系”。技术创新政策引导推动

14、储能产业发展第 26 页由承租人选择物件，出租人通过风险评估后进行出租拥有资金或设备的人委托非银行金融机构从事融资租赁由一家租赁公司牵头，为一个越大型的租赁项目融资。委托租赁售后回租直接融资租赁杠杆租赁承租人将资产出售，然后向出租人租回使用多样化融资模式、金融资本与储能产业深度融合商业模式创新技术创新政策引导推动储能产业发展第 27 页盈利复合化电芯梯次再价值化政策的力量将储能电站用途多样化，提高储能系统利用率与储能电站收益率。一个储能电站可以同时实现调峰调频、风光储输、备用应急、黑启动等多样性，如工业园区、数据中心、通信基站。深度挖掘储能退役电池剩余价值，细分梯次利用市场，实现电芯价值最大化

15、。电芯、电池模组、电池簇三级利用。提升梯次及再利用的价值。比如电动汽车电池包用于民品小电源，如电动自行车。储能相当一部分效益是社会性的，呼吁地方政府出台相应补贴文件，推动储能向着商业化迈进。如合肥市在全国率先提出光伏+储能补贴1元/KWh，苏州工业区输出电量按照0.3元/KWh补贴。商业模式创新技术创新政策引导推动储能产业发展第 28 页创新是企业发展的灵魂创新是企业发展的动力创新是企业发展的永恒主题技术创新政策引导推动储能产业发展第 29 页上海电气国轩在储能电力示范案例分析Chapter 04第 30 页上海电气国轩在储能电力示范案例分析正式签约2017.5.15首批试点单位2017.6.

16、15合资公司被列入“上海市国有控股混合所有制企业员工持股首批试点企业”合资公司注册成立2017.12.11注册资本金3亿元收购昆山产线2018.6.300.3GWh高能量密度电芯南通公司注册成立2018.10.16南通产线落成奠基2018.12.2610GWh（规划）大容量电芯上海电气国轩助推能源变革与转型电力市场资源中国动力电池前三动力市场资源中国No.1装备制造企业股票代码：002074股票代码：601727第 31 页上海电气国轩助推能源变革与转型国轩高科全球总部基地中心暨上海电气国轩研发基地基地地址：上海市嘉定区（百安公路恒定路交口）占地面积：92000平方米总投资额：30亿人民币上海

17、电气国轩储能系统基地基地地址：江苏南通占地面积：420亩总计产能：10GWh总投资额：50亿人民币上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 32 页经营范围：锂离子储能电池、电池管理系统、系统集成、电源综合管理系统的研发、制造与销售等业务。核心业务动力电源其他储能发电侧储能电网侧储能用户侧储能工业园区峰谷套利、需量控制、光储充等备用电源、工程机械电源、低速车电源等电动乘用车、商用车、专用车电源等电网储能电站等AGC调频、调峰、新能源并网等上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 33 页公司产品布局：完整的产品链体系，实现从电池原材料到储能系统的全产业链覆盖电池电芯磷酸铁锂钛酸锂循环寿命5000次电池

18、模组标准化设计能量密度高优化散热布局电池插箱重量轻便于安装风冷或自然冷却结构强度高电池簇安装维护便捷多级BMS架构多级均衡保证一致性集装箱式储能系统即装即用、免维护、无人值守安全防护设施齐备支持多类型电池复合使用上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 34 页全方位安全设计电气安全机械安全化学安全功能安全短路保护绝缘保护高压标识密封（IP54）耐震动耐冲击耐碰撞材料阻燃等级电芯安全设计过欠压保护高低温保护过流保护消防保护温控保护监控保护UN 38.3产品级安全通过GB、UL、UN、IEC、ISO等破坏性安全测试，无起火爆炸隐患上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 35 页电芯平台量产预产研发19

19、6514020100140321312714891聚合物电池16Ah平台LFPNCM27Ah12Ah300Wh/Kg50Ah2717520043Ah105Ah20Ah上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 36 页钛酸锂电芯：更宽工作温度范围、更高倍率、超长寿命n工作温度范围-5060n寒冷环境可正常充放电使用n快速充电，实现10分钟快充n高倍率放电，连续10C放电n电池循环寿命20000次n可使用寿命超过30年上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 37 页储能产品仓储式储能系统集装箱式储能系统48V/10Ah-200Ah通信基站电源特种及军用储能电池系统上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 3

