時間:2022-12-28 15:35:29來源:鉅大LARGE
我國對鋰電池的生產(chǎn)量力正在迅速提高,但在規(guī)模擴張之下,必須保證其安全和質(zhì)量的重要性。清潔能源協(xié)會(CEA)公布了2019年BESS供應(yīng)商市場情報計劃報告,該報告涵蓋了40家供應(yīng)商,旨在幫助買家了解供應(yīng)商領(lǐng)域。下面重要告訴各位我國鋰電池的發(fā)展?fàn)顩r以及什么因素會對鋰離子的安全性和可靠性出現(xiàn)影響。
自2010年以來,鋰電池的價格已經(jīng)下跌了約85%。根據(jù)CEA的分析,到2030年,全球?qū)︿囯姵氐哪晷枨罅款A(yù)計將超過2000GWh。雖然大部分需求預(yù)計將用于電動汽車,但其中5%-10%將用于固定電池儲能系統(tǒng)(BESS)。盡管在更高水平的可再生能源滲透中,將引入其他更適合長期使用和低成本的儲能技術(shù),但就目前而言,鋰離子似乎是領(lǐng)先的技術(shù),因為它被電動汽車行業(yè)采用帶來了大規(guī)模的好處,可以實現(xiàn)低成本和標(biāo)準(zhǔn)化。
和此同時,人們重新關(guān)注質(zhì)量和安全,不再依賴資產(chǎn)表支持的擔(dān)保,也不再依賴極少數(shù)供應(yīng)商。從上游的廠電池質(zhì)量控制,一直到系統(tǒng)設(shè)計和防火等更全面的盡職調(diào)查,正在成為電池公司和監(jiān)管機構(gòu)的原則問題。
幾種鋰電池
鋰離子電化學(xué)有許多種類(LMO、LTO、LCO、NCA、NCM和LFP),但目前只有鎳鈷錳(NCM)、鎳鈷鋁(NCA,僅松下和TSLA使用)和磷酸鐵鋰(LFP)實現(xiàn)了大規(guī)模的儲能系統(tǒng)。
電池的類型和區(qū)域有一定程度的關(guān)系。關(guān)于韓國供應(yīng)商來說,鎳鈷錳(NCM)是BESS的重要選擇,到2019年底,鎳鈷錳的年生產(chǎn)量力預(yù)計為54GWh。在北美,TSLA的Gigafactory1擁有年產(chǎn)松下NCA21700圓柱形電池34GWh的能力,生產(chǎn)出的電池重要用于TSLA的電動汽車產(chǎn)品。
我國供應(yīng)商對鎳鈷錳(NCM)和磷酸鐵鋰電池(LFP)都有很強的制造能力,甚至包括包括一些鎳鈷鋁(NCA),且生產(chǎn)線可以相對容易地在化學(xué)試劑之間切換。LFP的化學(xué)特性決定了它的安全性,減少了熱失控的風(fēng)險。然而,由于能量密度是擴大電動汽車應(yīng)用的最重要的因素,所以我國已經(jīng)出現(xiàn)了向能量密度更高的鎳鈷錳(NCM)電池的轉(zhuǎn)變。即便如此,出于安全因素的限定,在某些交通領(lǐng)域,LFP電池是強制安裝的。
目前,LFP仍然是我國BESS供應(yīng)商的重要選擇之一,有些公司供應(yīng)的LFP電芯的生命周期比NCM電芯更長。更重要的是,LFP電池不含鈷,而且具有固有的更穩(wěn)定的成本路線圖。而鈷供應(yīng)鏈不穩(wěn)定的原因重要是由于全球60%的供應(yīng)量來自剛果民主共和國,這也是最近鎳鈷錳(NCM)電池價格上漲的一個關(guān)鍵因素。
關(guān)于LFP來說,其劣勢在于較低的能量密度,但優(yōu)勢在于,它具有更穩(wěn)定、更低成本的原材料價格、更高的循環(huán)壽命和更低的熱失控風(fēng)險,這使其在儲能中占有一席地位??梢灶A(yù)見,我國將更為關(guān)注磷酸鐵鋰電池LFP,而韓國將嚴(yán)格遵照鎳鈷錳(NCM)鋰電池的使用。
除此之外,并未大規(guī)模應(yīng)用的鈦酸鋰電池被人們認為可作為替代品,因為它只適用于高充放電率、高循環(huán)等一些特殊應(yīng)用,很多業(yè)內(nèi)人士認為其十分適合用在對電池穩(wěn)定性要求極高的等領(lǐng)域。
安全和質(zhì)量
今年初,韓國報告了23起儲能電站火災(zāi)事故,這正是在大規(guī)模儲能安裝熱潮發(fā)生之后。貿(mào)易、工業(yè)和能源部(MOTIE)隨機對新安裝的設(shè)備進行了限制,還嚴(yán)重限制了現(xiàn)有設(shè)備的運行條件。隨后,MOTIE進行了一項長達6個月的調(diào)查,并于今年六月公布,調(diào)查發(fā)現(xiàn),火災(zāi)的可能原因包括保護不足、環(huán)境條件監(jiān)督不足、安裝缺陷和集成不達標(biāo)。此外,MOTIE還對電池和個人電腦的制造質(zhì)量、安裝、操作和維護以及消防提出了額外的要求。
投資者對韓國儲能電站事件高度關(guān)注,因為韓國BESS供應(yīng)鏈被認為是全球技術(shù)最先進的供應(yīng)鏈之一。這經(jīng)歷這一系列事件后,投資者意識到,儲能仍然是一個較為新興的行業(yè),因此在生產(chǎn)和整合的各個階段進行獨立監(jiān)督很有必要。
CEA的審計數(shù)據(jù)揭示了一個更為復(fù)雜的現(xiàn)實:在電池層面,有缺陷的涂層和折疊的電極都可能造成火災(zāi)風(fēng)險,并降低電池的壽命。電池、模塊和機架級保護必須到位,并在測試期間保證功能齊全,否則會出現(xiàn)安全風(fēng)險。
BESS系統(tǒng)的出廠驗收測試必須是獨立進行的,且包括性能和安全性兩個方面的細節(jié)務(wù)必十分詳盡。其中系統(tǒng)設(shè)計和保修結(jié)構(gòu)必須由第三方進行分析和評估,以保護買家免受安全或性能不佳的風(fēng)險,并幫助他們了解產(chǎn)品的成本結(jié)構(gòu)。
到2019年,我國四大供應(yīng)商的總裝機量將達到135GWh,國際四大供應(yīng)商的總裝機量將達到119GWh。到2021年,預(yù)計總裝機量將分別為230GWh和250GWh。而我國的小型電池供應(yīng)商2019年將達到140GWh,2021年將達到227GWh。得益于CATL和比亞迪在電動汽車方面的急劇上升,我國制造商得以躋身世界四大巨頭,松下,LGChem,三星SDI和SKI之中。
盡管有人存在質(zhì)疑,認為我國供應(yīng)商可能不如上述那四大電池制造商,但我國關(guān)于鋰電池儲能系統(tǒng)方面的研發(fā)支出占收入的比例是很高的,可以檢出其關(guān)于儲能系統(tǒng)的重視程度。
未來6年,BESS的安裝數(shù)量預(yù)計將上升10倍,因此,買家必須實現(xiàn)供應(yīng)鏈的多元化,學(xué)習(xí)如何理解供應(yīng)鏈的復(fù)雜性,并實現(xiàn)盡職調(diào)查和監(jiān)督的正確結(jié)合。
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