文|赶碳号
今年4月,以宁德时代为代表的多家电池厂商都推出了五年零衰减、循环次数15000-18000次的储能电池产品。而这样的性能军备竞赛,已经不是第一次出现了。
我们从业界反馈、现场实际运行情况等方面综合来看,各厂家宣称的所谓“五年零衰减”目标,从技术指标上其实很难达到。
“你方唱罢我登台”的产品发布会,与其说是厂家技术实力的比拼,不如说是博眼球的营销策略。难怪有人说,当前的储能电池市场,并不是由技术进步引领的,而是由各家公司的营销套路所推动。作为行业大哥,什么时候才能带个好头儿呢?
01 五年零衰减,竟然成了一种流行
近日,宁德时代发布了半年报。营收同比下降11.88%,扣非净利润同比增长14.25%。营收的下降主要是因为动力电池营收的减少。上半年动力电池业务营收为1126亿元,同比去年下降了19.2%。储能电池业务虽然同比增长3%,但业务占比小,无法支撑整体营收增长。
宁德时代营收的下降在去年已见端倪。2021年、2022年,营收同比增速分别为159.06%、152.07%,到了2023年增速下降到22%,今年上半年营收开始掉头向下。
随着全球范围内电动汽车渗透率增长放缓,宁德时代在动力电池和储能电池业务上的增速差异可能还会持续,这一趋势在特斯拉的电动车业务和储能业务增速对比上也得到了体现。
储能已成为宁德时代近年来高速增长的板块。2023年,储能电池系统销量69GWh,同比增长46.81%,占全球储能电池出货量的40%,连续3年位居全球第一。去年,宁德时代董事长曾毓群估计,到2030年储能业务收入将与汽车电池业务相当。
在储能产品上,宁德时代上半年放了大招。4月9日,宁德时代在产品发布会上推出了号称全球首款5年容量和功率零衰减的天恒储能系统,电池寿命能达到15000次实验室循环。宁德时代储能事业部CTO许金梅在发布会上称,2020年宁德时代已研发出三年零衰减的电芯,该款电芯循环寿命达到12000次以上。本次推出的天恒储能系统把产品性能升级到一个新的高度。发布会上,还把南都电源作为对照组放在了PPT中,看起来南都的电池表现不佳。
就在宁德时代发布天恒系统两天后,南都电源在北京第十二届储能国际峰会暨展览会上做出了回应,发布了690Ah超大容量储能专用电池,号称拥有20年超长寿命,五年“零”衰减,循环寿命15000次。
除了南都电源,作为锂电新势力的楚能新能源在这届峰会上也推出了5年循环1800次零衰减、18000次超长循环寿命、使用寿命超20年的314Ah储能专用电芯。各家的态度是,只要你有我也要有,很有默契地在同一时间推出了升级的产品。
这样的军备竞赛已经不是第一次发生。
宁德时代2021年推出12000次循环寿命的电池产品时,就引发过市场跟风,海辰储能、远景能源等企业相继宣布电芯产品达到12000次循环寿命。本次各储能厂家频放大招不过是老戏码的又一次上演。那么这些储能系统真的能达到各厂家宣称的0衰减和上万次循环寿命吗?实际运行中的情况又是如何?
02 各厂家宣称的电池性能,真能达到吗
从电池衰减和电池寿命两个方面来看。
电池衰减方面,现在国内并没有具备公信力的第三方检测机构对电池衰减指标进行检测,各家企业也没有统一的电池检测标准。五年0衰减只存在于厂家的发布会宣传之中,实际运行情况如何还无法验证。
宁德时代福建晋江项目作为标杆示范项目,在运行过程中必定有大批技术人员跟踪维护,维持良好的运行环境。交付业主的产品要面临高海拔、高湿热、风吹日晒、雨雪冰霜等恶劣环境,与晋江项目的维护水平是无法相比的,电池性能也很难达到同等表现。
业内人士也对五年0衰减指标提出了诸多质疑。
另一top2电池厂家人士表示,电池技术可能会出现小的改进,但不可能在短期内出现质的飞跃,彻底实现五年0衰减在现阶段不现实。
还有高校专家表示,首五年容量和功率0衰减是储能电池的理想状态而非实际运行状态。还有业内人士说,宁德时代的五年0衰减在理论上都无法成立,就像人要衰老一样,电池经过一定时间也一定会有衰减,不管是补锂还是预锂,要么是在出厂容量上超配,要么是在出厂后使用过程中通过缓锂技术慢慢增锂,但本质上都是超配,而超配会带来成本增加。
就像宁德时代在7月26日的投资者关系活动中所说,电芯不是越大越好,需要综合考虑成本、制造难度、寿命、安全等各方面,找到甜蜜点,公司追求做最合理的产品。五年0衰减会不会在追求性能的同时提高了成本?
