2023 年10月,，天合儲(chǔ)能發(fā)布Elementa 2 5.01  5MWh 柔性液冷電池艙,，隨后陽光電源也發(fā)布了PowerTitan2.0 5MWh的全液冷儲(chǔ)能系統(tǒng),。2023年，比亞迪,、陽光、柯林,、采日、瑞浦蘭鈞,、中創(chuàng)新航等廠家均有搭載314Ah大容量電芯的5MWh+系統(tǒng)發(fā)布，行業(yè)迎來5MWh儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)布熱潮,。2024年1月24日,，力神推出了20尺5MWh儲(chǔ)能系統(tǒng),。此外,，海辰,、協(xié)鑫、蜂巢已經(jīng)推出了6MWh20尺儲(chǔ)能電池系統(tǒng),。可以看出,，在大容量電芯加持下,，20尺集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)搭載容量已經(jīng)從3.44MWh提升至5MWh+，并且正向更大容量發(fā)展,，大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)的競爭已經(jīng)拉開帷幕。

大容量系統(tǒng)在降本增效方面優(yōu)勢突出,，結(jié)合當(dāng)下底價(jià)競爭中標(biāo)的行業(yè)背景，在安全問題得到保障的前提下,，5MWh+系統(tǒng)有望在未來兩年成為大型儲(chǔ)能電站的首選技術(shù)路線。

一方面,，緩解電池短板效應(yīng)是電芯容量向大發(fā)展的原因之一,。由電池單體參數(shù)的離散性,、工作溫度差異造成的短板效應(yīng)是限制電池儲(chǔ)能性能的主要因素之一。電池單體差異越大,，串并聯(lián)數(shù)量越多，短板效應(yīng)越嚴(yán)重,。通常PCS的直流側(cè)電壓較高,，需要數(shù)百節(jié)單體電池串聯(lián),，短板效應(yīng)嚴(yán)重。因此,，直流側(cè)均采用單一廠商的電池串并聯(lián),，電池整體運(yùn)行性能通過電池廠商對電池一致性的嚴(yán)格篩選和配組來保證,。此外，加大單體電芯容量,，減少直流側(cè)電池串并聯(lián)數(shù)量也是緩解短板效應(yīng)的重要手段,。

另一方面,，降本是大容量電芯生產(chǎn)的主要?jiǎng)右?。在固定的人力和能源投入條件下,，適度增加原材料的投入,，可有效提升電芯單體容量,。同時(shí)，當(dāng)固定資產(chǎn)如廠房,、設(shè)備的折舊成本保持不變時(shí),，產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本得以降低，進(jìn)而大大增強(qiáng)產(chǎn)品的市場價(jià)格競爭力,，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

因此,，近期業(yè)內(nèi)發(fā)布的電芯新品從 280Ah 到 314Ah，再到 580Ah,，電芯容量越做越大。2023年四季度,，海辰,、蜂巢能源等企業(yè)均發(fā)布其超大容量電芯產(chǎn)品：海辰MIC1130Ah,；蜂巢325Ah,、350Ah、710Ah疊片短刀電芯,。通過大容量電芯實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)效率增長,、體積能量密度提升、零部件節(jié)省和降低成本已成為行業(yè)共識(shí),。為匹配長時(shí)儲(chǔ)能需求，在保證高安全性的前提下，未來電芯將會(huì)向更大容量發(fā)展,。

電芯層面,，單集裝箱電芯裝配數(shù)量減少：
20尺5MWh集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)采用314Ah電芯,，按照容量測算大約需要裝配,，約需電芯5000顆；20尺3.44MWh液冷集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)采用280Ah電芯，以容量估算大約需要4000顆,。以100M/200MWh電站容量計(jì)算,，5MWh+集裝箱式儲(chǔ)能系統(tǒng)可減少32%產(chǎn)品使用數(shù)量,，減少15%電芯使用數(shù)量,；根據(jù)主流廠商電芯平均報(bào)價(jià),，280Ah電芯價(jià)格約為360元/顆，314Ah電芯約400+元/顆,，使得總電芯使用成本降低3.5%,，約300萬元,。

產(chǎn)品層面,，5MWh產(chǎn)品循環(huán)壽命全面升級(jí)，收益進(jìn)一步優(yōu)化：大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)具備高經(jīng)濟(jì)性,，得益于超大容量電芯以及基于該電芯的貫穿式大PACK方案設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)集成度高，單體能量密度提升35%以上,。根據(jù)主流廠商對其大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)的產(chǎn)品宣傳,，相較于3.44MWh產(chǎn)品,，5MWh+儲(chǔ)能系統(tǒng)的循環(huán)壽命可提升10%,。據(jù)EESA測算,，在循環(huán)壽命提升10%的情況下，200MWh大型儲(chǔ)能項(xiàng)目收益可提升0.64%。

