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碳中和时代的储能应用, 施耐德电气与宁德时代的联手出击

在今年两会上,碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告。这不仅会改变我们每个人的生活方式,也将对诸多相关产业产生深刻影响。

有关研究显示,要达成2030年碳达峰、2060年碳中和的目标,我国共需要投入100万亿元人民币,由此将形成一个巨大的新兴市场。

要想实现碳中和,除了我们熟知的节能降耗、植树造林、使用可再生能源之外,不太为人所知的储能系统也是一个重要的技术途径。

最近,相关领域的两家领导厂商—施耐德电气与宁德时代宣布携手合作,联合推出创新的储能解决方案。

这一高可靠、高可用、易维护的集成式一体化解决方案,集储能、独特的增容扛峰、利用峰谷电价差降低电费成本等功能于一体,同时也可大幅提升供电的安全性、稳定性和可靠性,适用于新能源车充电站、数据中心、制造业等多种应用场景。

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政策驱动下的储能产业

中国是全球能源消耗大国,2019年的数据显示,无论是整体能源消耗还是电能消耗量,中国都位居全球第一。而从发电构成来看,中国火电的占比高达70%,这是碳排放的主要来源之一。

当然,近年来,我国清洁能源产业也在迅猛发展,中国目前是全球最大的电动车市场,可再生能源使用比例也位居全球第一。在继续发展水电、风电、太阳能的同时,储能系统的应用,也成为迈向碳中和的技术途径之一。

2021年4月21日,国家发改委、国家能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》。其中明确了“十四五”时期3000万千瓦储能发展目标,提出统筹开展储能专项规划,进一步明确“十四五”及中长期新型储能发展目标及重点任务。

从全球来看,储能产业也处于高速发展态势。根据SNE Research统计,2020年全球储能电池出货量为20GWh,同比增长82%。随着锂电池成本的下降与循环寿命的提高,电力清洁化加速带来发电侧储能需求持续增长,经济性与风险意识助推用户侧储能出货增加,储能市场迎来快速发展阶段。

储能系统包括发电侧、电网侧、用户侧等多种形式。从用户侧来看,储能系统能够给用户带来诸多益处,包括增容扛峰—在负载过大时,和电网一起为负载供电;差价套利—利用峰谷电价差,来实现收益;扩容—增加充电站的服务能力;备用—在数据中心部分替代柴油发电机等。

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施耐德电气的角色转变

作为全球能源管理和自动化领域数字化转型的领导企业,施耐德电气也在储能系统领域发挥着重要的作用。

在日前的创新峰会上,施耐德电气关键电源业务部首席技术专家石葆春介绍,随着新能源的逐步普及,电力系统在发生重大变化,电能的生产、传输、配送、使用等各个环节,都需要重新进行布置。在新型电力系统的架构下,施耐德电气的角色也在发生转变——从以前的配电,到网络智能化时代的数字化配电,未来则是新型电力系统下的能源管理。

石葆春表示,施耐德电气专注于用户侧储能系统,并将用户现有的供配电系统需求和储能需求结合起来,形成综合性的方案,带来更好的投资回报率。

在施耐德电气储能方案架构中,EMS电能管理和控制系统处于核心地位,它采取最优化的控制策略,实现电能在电网侧、光伏本地可再生发电侧、柴油发电机、本地储能系统和负载端之间的多向流动与调度。

尤其是施耐德电气的UPS旗舰系列——Galaxy V 系列UPS,前瞻性地在研发初期就布局碳中和融合技术,可以充分满足储能系统的应用。

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宁德时代的领先一步

作为全球领先的电池研发制造公司,宁德时代致力于以先进电池和风、光、水等可再生能源的高效电力系统替代传统化石能源为主的固定和移动能源系统,并以“电动化+智能化”为核心,实现市场应用的集成创新。

韩国研究机构SNE Research数据显示,作为全球动力电池巨头,宁德时代2020年动力电池装机量全球市场份额为24.82%,连续4年位列动力电池装机量第一,在国内的市占率上,宁德时代则保持在50%左右。

宁德时代储能解决方案部总裁助理卢艳华博士介绍说,宁德时代从成立之初就开始布局储能业务,承接了张北国家风光储示范项目。如今,储能系统已经是宁德时代继动力电池业务之外的第二大收入来源。2020年,储能业务销售收入同比增幅高达218.56%。

在电网的发电侧、电网侧、用户侧,宁德时代都有业务布局。其储能系统产品包括电芯、电箱和电池柜等,可用于发电、输配电和用电领域,涵盖太阳能或风能发电储能配套、工业企业储能、商业楼宇及数据中心储能、储能充电站、通信基站后备电池、家用储能等。

通过持续加强研发投入,宁德时代基于长寿命电芯技术和液冷CTP电箱技术,推出了户外系统EnerOne产品,在海外市场实现了从提供部件到提供电池系统的转型。

在国内,宁德时代的储能系统已经在诸多示范项目中成功落地应用,其中包括青海海西州多能互补储能电站、福建晋江百兆瓦时级储能电站等多个超过100兆瓦时的大型储能电站项目。

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用户侧的场景化应用

去年6月,宁德时代与施耐德电气签订了全球战略合作协议,共同进军碳中和时代的储能应用市场,实现了两家业界领导企业之间的合作。

此次双方的合作,侧重在用户侧的储能应用推出创新的储能解决方案。这一创新解决方案的落地,是施耐德电气与宁德时代战略合作取得的阶段性成果,可以带来丰富的场景化应用,实现深度赋能储能行业绿色和可持续发展的目标。

在数据中心场景,引入储能系统之后,形成了新的数据中心架构,部分取消柴油发电机,配合新型的Galaxy V系列E变换UPS设备,简化数据中心架构、优化投资,提高电能利用率,提高变压器的出电率,降低了运行成本。在实现增容扛峰功能、峰谷电价调节功能的同时,提高供电质量,还可以梯次利用新旧电池,进一步提高经济性。

在制造业场景,将用户现有的电能质量治理需求和储能需求结合起来,形成综合性的方案,既提高了电能质量,又能够扛峰应对大负荷冲击。这一方案可以应用于半导体厂、制药厂、烟厂、酒厂、汽车制造厂等高精度和高产值制造领域。

在充电站场景,在一个集装箱里安装宁德时代400千瓦450度电的风冷储能电柜,施耐德电气配套了PLC控制器、传感器和仪表、相关的软件和功率变换UPS设备。这个解决方案能够实现充电站的增容扛峰,提高变压器的利用率,增加充电桩的数量,并进行峰谷电价差降低电费成本,最终提高电动车用户的满意度,提高充电站的使用率,并给充电站的运营方带来相应的经济回报。

在储能市场快速发展的背景下,施耐德电气与宁德时代这两家领导厂商之间的合作,无疑将推动创新型储能应用方案在更多行业场景的落地应用,实现对能源资源的最大化利用,最终推动社会的进步与可持续发展。

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