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4.珠海银隆
主持人:从它介绍了电池也好,储能系统相关制订标准的必要性和一些进展。谢谢惠东教授。
接下来我们有请来自珠海银隆的姚高亮先生,他毕业于中国科技大学电子信息科学与技术专业,2012年入职珠海银董新能源有限公司,负责储能系统的开发,曾在国家科技部863项目中担任电池系统以及BMU的副组长,他今天发言的题目是《银隆钛技术融合趋势,构建储能生态圈》。
姚高亮:第一部分是讲一讲全球的包括中国储能市场的分析,第二部分就是储能技术应用,以及目前储能技术真正推广所面临的难题。第三,讲一讲银隆储能技术的优势。第四,银隆储能的一些具体项目案例,最后讲一讲银隆公司。
首先讲一讲全球的能源战略,这是我们小组整理的全球各个国家的能源方面的政策文件,首先是美国的全球能源战略,包括日本2030年能源环境创新战略,欧盟的2050能源技术路线图,包括习总的四个革命、一个合作,也推动能源革命,抑制不合理能源消费,推动能源供给革命。从全球能源战略看,储能技术已成为各个国家新一轮科技革命和产业革命的突破口。这是中国的一个政策支持,大家可以看到从2016年3月份,国民经济跟社会发展第十三个五年规划里面,储能列入了十三五的百大工程项目,到6月份发布了《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》,每个月份国家部委都有一些储能方面的政策出台,到2017年3月份,国家能源局发布的储能技术产业发展的征求意见稿,充分说明了储能发展迫在眉睫,我相信未来还有很多的细则跟文件的具体出台。尤其是大家关注的一些补贴政策,不出意外的话,最晚2018年能够出台。
全球储能市场分析。目前锂离子电池跟铅酸电池的装机容量位于电池的第二位和第三位,全球的电力储能装机总规模168.4G瓦,占全球电力总装机的2.7%,趋势是逐渐上升的。
再讲一讲锂离子电池的优势,无论从削峰填谷、平滑波动还是快速响应方面都能够发挥它的优势。
这是全球重大的储能项目,包括日本、美国,智利的20兆瓦的,以及中国张北的重点储能项目。后面我会讲一讲我们银隆集团,包括美国奥泰公司的重大储能项目。
这是风光发电的总体容量,截止2016年底,风电累计装机容量为1.69亿千瓦,光伏装机容量为7742万千瓦,但是弃风弃光量也是很夸张的,弃风电量达到497亿千瓦时,弃光电量是70.42亿千瓦时,这个浪费是非常显著的。底下是储能装机的总能量。2016年年底,我国电力储能装机总规模是24.2GW,占其中化学储能189.4兆瓦,年登帐率34%,这个数字还是非常巨大的。
第二部分刚才惠博士也讲了,储能技术在发电、输电、配电、用电各个环节都有不同的应用,包括电力的削峰填谷。
备用电源应用,传统的用的是铅酸电池,近年来锂电池也在这方面有突破,包括通信基站,户外户内的,DIC机房,以及重要的像政府、医院、银行、雷达站,锂离子电池都在不断进入这个行业。
住宅区储能,高档小区可以给公共照明、消防系统、电梯紧急应用做备用电源,代替柴油发电的,这是在珠海海上一品开展的项目。
以及在一些微网,没有大电网的地区,无电网的地区应用必须要储能,因为风机跟光伏发电具有不可存储性,你用电是一个可以预测的,加上储能才能保证风光不稳定,甚至没有的情况下,保证正常的供电。
未来的趋势一定是储能变成电力的能量路由器,就像以太网、互联网发展的概念一样,以储能为模块,保证整个社会能量电力的正常供应,目前的主要难题,针对发输配用,以及其他的具体应用有几大难题。目前的锂离子电池,第一个就是寿命短,普通的电池,尤其是在高温或者低温的情况下,我们跟客户做过深入的调研,平均寿命一到三年,第二个工作温度范围比较窄,大部分锂离子电池在0度以下是没办法正常应用的,我们调研的像通信基站的电源在东北,在西北地区,铅酸电池都要埋到地底下应用,或者给锂离子电池加空调,本身就是储能装置,你外面还要再给它提供一个保温甚至恒温的装置让它工作,这样无疑增大了锂离子电池在储能领域推广的难度。
第三个,充放电倍率性能低,尤其是对于调频领域,包括港口机车,它对于电池容量要求不高,能量密度比要求不高,但是它要求大倍率的充电,放电,大部分电池,充电是小于1C,或者最多做到2C,再一个就是全生命周期的度电成本偏高。当你全生命周期,度电没有优势的话,推广的难度是非常大的,我觉得这四个难题解决了,储能技术才能真正的在市场上推广。
后面是银隆的钛酸锂的优势。第一个就是长寿命,目前我们单体的循环寿命,根据国家标准达到80%的额定容量的寿命是三万次,上午我们董事长也讲了,我们目前在电锂行业质保推出的新的质保期是30年,第二个是耐宽温在零下50度到60度可以正常充放电,我们在哈尔滨包括内蒙古,新疆、西藏,不管是电动车还是储能上我们都有应用。另外高安全、不燃不爆、高倍率充放电,我们在电动交通上推广,10分钟之内充满电,部分调频的,另外度电成本低,虽然一次投资是高于其他锂电池,但是它的全寿命周期可以折算,每度电的全生命周期的成本是小于两毛的,目前是低于发电成本的。
