【高见】狂飙过后，谁来定义储能新时代？

过去几年，国内建设了一大批储能电站，有不电站少从一开始就没打算用。

从2023年到2025年，短短三年，全国新型储能装机功率就从870万千瓦，猛增到1.36亿千瓦，超过六座三峡，其中约三成是给新能源电站配建的储能站。而按照中电联统计，新能源配储的平均利用率指数最低，2023年只有17%，到去年勉强提升到40%。

配储利用率低，企业明知道赔钱还要批量建设，这是因为配储项目的投资，成了新能源发电企业并网的“手续费”。2021年，发改委与能源局要求新能源发电项目配建储能站，一方面降低新能源弃电率，另一方面缓解电网调峰调频压力。这乍一看逻辑上没问题，但当时储能行业技术不成熟，电网也缺乏对应管理能力，可以说这个政策与当时的现实条件严重脱节。

然而地方政府发现，强制配储能直接扩大投资规模，搞大点还能让融资平台以储能租赁的名义发债。于是不少地方政府不仅用配储指标卡项目审批，甚至还搞了竞争排序，配储规模越大，并网优先级就越高，硬生生把产业政策玩成了“手续费”。既然是交手续费，那对企业来说当然是越便宜越好。由于储能行业的规范体系严重缺失，监管单位也没有经验，这就让投资方能够轻松糊弄交差。

去年，储能研究院有篇文章曝光了大量行业问题，比如产品减配、以次充好、性能虚标、粗暴拼装。有的项目标称达到IP54防腐等级，调试时却发现箱体内部进沙进水，高压连接件腐蚀，这刚建好就该维修了。这些行业乱象必然导致严重的安全隐患。

早在这轮储能扩张刚一开始，国内就暴露过严重的安全问题。2021年4月，北京丰台大红门一处光储充项目发生火灾，导致三人死亡。调查发现，项目运行时虽然多次出现电池组漏液与发热冒烟，但运营企业根本就没当回事，维持设备运行。事故当天，一处电池出现内部短路引发热失控，可燃气体又顺着封堵不严的地下电缆沟窜到其他建筑物，随后遇到电气火花并发生爆炸，从设备管理到安全防护，处处都是漏洞。而这也是配储行业的缩影。

储能站运营周期往往长达十几二十年，前两年突击建设的劣质配储站都是在给未来埋雷。讽刺的是，那些搞虚假建设甚至拖着不建的企业，反倒是提高了行业安全系数。

在这种混乱背景下，电网只能默认大多数配储站都是黑箱，技术指标都不可靠。这反过来让电网更不愿去调用配储，加剧了恶性循环。随着“配而不用，建而不用”的问题不断暴露，去年发改委明确撤销了配储政策，同时推动新能源电量全面参与市场交易，让配储站有机会靠充放电价差来赚钱，以此倒逼行业改革。

如果说之前几年是行业野蛮生长阶段，那么现在就是进入了价值竞争阶段。行业仍然在快速增长，但重点已经从之前的建设规模与采购价格，转向了实际电力交付能力与全生命周期收益。进入这个阶段，储能投资逻辑需要从一锤子买卖回归精打细算。过去一系列被忽视的技术细节，都会在十几二十年的生命周期中放大，成为影响企业利润的重要变量。这些细节主要集中在四个方面，分别是：电芯一致性、整站控制、充放电效率与长期可靠性。

先看电芯一致性。过去不少储能项目用的是退役动力电池。这些电池即便剩余容量相近，内阻、自放电速度和后续衰减也未必相同。将这些电池拼装成储能系统，每颗电池的隐患都会累积成整站风险。去年8月实施的强制国标已经明确，100度电以上的储能系统就不能再使用梯次利用电池。但用新电池也不等于没有一致性问题。首先要提高生产线的制造精度，而且是远超一般动力电池的制造精度。这方面国内领先的是宁德时代。宁德时代在制造体系中设置了超过7000个质量控制点，通过机器视觉、智能检测与过程数据分析，控制质量波动，将587Ah储能电芯的单体缺陷率压到了PPb级，也就是11亿分之一，与一般车规级的PPm级水平相比，拉开了三个数量级的差距。一座100万度电的储能电站要用大约53万颗587Ah电芯，按照一般车规级缺陷率，平均不到两座储能站就会出现一颗缺陷电芯；而按照宁德时代的PPb级质量控制，要平均1900座电站才会出现一颗缺陷电芯。

