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2024.06.20
从价格到价值，储能行业迫切需要市场转变
全球频发的储能火灾事故不仅造成了重大人员伤亡和财产损失，还引发了对储能电站安全管理和监督的深刻反思。
美国电力研究所通过研究2018年至2023年公开披露的多起能量存储电站火灾事故，建立了相关数据库。经过与美国能源部太平洋西北国家实验室（PNNL）和德国Twaice的火灾事故进行分类和比较，发现除了电池单元和控制系统本身的风险外，能量存储电站的集成和运行也是导致事故的重要因素。
令人担忧的是，在中国，虽然能源储存装机规模大幅增长，技术日益多元化，资本大量涌入，产业集群崛起。在增长狂潮背后，存在着建设而不使用的担忧，生产能力无序扩张。"价格战"烟雾弥漫，企业盈利能力和产品质量面临双重考验。
能量储存的本质是“调节”而非“储存”。未来，作为新能源系统的支撑产业，能量储存将参与电力系统交易，重返商业应用，实现高质量发展，充分发挥能量储存的长期价值。目前，这种市场转变正在逐渐发生。
受多种因素驱动，能源储存的长期价值正在逐渐回归
在过去一年中，在政策支持、企业努力和市场青睐等多重因素的影响下，中国已成为全球最大的风能、太阳能和储能市场。根据《2024年能源储存行业研究白皮书》，中国的新能源储存装机容量将在2023年增加21.5GW，创下历史新高。
与此相反，在原材料价格下降、恶性竞争和技术同质化等多重因素叠加的情况下，能源储存系统的市场价格一直在下降。国家发展和改革委员会价格监测中心高级经济师刘满平表示：“目前，能源储存行业产能迅速扩张，结构性问题突出；一些项目‘建了不用’；利用新能源建设的能源储存实际利用率不高；运营模式和市场机制尚未完善，已成为制约行业发展的瓶颈。”
内卷或闲置？能源存储行业如何突破？市场和商业应用需求导向的行业价值逻辑亟需重建。
能源储存本身是新能源系统中重要的支撑系统。目前，中国乃至欧美发达国家的电力系统正在经历转型，“清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动”。能源储存的发展方向与政策、市场和技术等多种因素密切相关。
从政策角度看，早在2015年，《中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的意见》（简称“电改九号文件”）提出了有序推进电价改革、合理化电价形成机制、推进电力交易制度改革、完善市场化交易机制的目标，拉开了电力市场的大幕。在提出“双碳”目标后，国家发展改革委员会提出了1+N政策体系，进一步围绕能源存储示范应用、规范管理、电价改革和多元化智能应用等方面，从顶层建立了以新能源为主体的新电力体系。
到2023年，国家发展和改革委员会和国家能源局发布了《电力现货市场基本规则（试行）》，在电力系统层面实施了具体的激励计划。预计到2025年，电力市场将逐步实现自由化，形成开放互动的电力系统。能源存储行业的崛起基本上是建立开放市场导向的电力系统的重要支撑因素。
在2023年的“电化学储能电站安全信息统计数据”中显示，2024年第一季度，国内储能电站的平均日运行时间从3.12小时增加到4.16小时，平均利用率指数从27%增加到41%。
国家能源局发布了《关于推进新能源储能并网调度的通知》，进一步明确了新能源储能的功能定位，加快推进新能源储能的调度利用。能源储存项目不再仅仅是满足新能源“强分配”政策的附属物，而是一项可以为业主带来真正长期可持续收益的资产。
从技术角度来看，能量存储电站的可靠性在很大程度上取决于能量存储电池的性能。电池系统与电池管理和集成能力密切相关。以电池一致性管理为例，在能量存储电池的使用过程中，由于生产差异、老化、温度变化或不同负载条件，电池之间的电压和容量会有所不同，这种差异会随着充放电循环次数的增加而增加，从而使系统的经济效益变差。
因此，越来越多的电池平衡技术被应用于商业和成熟市场。根据国际知名咨询公司Wood Mackenzie的研究报告，由于海外市场，电力市场更加开放，能源存储业主更加关注项目在整个生命周期内的经济效益。积极平衡技术在降低能源存储系统整个生命周期成本方面的优势得到了广泛认可，在海外能源存储项目中的应用已达到74%。
行业内部人士表示，受多重因素推动，能源存储行业正朝着高质量发展阶段迈进。2024年初，围绕电力市场交易密集出台政策，将加速中国电力市场化发展的新变化，也将成为能源存储行业价值转型的重要推动力。
从"被动"升级到"主动"，电池管理技术升级。
为了实现能源存储的长期目标，行业制造商从多个维度进行了研发和探索，包括：能源存储电池优化：选择具有更好热稳定性的正极、负极和隔膜材料；选择薄厚度和更大表面积的层压工艺；缩短极耳长度以减少电阻等优化。
先进的温度控制技术：从传统的空气冷却解决方案转向具有更高传热系数和更好冷却效果的液冷解决方案，以满足不断增长的热管理系统市场需求。
数字技术运维：利用数字技术如BMS、EMS和人工智能监控电站运行状态，对电池寿命周期运行状态进行视觉分析，识别故障早期迹象，并提供安全警告设计。
行业主流产品已经在单元级别、包级别和系统级别实现了三层消防系统，以实现更加详细和精确的消防效果。
高效电池管理：电池管理系统（BMS）采用先进算法监测每个电池单元在放电过程中的电压，并评估电池的充电状态（SOC）、健康状态（SOH）、功率状态（SOP）等。由于电池组的寿命也取决于寿命最短的电池单元，当最低单体电压达到放电截止电压时，整个电池组将停止放电。平衡能量存储电池的状态参数已成为最大化电池循环寿命和提高能量存储系统循环效率的唯一途径，尤其是在大型储能和工商业储能等高功率和大容量应用场景中。
基于对电池组一致性优化和改进的需求，能量存储BMS均衡技术应运而生。其中，电池管理系统中的电池均衡主要有两种方法：被动均衡和主动均衡。
被动平衡是通过在电池组放电过程中通过电阻加热释放电来平衡电池的。这种方法不需要复杂的控制器和电路，但均衡速度较慢且浪费电能。在此过程中还会产生热量，增加热失控的风险。
主动平衡通过DC-DC转换器实现电能在电池单体之间的直接传递，可以控制电池组内单体之间的电压差在一定范围内，显著降低因不平衡造成的循环效率损失。这项技术通常需要使用专门的均衡控制器和极具挑战性的电路设计，最终实现从PACK级到簇级，再到系统级，甚至到站级的全链路均衡。
与传统的被动平衡技术相比，主动平衡不仅避免了能源浪费，还通过重新分配能量、降低运营成本和提高系统安全性来提高能量存储系统的整体性能。
目前，由于成本和价格等因素，根据EESA 2023年的年度数据统计，国内能源存储项目几乎都是被动平衡项目（98.4%）。在海外市场，约70%的项目采用“主动平衡”。以Clou Electronics服务的德克萨斯州TX10项目为例，根据Modo Energy的统计数据，9个站点的收入均位列德克萨斯州电站收入前30名。
约翰·史密斯，来自伍德麦肯齐的分析师指出：“在当前竞争加剧的背景下，先进的电池管理技术不仅可以提高系统的安全性和可靠性，还可以显著降低运营成本，从而提高项目的经济效益。”未来，随着国内电力市场化程度的提高，主动平衡技术在电站长期运行中的经济优势将逐渐显现。随着国内能源存储商业应用的加速，主动平衡技术将越来越被广泛应用。
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