这是我们安全方面的一些实验,包括电钻测试,针刺、浸泡、切割、过充放燃烧。我们跟相关的军队部门也联合做了实验,子弹射击,整个安全性都是非常良好的。
这是6分钟充满电,因为我们采用的是纳米级的工艺,内阻非常小,6分钟能够保证它快速充满电。
三万次的循环寿命,从我们第一个研发出来的电池,生产出来到现在,还在继续测试,包括高温加速,老化寿命测试,包括我们1C、2C、3C到6C的循环,这是两万五千次之后的性能。
再一个是安全性,传统的锂离子电池本身随着充放电会形成一个SEI模,钛酸锂天然的没有这层模,所以它阻抗比较小,为什么它可以大规模充放电,它的电化学体系决定了它天生就有这样的优势,这是它的高低温性能的测试数据。可以看到它在低温的情况下能量衰减是非常小的,在零下40度,能量保持70%以上。
钛酸锂功率密度目前每千克是1500瓦,循环寿命是三万次,最大倍率单体是10C,充放电倍率都是10C。
再一个我们还有另一项技术,我们提供的是储能系统,电池储存一个是根据电池容量筛选,再一个是对电池管理的好,你对电池的过充、过放各方面都要做好监管才能保证电池系统真正的发挥效力,刚才惠博士讲了,怎么去评估电池的一致性,这牵涉到这个BMS如何作出均衡策略来。
我说一下我的想法,现在行业有很多人根据电池电压的一致性去制订这个均衡策略,个人觉得这是不科学的,我们应该把这个电池系统当成一个黑盒的东西,只要电池能多充电,多放电,证明你的均衡效果就达到了,而不是电压一致性很好,但是你充的不多,放的也不多。根据这种出发点,我们有我们主动均衡的策略,因为一致性再好的电池,它经过长期的循环,如果没有均衡的话,它一定会有差异性的,这个不管是针对磷酸铁锂电池还是钛酸锂电池,甚至日本的三元电池,我们都有做过比较,长期跑过的,双向主动均衡系统,任何单体之间都可以发生能量交互跟能量转移的。再一个是远程监控,我们的储能系统电池的单体信息,电压、温度、SOC,以及充放电电流,充放电循环支柱,通过互联网技术在我们服务器上有存储,我们根据这些数据去分析、反馈,去优化我们的均衡策略。这块数据从2010年到现在所有的数据都有,包括国家强制推行的27530电动车的无线通信,我们在国标出来前我们已经做了好几年了。
第四块讲一下我们的应用案例,左手边这是我们美国奥泰一兆瓦标准的集装箱,已经在美国的AEC电网,包括萨尔瓦多以及夏威夷都有几十兆瓦级的应用,这个是内部的,从电池模块,电池管理系统,热管理系统,照明系统、消防系统,全系列我们都有标准的申请了专利的成熟技术。右边是张北2兆瓦的风光储能项目。
这个在2015年4月份已经完成了,这个是全球第一个10千伏的,无变压器直挂的电池储能系统,在这个项目落地前是日本做的最高,做到6千伏,我们现在做到全球第一,也获得了南网科技进步一等奖,以及广东省科技进步二等奖。
这是一些别墅项目,在一些电网不是特别稳定的地方,尤其是冬天,有些养了热带鱼的,一断电鱼就死掉了,有了这个东西,不仅可以给这个鱼缸正常加热,还可以给一些大型负载的小的设备用电,下面是我们跟格力开发的光伏空调储能系统,已经在别墅投运了。
这是跟上海电气合作参与生物发电的,这是标准的800度电的移动箱式储能车,可以用于电力抢修,一个没办法建充电站的地方,给电动车充电,多功能一体的移动储能车。1220电池模块,这是软包钛酸锂的,日本调研了一圈,最后从中国买钛酸锂电池,用在它的海岛的监测,做备用电源用的,包括4850的,包括通讯基站的,这是我们在成都师范大学做的户外的,运行两年多了,电池容量还在99%以上,包括家庭储能。其他我们在研发的即将推出的包括在军队上的,手携式的军用储能箱,因为军队上对于温度、安全、倍率要求非常高。还有军用储能系统,代替传统的柴油发电机的,因为柴油发电机会发热,红外成像就能侦查出来,加上储能系统可以解决这个问题。
充分利用大倍率的性能,我们跟中国中车合作的,包括车上用的能量回收系统,以及进站的地表的能量回收系统今年都会落地,以及港口起重的,对能量要求不是特别高,但是对于功率、充放电要求很高的。
介绍一下银隆公司,目前我们八大产业园,包括珠海总部,武安市、石家庄正定县以及美国奥钛,天津、成都、兰州正在建,南京已经征地完成,总共有一万两千亩,总投资超过500亿,主要是生产纳米钛酸锂材料。总的生产能力是75亿Ah。这是我们生产车间,全部是工业4.0包括工业自动化,ERP系统。我们公司主要是两条产业链,电动交通跟储能,核心都在于电池。
这是未来的展望,借助云计算、人工智能、大数据、物联网、互联网这几大技术,加上储能系统通过互联网加的概念,我们希望有朝一日中国能够在世界领先,快速实现智慧能源。
谢谢大家。
主持人:谢谢姚总又一次给我们分享了银隆的相关产品和应用。
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