10海上風電配儲的創新探索（定稿）.pdf

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1、海上風電配儲的創新探索Creative proposal for offshore wind power storage光華數字能源技術有限公司 莊勝加一、雙碳背景三、創新探索四、方案對比六、公司介紹 二、行業痛點五、應用案例一、雙碳背景4雙碳背景|能源結構調整和儲能需求電源類型2022占比2060占比風電77739%4710029.9%太陽能發電41385%4120026.1%常規水電1409116.3%2050013%核電41775%2880018.3%生物質發電12301%73004.6%煤電5227060.5%96004.2%氣電30533.2%62003.9%總計86372100%1

2、60700100%電力結構的調整 儲能需求增長中國新型儲能新增裝機規模預測，GW*數據來源：中國工程院院士，輸變電工程與電力系統規劃專家，舒印彪，2023年6月做新型電力系統構建及其關鍵技術報告*數據來源：中關村儲能產業技術聯盟CNESA儲能產業研究白皮書5【現狀】2015-2022年，動力電池裝機量年復合增長+51%，達到294.6GWh，其中，三元電池110.4GWh，占比37.5%【趨勢】預計2030年動力電池裝機量達到4800GWh，年復合增長+42%，龐大電池保有量為梯次利用、報廢回收創造條件中國動力電池行業裝機規模，GWh*數據來源：國泰君安新能源汽車行業數據庫，動力電池聯盟預計2

3、030年動力電池市場需求達到4.8TWh，儲能電池市場需求達到1TWh（2023年宜賓世界動力電池大會發布）雙碳背景|新能源汽車的快速增長二、行業痛點7資料來源：CNESA全球儲能數據庫，不包括戶用儲能事故二、行業痛點|安全性-儲能電站大型安全事故頻發 根據CNESA不完全統計，近年全球儲能安全事故發生70余起，火災概率大約1.52%。和國外相比，中國儲能電站配置不用或者使用率非常低，安全問題還沒有充分的顯現出來。事故一般發生在電站投運多年后，儲能全生命周期的安全問題引發重視。2021-2022年8月全球共發生18起儲能項目事故序號項目名稱電池類型電站狀態事故時間序號項目名稱電池類型電站狀態事

4、故時間1韓國慶尚北道儲能項目三元/2021-0310美國加州蒙特雷縣Moss Landing儲能項目三元投運0.8年2021-092韓國忠清南道光伏儲能項目三元投運3年2021-0411京港澳高速武漢江夏區附近貨車運輸中的儲能系統磷酸鐵鋰運輸中2022-013澳大利亞Bohle Plains儲能項目三元投運1.2年2021-0412韓國蔚山SK工廠儲能項目三元投運2年2022-014北京豐臺大紅門儲能項目磷酸鐵鋰投運2年2021-0413韓國慶尚北道軍威郡新谷里太陽能發電廠儲能項目三元投運3年2022-015美國密歇根州Standish儲能項目/建設中2021-0414江西上饒黃金埠某儲能項目

5、磷酸鐵鋰調試中2022-026法國Boulouparis,New Caledonia儲能項目/2021-0715美國加州蒙特雷縣Moss Landing儲能項目三元投運1年2022-027德國諾伊哈登貝格機場儲能項目磷酸鐵鋰投運5年2021-0716臺灣工研院龍井儲能項目三元投運2年2022-038美國伊利諾伊州Grand Ridge儲能項目磷酸鐵鋰投運6.2年2021-0717美國加州Valley Center儲能項目三元投運0.2年2022-049澳大利亞維多利亞特斯拉大電池儲能項目三元調試中2021-0718美國亞利桑那Chandler電池儲能項目三元投運3年2022-8二、行業痛點|儲

6、能電站的經濟性寧德時代首席科學家吳凱在2023世界儲能大會上演講中提到：前期投運的功率性儲能宣稱十年預期壽命，實際運行壽命不足三年就已大面積退役；投運的能量型儲能承諾壽命20年，可能實際僅有3-5年，且年循環次數大部分不到設計時的一半。11月1日，國家發改委、能源局綜合司正式發布關于進一步加快電力現貨市場建設工作的通知指出2023年底，全國大部分省份/地區具備電力現貨試運行條件，“新能源+儲能”進入現貨市場。浙江省調整11：00-13：00為電價谷段，湖北省擬調整10:00-15:00為電價谷段。政策的調整將影響新能源發電的收益。9二、行業痛點|儲能電站兩大痛點p 電池本征安全是行業痛點，難以

7、攻克解決p 按全生命周期利用統計，著火率預計在2%左右，安全問題解決迫在眉睫。安全性問題p 在新能源配儲測算中，都按8-10年壽命測算，實際3-5年。p 新能源發電設備的壽命和配套儲能的壽命嚴重不匹配，如果要解決同壽命的問題將嚴重影響新能源發電收益。經濟性問題三、創新探索11技術創新模式創新解決安全性和經濟性問題解決和新能源發電設備同壽命及經濟性問題三、創新探索|技術創新和模式創新光華儲能12三、創新探索|技術創新 之 1、大數據模型 基于大數據模型的電池狀態快速精確評估及壽命預測，利用歷史數據，實現退役動力電池儲能應用的快速篩選。全新電池梯次電池安全退役動力電池報廢電池梯次電池退役電池報廢電