項(xiàng)目建設(shè)層面，大容量系統(tǒng)使土建成本、運(yùn)維成本降低：

據(jù)多家廠商產(chǎn)品手冊及新品宣傳情況來看，5MWh+儲(chǔ)能系統(tǒng)可使得占地面積降低20%以上,，相應(yīng)的征地,、土建施工費(fèi)用均將降低,。此外，運(yùn)輸成本可降低30%以上,；運(yùn)維成本降低10%以上，按照EPC初建成本1.6元/Wh,，2%運(yùn)維成本率計(jì)算，大容量儲(chǔ)能產(chǎn)品可節(jié)省運(yùn)維費(fèi)用64萬元/年,，全運(yùn)營期內(nèi)運(yùn)營成本可降低1280萬元,， 經(jīng)濟(jì)效益得到提升,。

大容量產(chǎn)品收益改善測算：

疊加電站土建成本降低、循環(huán)壽命提升,、運(yùn)維成本降低等多重因素,，以山東地區(qū)為例，對基于大容量系統(tǒng)的100MW/200MWh電站進(jìn)行盈利粗略估算對比如下,。據(jù)估計(jì)，在土建成本降低30%,、運(yùn)維費(fèi)用降低10%，循環(huán)壽命提升10%的情況下,， 大型儲(chǔ)能電站收益可有效提升，項(xiàng)目回收周期縮短3年,，收益率提高兩個(gè)百分點(diǎn)?？梢姡笕萘慨a(chǎn)品可有效降低成本,，并改善儲(chǔ)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性。

安全性仍是首要問題：

大容量儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性對集成商的技術(shù)能力提出了更高要求,。盡管鋰電儲(chǔ)能電芯失控后基本不存在自燃可能性,，但其早期會(huì)釋放可燃?xì)怏w如氫氣和一氧化碳,，因此儲(chǔ)能安全的關(guān)鍵在于集成商是否能有效控制簇級(jí)別集裝箱的明火風(fēng)險(xiǎn)。

此外,，儲(chǔ)能系統(tǒng)的高能量密度對消防設(shè)計(jì)提出了更嚴(yán)格的要求。水消防,、氣體消防、早期預(yù)警檢測和排氣設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)都需要滿足更高的安全標(biāo)準(zhǔn),，以應(yīng)對能量密度提升帶來的挑戰(zhàn)。目前,，儲(chǔ)能PACK的防護(hù)等級(jí)普遍高達(dá)IP67及以上，而整體儲(chǔ)能系統(tǒng)的防護(hù)等級(jí)為IP65,。隨著大容量系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，PACK級(jí)消防保護(hù)將成為未來的主流趨勢,。

對溫控提出了更高要求：

由于大容量電芯的使用和系統(tǒng)的高集成度，電芯的散熱性能和溫度均衡性變得至關(guān)重要,。同時(shí)，非步入式設(shè)計(jì)也使得集裝箱的利用率及集成度不斷提升,。因此，提升電池PACK溫度傳感器的數(shù)量和精度,、增加液冷機(jī)組制冷效率，將是重要的技術(shù)改進(jìn)方向,。未來，隨著液冷系統(tǒng)成本降低,，浸沒式液冷技術(shù)有望得到更廣泛的應(yīng)用,。

PCS產(chǎn)品功率及電壓將同步升級(jí)：

隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)容量增加,，提高 PCS 電壓等級(jí)有利于減小 PCS 損耗和線路損耗,、提高儲(chǔ)能系統(tǒng)功率密度和整體效率、消除不利影響,。目前主流PCS廠家多采用1725kW,、1500kW等額定功率的PCS，配合3000~3600kVA左右的變壓器組成功率單元,。為匹配5MWh+電池艙的應(yīng)用,，未來PCS廠家將推出以單機(jī)2500kW額定功率的PCS,，配合5000kVA左右的變壓器的設(shè)計(jì)方案,，從而提升整站的功率密度。

部分廠商5MWh+儲(chǔ)能產(chǎn)品盤點(diǎn)如下，更多詳細(xì)產(chǎn)品介紹見2023年大型儲(chǔ)能新品盤點(diǎn),。（詳情見文章《超30款！20尺單艙5MWh+儲(chǔ)能集裝箱盤點(diǎn)》）

參考文獻(xiàn)

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