但光有超低缺陷率的生产质量还不够，几十万颗同批次电芯的容量、内阻和自放电性能，在十几二十年的使用周期中也会逐步放大差异，运营阶段的温度不均还会导致电芯不均匀老化。为此，宁德时代在天恒系统中对电芯管理、热管理和机械结构做了全局设计，通过监测与均衡减少电量偏差，通过液冷缩小温差，让电芯均匀老化。同时让电芯、冷板和导热绝缘垫系统配合，适应热胀冷缩，始终维持稳定的散热接触。

说完一致性，再看整站控制。储能站想帮电网安排网高峰的保供任务，就得把电芯与设备状态换算成能让电网信任的整站指标，包括实际可用电量、可用功率与持续供电时间。电网在调用储能时，既要提前安排电量，也要随时调整功率。为此，宁德时代把控制系统分成了快慢两层，能量管理系统安排充放电计划，决定什么时候充放，预留多少电；场站级控制系统负责快速响应电网指令，协调各个设备出力。但电网下达的只是整站任务，储能站不能简单把指标平均分给每个电柜。不同电柜的剩余电量、老化速度不同，平均分配发电指标就可能导致部分电柜提前耗尽电量，拖累整站出力，进而造成交易损失。为此，宁德时代将电芯数据、寿命模型与健康状态统筹纳入控制策略，按照各个电柜的实际能力分配任务，在确保储能站及时响应电网调度的同时，也让储能站能够完整履行交易。

宁德时代储能事业部CTO兼储能技术中心主任伍天峰，专门解释过这套思路。在宁德时代的理解中，储能整站系统并非将电芯、电池管理系统、变流器和能量管理系统简单组合，而是应当做到软硬件深度融合。他以苹果iPhone、特斯拉Model 3等软硬件协同设计为范例，表示宁德时代天恒储能系统沿用了这样的集成思路，让系统浑然一体，在整站层面经得起可靠性验证。具体来说，能量管理系统制定好充放电计划后，电池管理系统与热管理系统还会根据任务调整电池状态，让电芯在合适的电量与温度条件下执行充放电。如果各套系统缺少适配，就可能出现电池管理系统估算的剩余电量与变流器执行的充放电策略不匹配，或者温控方案与电芯的实际发热情况脱节。软硬件深度融合，让电池模型、温控策略与功率控制彼此匹配，减少协同过程中的损耗，从而精准发掘电芯性能。

整站精准控制能够让电网放心调用，但发电企业还要考虑运营损耗，这就涉及到第三个问题：充放电效率。储能系统的每个环节都有损耗，电池内部有损耗，充放电过程要做交直流转换，变压器与线路也会有损耗，冷却机组、水泵、控制设备这些辅助系统也要持续耗电。尤其是在低负荷长时间待机时，辅助耗电会不断侵蚀可出售电量。此外，再叠加剩余电量估算不准，企业甚至可能因为完不成供电任务被电网扣钱。按中电联统计，去年全国电网侧储能平均综合效率为82.21%，相当于全年买入100度电只能送回约82度。如果企业测算收益时，不清楚系统综合效率，很容易高估利润，甚至导致经营风险。为此，宁德时代通过化学体系、极片与机械结构设计，将电芯初始充放电能量效率提高到了96.5%。在交直流转换环节，宁德时代采用组串式储能变流器，对各组电池分别进行电能转换与功率控制。变流器采用三电平拓扑，在高低电压之间增加了中间电平，减少切换幅度，降低开关损耗，最高转换效率达到了99%。转换损耗降低，废热也变少了，冷却系统的负担也随之减轻。同时，宁德时代又打通电池管理、能量管理与热管理，根据电池状态与充放电任务调节温控，减少不必要的制冷耗电。以宁德时代天恒系统海外版为例，通过液冷设计，能将辅助功耗最高降低20%，进一步提高储能站的经济效益。

