在青海海西州广阔的戈壁上,一排排深蓝色的太阳能光伏板在阳光的照耀下泛起层层“涟漪”,不远处,一排排形似“集装箱”的锂电储能设备正默默吐纳着磅礴的电能。记者了解到,作为GWh级场站,该电站需要控制上百万颗电芯协调统一地工作,这背后离不开高效的系统级技术支撑。
储能系统(ESS)上接设备提供商、下承储能系统业主,是储能产业链的核心环节之一。机构数据显示,2024年,储能系统环节加速重构,宁德时代、比亚迪等头部电芯企业依托核心技术与供应链优势,正在加速向下游系统集成领域渗透。
业内专家指出,电芯企业布局储能系统集成,根本原因还是为了满足市场对储能装备和服务的多元化需求。当前,储能系统集成即将进入“大浪淘沙”的市场洗牌阶段,只有在这个时期抓住机会占据行业头部位置,才能取得未来发展的领先优势。
电芯企业加码储能系统集成
按系统接入位置分类,储能系统集成商又分为交流侧储能系统集成商和直流侧储能系统集成商。
机构数据显示,2024年度,全球储能系统集成商(交流侧)排名前五的企业为特斯拉、阳光电源、中车株洲所、Fluence、海博思创。而在直流侧排名中,宁德时代与比亚迪以断层优势蝉联第一、第二名,精控能源、海辰储能、远信储能分列第三至第五名。值得一提的是,在这其中,宁德时代、比亚迪以及海辰储能均为储能电芯企业。
宁德时代天恒储能系统
记者注意到,除了上述三家企业,当前,越来越多的储能电芯厂商已不再满足于只做电芯,开始涉足系统集成。
2024年11月,瑞浦兰钧与JUNGWOO集团签订协议,将为其供容量不低于5GWh储能系统产品和2GWh储能电芯产品;紧接着今年1月,该公司旗下江苏兰钧新能源储能系统集成项目在淮安市正式开工。
无独有偶,楚能新能源与Bison Energy签约1.5GWh电力储能系统供货协议;国轩高科与晋景新能签订合作,共同开展电池储能系统(BESS)新技术和商业模式层面的联合研究;欣旺达申请一项名为“一种储能系统及其控制方法、储能设备”的专利,能在扩展功率放电场景下,提高整个系统的放电时长……
“电芯企业布局储能系统集成,根本原因还是为了满足市场对储能装备和服务的多元化需求。”中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇告诉记者,目前,储能招标市场“准入”门槛不断提高,业主方越发看重企业的综合研发实力,期望企业能提供涵盖电芯制造、系统集成、直至储能场站全生命周期智能运维的“一站式”解决方案,这促使电芯企业加码系统集成环节,并通过智能化、数字化等差异化创新构筑竞争优势。
“未来,电芯企业还将进一步拓展产业链,涉足储能电池回收等下游环节。”刘勇指出。
机构预计,2025年,储能系统出货仍将维持25%的同比增速,预计2025年储能系统的出货量将突破300 GWh。可以预见,电芯企业下探系统集成将成为常态,系统集成的竞争将更加激烈。
储能系统集成不是“攒机”
长期以来,储能系统供应领域备受“准入门槛低”“缺乏核心技术”“同质化竞争严重”等质疑,甚至有观点将其比为过去的电脑“攒机”,认为系统只须将各部件进行简单“拼凑”集成。
而事实上,储能系统供应是一项高技术要求的系统级工程。它不仅要对系统的能量密度、电池的使用寿命和充放电能力等进行密切的监测,完成从信息采集到控制系统处理的高效通信传输与数据运算,还要让各子系统之间接口统一、协议匹配,从而进行精准联调,确保系统整体性能的稳定统一,并支撑完成电网的高效调度。
“储能系统不只有电芯,储能也不是简单的‘大型充电宝’。”阳光电源光储集团储能事业部产品中心总经理蔡壮向《中国电子报》记者介绍说,储能的核心技术不仅涵盖电化学管理,还包括电力电子、构网等电网支撑技术,阳光电源把这些技术的互相交叉、深度融合称为“三电融合”。
“储能系统的不简单,还在于它是一个能够定位、分析并主动解决各类问题的系统。即对百万颗电芯进行精准管理,并让多个维度的孤立技术模块联动起来,转化为具备安全性、经济性和主动电网支撑能力的综合性解决方案。”蔡壮打了一个比方,“如同一辆新能源汽车,性能优劣并非仅取决于电池本身,而是受到电控、电驱以及智能驾驶系统等多重因素的共同影响,新能源汽车的价值在于整车系统的综合表现,储能系统亦是如此。”
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记者了解到,储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)及其他电气设备构成。其中,电池管理系统(BMS)主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等;能量管理(EMS)系统承担数据采集、网络监控以及能量调度等工作;而储能变流器(PCS)则负责连接电池系统与电网,进行直流电与交流电的转换。
“简单来说,储能系统集成就像搭积木,但不是随便堆砌,而是要让每块积木都发挥最大作用。”科华数能相关负责人介绍说道。首先,系统集成能够优化各个组件的匹配,确保电芯、BMS、EMS、PCS等关键部件的高效协同工作,从而提升整体系统的性能和可靠性。其次,系统集成要根据不同的应用场景,如电网调频、峰谷调节、可再生能源消纳等,提供定制化的解决方案,最大化储能系统的经济价值。最后,系统集成还涉及安全性和寿命管理,通过先进的控制策略和智能化管理,延长系统使用寿命,降低运维成本。
“新旧交替”还是“大浪淘沙”?
