从2000度到5000度 巨型充电宝的储能进化论

fudashuai

　　十多年前，“储能”一词尚处公众认知的边缘地带，但随着新能源的跨越式发展，供电生产的连续性和用电需求的间断性之间的矛盾持续激化。应用储能系统能够在不同场景中解决新能源接入电力系统时带来的强随机性、高波动性等问题，因而，要求发展储能的呼声愈加强烈，不过，储电量低、安全性有待提升等问题制约着储能行业的发展。

　　经过在储能技术上的多年耕耘，如今，我国有储能企业的储能电池正从传统的液态迈向更安全的固态，储能电量也从昔日的2000度飞跃至5000度的新高度。储能行业的发展底色是技术创新，借助技术创新走在能源发展的前沿，储能的灵活性价值也将得以高效发挥。

　　5000度电装进20尺集装箱

　　储能系统就像一个巨大的充电宝，先将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来，在需要的时候再将能量转化为电能释放出来。

　　在这样的特性下，削峰填谷、调峰调频已是储能系统的常规效用。在新型电力系统的构建中，储能系统也可推动光伏、风电等新能源消纳，提升可再生能源在电力系统中的占比。

　　公开资料显示，2023年我国可再生能源发电装机占比超过50%，风电光伏装机10.4亿千瓦，发电量占比15%，2024年上半年，全国风光累计装机已超过11.8亿千瓦。

　　在电力系统推动下，新型储能发展提速。截至2023年底，我国已投运新型储能项目总装机规模达到约34.5GW/74.5GWh（锂离子电池储能占比97%），近五年来年平均增长率超过100%。另外，根据CNESA全球储能数据库的不完全统计，2024年6月，国内新增投运新型储能项目规模共计5.40GW/11.77GWh，创2024年以来新高，同比+21%/+25%。

　　储能需求日益增长，提高储能系统能量密度、增加经济性，已是储能行业的发展方向。北京海博思创科技股份有限公司（以下简称“海博思创”）是储能行业的“独角兽”企业。据海博思创副总经理钱昊介绍，技术的提升，可以让同样大小的集装箱存入更多电量，产品能量密度的提升，不仅直接提高了系统效率，也意味着在同样的产线条件下产能显著提升，随着产品产能的提升以及储能场站的规模扩大，储能产业的规模效应凸显，也将继续带来成本的降低。

　　在储能行业探索十余年，海博思创已率先将5000度电装进了行业内所熟知的20尺储能系统集装箱里，从能量密度来看，海博思创将储能系统集装箱的能量密度提高到了339.56kWh/m3，单位体积存储电力的能力处于行业第一梯队。

　　5000度电是什么概念？“一辆电动车的储电量约为50度，5000度电相当于100辆电动车存储的电量。”钱昊说。

　　2018年左右，海博思创交付的项目中，20尺的集装箱可以存储2000度电；到了2023年，同样尺寸的储能系统存储电量达到3300度；而现在20尺的集装箱已经可以存储5000度电，是2018年的两倍还多。

　　储能产品的发展迭代非常迅速，海博思创研发团队经常夜以继日地追赶需求升级的速度。“储能是一个朝气蓬勃的、高速发展的行业，近年来每年的装机量都是前一年的两三倍，产品的能量密度也持续提升。我们必须适应这种节奏，快速地进行产品的全流程验证，快速地推出新产品。”钱昊说。

　　数智化攻破集成难题

　　作为多专业融合的行业，储能系统的控制和优化，是企业必须突破的难点。但拥有集成技术并非易事，实现集成技术的迭代也困难重重。

　　2011—2015年，我国电化学储能技术尚处于示范应用阶段。对于大多数企业而言，这也是一个攻坚期。为了破解技术难题，储能企业需要投入大量精力。

　　彼时，海博思创也尚处技术积累和市场探索阶段，公司研发团队虽具备在多个领域的技术储备，但主要掌握的为一些电池管理系统相关的核心技术，开发的产品也由于缺乏标准化，每个项目都需要派许多员工到现场参与调试。