另一方面要关注循环寿命和日历寿命的适用范围。
对于功率型储能系统,比如用于火电联合调频的储能系统,每年的调用次数足够多,循环次数是有意义的考察项。根据中国电科院首席技术专家惠东的数据,我国功率型储能预期寿命是10年,但实际运行寿命平均不足3年。电池系统实际循环寿命和电池单体实验循环的寿命之比预期是0.85 以上,实际平均不足0.5。可以看到,哪怕是调用次数比较多的功率型储能系统,其循环次数在3年寿命周期内也远远无法达到12000次。
能量型储能系统主要用于日内调峰,即使按每天一充一放计算,全生命周期循环总次数也远低于设计值,因此用循环寿命来衡量能量型储能系统是不适合的,“日历寿命”更为合理。日历寿命指电池在不进行或少量进行充放电、仅作备用功能下的寿命,一般按衰减到7成容量为限。电科院数据显示,能量型储能系统的预期寿命是15年,但实际运行平均寿命不足8年。在这8年中,即便每天一充一放,总循环次数也不超过3000次,况且2023年独立储能电站年充放电次数仅172次。对于这类充放电次数较少的储能系统,用循环寿命去衡量其实际运行寿命就没有意义。但现在厂家在宣传自身产品时,往往只强调循环寿命,却不涉及日历寿命。
概括来说,部分储能企业对外宣称电池五年0衰减,寿命可达20年至25年,循环寿命可达12000次,甚至15000次,在实际运行中这些指标要么达不到,要么压根儿用不上。
03 电池性能,并非决定储能系统收益的关键因素
目前储能电站的主要收入来源有三种:容量租赁、辅助服务(调频、调峰)和电量收入。
容量租赁是基于所租赁容量的费用,而不是基于实际使用的电量,在不放电、不调用的情况下,储能电站通过容量租赁也能获得固定收入;辅助服务又与调度机构发布的需求有关,调用次数具有不确定性。
除了容量租赁和辅助服务外,储能电站还有电量收入,但电量收入受限于电力现货市场的推广,调用率不高。今年2月,全国风光利用率分别降低至93.7%和93.4%,青海、甘肃等风光大省利用率降至90%附近。弃风弃光率的增大导致峰谷电价差变大,如果有电力现货市场机制的配合,峰谷电价差会成为储能系统的主要收益来源。但现在全国只有广东、山西、山东三省的电力现货市场转入正式运行,山东的市场化新能源机组仅有10%电量参与现货市场结算,部分省份制定的中长期“峰谷平”分时电价又可能与真实供需不匹配,这就导致对储能系统这种灵活性资源的调用不足,无法充分获取电量收入。
所以,当前限制储能电站收益的是调用率而不是电池性能。简单来说,对一个利用率不高的系统,提高电池性能对IRR的影响远不如增加调用来得多。
从业主的招标要求也可以看到,业主并没有对电池性能提出苛刻的要求。
目前招标中对电池性能的要求一般是提供5年质保期和容量衰减曲线作为考核,交流侧充放电效率不低于86-88%,循环寿命不小于6000-8000次,运行期内容量衰减率不超过20%。
赶碳号储能了解到,宁夏电网十几个0.5C独立储能项目2023年综合利用小时数高的也就只有1100小时左右,也就是年循环次数最多在275次左右,同比例扩展20年,循环次数在5500次左右,基本与招标要求一致。
如果各电池厂家从2021年起陆续宣称的三年0衰减或12000次循环寿命真的能够在实际运行项目中实现,为什么到今天业主都没有把这些电池关键性能指标写入标书?是不是写入了也达不到呢?
后记
新能源电力系统面临着平衡、安全、成本等核心问题,各种矛盾日益凸显,对储能的支撑、调节作用提出了更高的要求。而2023年全球储能累计装机仅占风光累计装机的11.9%,未来储能系统无疑还有很大的发展空间。
但当前发生的储能系统安全打折、容量衰减、寿命跳水、能效降低等一系列问题又影响着储能市场的健康发展。我们认为,产生这些问题的根源在于以宁德时代为代表的国内电池厂家把夸张的电池技术指标当做获取市场关注度、赢得竞争优势的手段。现在的市场是以博眼球的营销动作推动的市场,而非以真实的技术进步引领的市场。
但我们也坚定地相信,国内的电池厂家会竭尽所能推动电池性能不断突破极限,为储能系统的大规模应用提供关键部件的支撑。