电芯企业切入储能系统集成环节具备哪些优势?
业内人士认为,头部电芯企业正在凭借其核心技术和供应链优势,通过垂直整合构建起全产业链竞争力。
“当前宁德时代与比亚迪已形成从上游锂矿资源开发、中游储能电芯制造到下游储能系统集成的完整布局。”InfoLink Consulting分析称,根据现有项目储备情况,预计2025年两家企业在交流侧也将有较大突破。
“电芯是储能系统的核心组件,电芯企业在BMS(电池管理系统)等方面拥有更深的技术沉淀。”刘勇指出,同时,电芯企业在渠道资源、成本管控、技术迭代能力等方面也拥有明显优势,但需要不断加强与储能变流器(PCS)等其他供应链环节更深入的合作。
有观点认为,不同于其他领域,储能企业如果没有丰富的实践案例和经验积累,想在短时间内做出兼顾高性能、高可靠性和低成本的产品非常困难。当前,市场上存在的储能系统过充过放等问题,很多时候是因为没有系统层面的经验导致BMS缺少了部分保护、分析、控制能力,再加上系统层面的控制策略差,造成电池和其他元器件的使用寿命减少、故障频繁。
对此,蔡壮表示,对于储能系统而言,电化学(电芯)是基础,电力电子是桥梁,电网应用是决胜点。
“储能系统交流侧的应用非常复杂,调频调峰服务、无功补偿、电能质量治理、削峰填谷、需量管理、微电网、构网能力、GW级的黑启动能力……都需要储能系统具备强大的交流侧能力,尤其各类电网突发的状况,更需要交流侧协同直流侧快速、精准地响应,整站级强大的调度能力背后仍是基于‘三电融合’的系统能力。这些正是阳光电源的强项。”蔡壮说道。
在刘勇看来,储能系统集成即将进入“大浪淘沙”的市场洗牌阶段。不论是新入局的电芯企业,还是传统系统集成商,部分企业受技术挑战、资金压力和销售渠道窄等因素影响,整体发展不稳定,面临生存压力。而头部企业将强者恒强。“只有在这个时期抓住机会占据行业头部位置,才能取得未来发展的领先优势。”刘勇指出。
而对于储能系统未来的发展方向,科华数能相关负责人表示,储能系统未来将朝着智能化与数字化的深度融合、多场景适配与生态协同、从“被动防护”到“主动防御”方向发展。“简单来说,储能系统将借助人工智能和大数据技术,实现从‘被动响应’到‘主动决策’的转变。”该负责人解释说,未来,科华数能将通过算法优化、智能调控及场景创新,把AI深度融入储能的全生命周期,提升储能系统的运行效率、安全性和经济性,推动行业智能化发展。
蔡壮认为,储能系统的发展方向仍是电力电子、电化学、电网技术的进一步深度融合,尤其是数字化和AI的全面赋能,应因网制宜灵活构网,保障电网的稳定运行。
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“在AI技术的赋能下,储能系统的安全性能与运作效率得到显著提升,市场需求进一步拓展,企业实践创新也得以加速推进,促使储能企业加速从传统的单一价格竞争模式,向为客户提供综合解决方案的方向转变。”TrendForce集邦咨询分析师王建分析指出,这种转变不仅强化了企业的核心竞争力,还有效拓展了储能市场的发展边界,为储能行业的可持续发展注入了新的活力与动力。
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