　　精密的储能系统，从电芯到电池再到集装箱，甚至到最终运用，每个环节都有需要关注的地方。

　　钱昊提及，储能是一个非常复杂的、非线性化的系统，主流的储能应用形式之一是以锂电池为载体的电化学储能，电芯应用的是电化学技术，通常输出直流电，而我们日常生产生活使用的则是交流电，从直流电转换为交流电需要通过电力电子技术来实现。不仅如此，储能系统还需要对电池的管理和控制技术，需要对其中大量的电池进行串并联的电气设计技术等等。

　　不过，到了2016年，海博思创建设了集研发和生产为一体的北京房山生产基地，同时建设了实验测试中心，系统性地提升了技术与产品研发能力、测试验证能力、生产和制造能力。

　　“从研发的方向来说，一定要推进产品的数智化。”钱昊表示，前述实验测试中心，从电芯进入工厂开始，就记录下了其唯一的ID标识，记录其充放电容量、性能等指标，可以实现精细化的生产管理和产品质量的全流程追溯。由于整个系统越来越智能化和数字化，储能系统在工厂就能实现全流程调试，运送到项目现场后只需要标准化的简单调试操作就能实现并网。项目现场的数据还能够远程发送回来，便于远程运维。

　　次年，海博思创成功交付了57.45MWh用户侧储能系统项目，自此全面掌握储能系统的关键技术和产业化能力。也是在这一年，国家能源局发布了《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》，这是我国储能行业的第一个指导性文件，我国的储能项目迈入商业化初期。

　　半固态电池破局储能安全

　　2022年，《“十四五”新型储能发展实施方案》印发，明确到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件。

　　随着我国储能市场的快速发展和政策支持逐步明朗，国内外各大企业均开始加大对储能产品的布局，市场参与者逐渐增加，市场规模逐渐扩大。中关村(4.070, 0.01, 0.25%)储能产业技术联盟发布的《储能产业研究白皮书2024》显示，2023年中国新增新型储能装机规模首次突破20GW，3倍于2022年同期水平。

　　然而，安全问题一直制约着储能行业的快速发展。国内储能行业中，磷酸铁锂电池是主流技术路线，但磷酸铁锂电池在使用过程中存在热失控、电解液泄漏等安全风险。

　　国家发改委能源研究所可再生能源发展中心主任赵勇强曾公开表示，从新型储能技术路线来看，过去几年成本都在下降；从长期看，成本、安全、资源保障是其技术发展最关键的驱动因素，大规模新型储能发展的安全问题日益突出。

　　于是，不少储能企业将目光投向更为安全的半固态电池。与液态电池不同，半固态电池由于降低了液体电解质泄漏和易燃性的风险，安全性更高，可实现本质安全。以半固态锂电池为例，半固态锂电池通过减少液态电解质含量、增加固态电解质涂覆的方式，兼具安全性、能量密度和经济性，现已具备量产条件。

　　据了解，海博思创也曾联合合作伙伴北京卫蓝新能源科技有限公司开发基于半固态锂离子电池的储能系统产品，并已应用在浙江丽水龙泉半固态储能电站等项目上。

　　2022年以来，固态电池的研发和产业化取得了明显的进展，目前半固态电池已实现了产业化。不过，行业研报显示，目前我国固态电池行业正处于起步阶段，业内普遍认为全固态电池的规模化量产尚需5—10年。

　　着眼未来，有机构预计，固态电池的大规模生产和应用将在2027年左右开始到来；预计到2030年全球固态电池的出货量将达到614.1GWh，市场规模将超过2500亿元。从国内来看，中关村储能产业技术联盟预计，届时，中国新型储能市场累计装机规模将超过200GW，2024—2030年复合增长率超30%。　　北京商报记者 冉黎黎