但投运时的技术指标，不能直接折算成十几二十年的收益，这就涉及到第四个问题：技术指标的长期可靠性。具体来说包含两点，一是设备老化衰减曲线，二是突发情况的应对能力。先看老化衰减问题。电芯反复充放电过程中，电极表面的保护膜会不断破损重新生成，持续消耗能够参与充放电的活性锂，造成容量衰减。为此，宁德时代在587Ah电芯中，采用了自修复电解液与缓衰减成膜剂，通过稳定电极界面，减少副反应，从而延缓衰减过程。解决电池寿命还只是一方面，目前储能行业的一大难题，就是电力电子设备的寿命与电池不匹配，往往是没等电芯出问题，变流器、冷却系统就频繁出故障，由此导致的维修和停机损失，同样会削减电站长期收益。想要解决这方面问题，通常都用不上什么高科技，而是需要供应商在设计制造产品时多一些责任心。宁德时代给天恒系统配套的水冷机组，就是按照15到20年寿命定制的，设计时就考虑到了冷却设备自身的老化情况，以及运营环境的外部影响因素。举例来说，储能集装箱本身不用担心漏雨，但集装箱内部液冷管路会出现结露，如果冷凝水滴落到电气部件上，就可能引发漏电甚至短路。即便没有立即发生故障，随着电柜内部日积月累的反复受潮，也会导致材料加速腐蚀，损坏设备寿命。为此，宁德时代在相关管路与机组中，专门增加了防结露包覆，还做了防腐蚀处理。之前几年，在行业大搞快上、质量劣化的同时，宁德时代已经在为20年使用寿命来设计产品了。对于一座要运行十几二十年的储能站来说，这些不起眼的细节，恰恰决定了设备能不能熬过运营周期的后半程。储能项目投资方在采购设备时，如果只看报价，就很容易为了控制眼下的成本，在几年后遇到更大的损失。

说完老化衰减，再看突发情况与极端环境。锂电池起火剧烈难以扑灭，如果系统设计存在安全薄弱环节，很容易发生一连串击穿，扩大灾害影响。即便每个零部件都是合格产品，拼装到一起也可能出现系统安全漏洞。举例来说，今年7月，印度ACME旗下储能站发生火灾，事故根源居然是IGBT短路。这说明即便IGBT通过检测，但在嵌入系统后，仍然可能因为电压应力、热循环和软件协同这些问题，出现新的隐患。而且储能设备要长年在户外运行，如果设备防雨、防尘这些细节没有做到位，也可能会成为安全漏洞。2023年，美国纽约州沃里克两处采用Powerin系统的储能设施发生事故，调查结果显示，事故起因是箱体制造缺陷导致的雨水渗入，在电芯和模组外部造成了短路和电弧。这与汽车研发一样，零部件合格不代表整车可靠，就算发动机、电池与制动系统分别通过检测，整车仍然要经过严寒、酷暑、高原、雨雪实验，做充分验证。而相比于整车实验，储能系统需要更庞大的测试场地、更极端的环境指标。为此，宁德时代与厦门市共建的储能实证平台，占地150亩，相当于约14个标准足球场，行业里全球规模最大，能完整验证并网运行、极端气候、电气故障与火灾。其中，电磁兼容实验室可以容纳12米长的储能集装箱，展开大功率充放电工况下的电磁兼容测试；燃烧实验室可以容纳九个大型储能集装箱，展开系统级火灾实验。精细设计与充分测试，直接提升了设备指标的可靠性。据华工能院介绍，他们采用宁德时代方案的自投项目，已经运行了近三年，在日常按照100%放电深度运行的情况下，实际容量保持情况比合同约定的还要好。

眼下储能行业还在快速增长，长时储能正在成为新的竞争焦点。宁德时代针对澳大利亚吉瓦时级储能项目需求，在天恒系统基础上开发的新款设备，能连续放电8个小时。10月28日，宁德时代与澳洲客户在厦门举行了首批设备下线交付仪式，这也是全球首次有面向吉瓦时级场景的长时储能设备交付客户。宁德时代能在长时储能市场中先行一步，靠的正是多年积累的整站技术。产品足够可靠，经得起实战检验，能在长期运行中为投资者创造更好的收益，这正是市场化运营阶段，储能产品该有的样子。

好，本期节目到此结束。感谢各位收看，我们下期再见。