20、8 页产品应用方向大型储能电站系统家庭小型储能系统不间断电源50MWh-100MWh5kWh-100kWh5kWh-50MWh上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 39 页储能电站整体解决方案1、电池簇系统2、BMS系统3、PCS系统4、EMS系统5、消防（气体、感温、烟感系统等）6、监控大数据调度系统7、综合系统管理解决方案安全：等于6+1系统，安全管理是电站的核心管理上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 40 页项目概况：长旺储能站是国网重点电网侧充电储能电站示范工程，选址在镇江扬中退役35KV长旺变电站内，建设规模为8MW/16MWh。项目配置：采用磷酸铁锂电池，部分预制舱方案，包括8个

21、电池集装箱，8个PCS变压集装箱（每个集装箱含2台PCS+1台1250KVA变压器），通过1回10KV线路接入110KV长旺变10KV侧。项目意义：该项目有效解决镇江“迎峰度夏”用电压力，提高电网的供电可靠性，使电网能够安全经济运行，为未来新能源的规模开发创造条件。国家电网镇江扬中长旺储能电站：8MW/16MWh上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 41 页国家电网镇江扬中长旺储能电站：8MW/16MWh建设工期长旺储能站是国网重点电网侧充电储能电站示范工程，选址在扬中市退役35KV长旺变电站内，建设规模为8MW/16MWh。国轩高科于5月16日拿到成交通知书，项目于6月30日并网成功。项目工

22、期45天。项目创新性地以分散安装、统一调控的方式设计安装，建设地点靠近用电大户，节省用地的同时，将电能就近消耗。总占地面积约1500平方米，设计以1MW/2MWh集装箱为单元，模块化预装式储能电站。建设选址与占地面积上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 42 页北京集美集团大红门4MW/25MWh“光储充”项目项目概况：国 轩 福 威 斯北 京 集 美 大 红 门25MWh直流光储充一体化项目设计日售电能力达5万度，能够做到不依赖任何形式政策补贴即可具备一定的项目盈利能力。项目社会意义：该项目具有四个全国第一：北京市中心最大的工商业用户侧储能项目；北京市中心最大的公共充电基础设施项目；全国第一

23、个用户侧新能源直流增量配网项目；全国第一个万度级别的直流光储充项目。上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 43 页昆山2MW/8MWh工业园区储能项目项目构成：8MWh磷酸铁锂电池，仓储式设计项目意义：储能系统监测厂区实时负荷，在满足配电变压器容量限制前提下进行负荷需量控制，通过削峰填谷运行策略降低厂区需量电费；同时，基于当地电价差在峰谷电价时段进行储能系统充放电控制，降低厂区用电费用，获得直接经济收益。上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 44 页1、储能功能性定位；2、储能市场化方向；3、储能系统性优化；4、储能验证体系数据；5、储能标准化产品体系建立；6、储能可行性商业模式推广！综述储能

24、电力六项原始创新的冷思考：上海电气国轩在储能电力示范案例分析第 45 页结束语能源革命与能源转型共同推动了能源主体发生变更。预计到2050年，中国非化石能源占一次能源消费比重将超过50%。第三次工业革命的五个支柱方向，依赖于储能技术的发展。电动汽车、智能电网、能源互联网正在深刻的影响着人类社会的发展，影响能源产生、获取、利用的方式，储能技术是能源革命的关键支撑技术。储能作为未来电力系统不可或缺的组成部分，将是新一代电力系统中重要的灵活性资源，为结构低碳化、系统电力平衡、调峰调频、新能源消纳等作出重要贡献。随着储能成本逐步下降，我国储能装机容量必将迎来持续增长。当前，由于储能技术未跟上，电力的使用效率并不高。如果储能技术继续提升，储能市场空间也将大大提升。第 46 页与创造者，共创未来Together,we create our future使命使命让绿色能源服务人类愿景愿景专注技术做全球能源存储产业的领导者 核心价值观核心价值观珍惜 务实 诚信 创新使命使命能动全球工业，智创美好生活愿景愿景成为世界级的高端装备新航母核心价值观核心价值观匠心卓越，价值创新，合作共赢，成就客户第 47 页谢 谢Together,we create our future微信号：180 5621 9999第 48 页