8、池13三、創新探索|技術創新 之 2、云-邊 一體全棧式主動均衡技術 云-邊一體智能調控的全棧式主動均衡技術，實現電池全時高效運行在安全區間，提高運行安全性和經濟性全棧式主動均衡技術BMS主動均衡效果電池均衡效率更高電池吞吐電量更大電池使用壽命更長電池全周期免維護14三、創新探索|技術創新 之 3、電池狀態感知、預警技術 基于電化學模型的電池老化失效機理及電池內部微小短路預警研究，開發電池全時狀態感知技術；通過大數據模型提前發現電池熱失控的征兆，大幅降低熱失控發生概率達90%電化學模型電池健康電壓單體電壓過高壓差電壓過高溫度高溫模型溫差模型電壓過高健康度評估及預測電阻異常欠壓人工智能技術深度學

9、習高級分析模型時間序列高斯分布多元回歸機器學習XGBoost支持向量機SVMLightGBM長短記憶網絡LSTMBP神經網絡15三、創新探索|技術創新 之 4、電站本征安全秉承“電芯很難做到本征安全，追求電站的本征安全”設計理念，在儲能電站全生命周期管理提供新的思路消防層面預防層面0102主動安全 電池狀態快速精確評估及壽命預測 電池全時狀態感知、安全預警 云-邊一體智能實時動態調控的全棧式主動均衡技術被動安全 防火阻燃 限域釋能 快速滅火 防復燃消防技術16光華科技創新的防火阻燃-限域釋能-快速滅火防復燃的消防技術該方案已得到應急管理部上海消防研究所安全認證光華科技正聯合上海消防研究所、哈爾

10、濱工業大學、中國電子科技集團公司第十八研究所、中國科學院電工研究所等10家單位共同申報十四五能源領域科技創新儲能電池共性關鍵技術示范試驗項目獨立單元設計1物理安全隔離2滅火安全試劑3消防安全認證4三、創新探索|技術創新 之 4、電站本征安全17 站電分離的運營模式：電池是儲能電站的生產原料、消耗品。不停機快拆快接的柔性設計，實現儲能電站滿產運行。三、創新探索|模式創新 之 站電分離四、方案對比19現行方案光華方案通過新電芯出廠數據制定固定的安全保護策略突發情況直接斷電保護無電池異常預判基于電池大數據模型 快速精準的電池狀態 動態調整電池保護策略 提早識別和及時排除安全隱患電池安全與故障預警 電

11、池異常判定 95%電池內部微小短路 90%電池析鋰 90%減少90%熱失控發生四、方案對比|主動安全方案對比20現行方案光華方案全氟己酮消防方案只能在熱失控初期有限抑制火勢無法解決儲能電站本征安全自研液體浸沒消防方案限域釋能不蔓延快速滅火24小時不復燃解決儲能電站本征安全四、方案對比|消防方案對比21現行方案光華方案預制艙方案電池衰減后容量與初始容量相差較大單個電池箱衰減后只能整體更換5年的整體壽命與發電站25年的壽命相差巨大超級儲能工廠方案實現不停機更換不滿足運行標準的電池單元使電站始終處于初始設計指標不衰減儲能電站與發電站同壽命四、方案對比|運營模式對比五、應用案例23應用案例：超級儲能工

12、廠【產品理念】我們以現代工廠經營管理理念為指引，研發設計超級儲能工廠這個產品【產品特點】超級儲能工廠至少具備下述六大獨特優勢：超強大腦數智化云平臺超優回報更具經濟性超級安全解決本征安全超多種電池兼容多類型電池超大規模50MWh以上規模超長壽命25年長壽命24實踐案例：汕頭工廠50MWh工商業儲能光華科技在汕頭投建20MW/50MWh超級儲能工廠，對光華生產基地進行削峰填谷。同時，實現虛擬電廠功能和業務25實踐案例：預制艙梯次儲能方案技術創新采用“整包利用”技術，首批電池采用公交集團無軌電車退役磷酸鐵鋰動力電池儲能系統整體投入成本降低，運營周期長，可達11-12年首個0.8KW/1.6MWh梯次

13、利用儲能電站正式運行項目位于廣州市天河區燕嶺（廣州公交集團新能源產業園），于2023年1月進行建設，8月底正式投入運行經濟效益全生命周期可節省電費400萬元協同消納儲能系統與園區“大功率超充一條街”“屋頂光伏發電站”協同聯動，降本增效26小結|雙輪驅動與綠色環?！竟恕縿恿﹄姵匦袠I發展為電池梯次利用創造極好條件【需求端】雙碳驅動電力系統改造將產生極大新型儲能需求超級儲能工廠項目應運而生，必將在時代趨勢下獲得較好發展過去的8年（2015-2022年）動力電池呈現18倍增長，CAGR：+51%接下來8年（2023-2030年）仍有16倍增長，CAGR：+42%電動汽車電池包越做越大，電池質量越來

14、越好，壽命越來越長，電池梯次利用存在空間預計2023-2030年，退役電池有8年10倍增長，CAGR：+38%動力電池行業雙碳目標驅動，電力生產側需要實施清潔替代，打造零碳電力系統，極大促進儲能行業的發展各地政策頻發，全國24省份相繼發布了風光配儲政策要求，2023年儲能行業大爆發根據CNESA儲能產業研究白皮書，預計2023-2027年，新型儲能裝機將有5年7倍增長，CAGR：+60%新型儲能行業超級儲能工廠項目六、公司介紹28公司介紹 2015年深交所上市，證券代碼002741 國家企業技術中心、院士工作站；國家技術創新示范企業、國家級綠色工廠、國家知識產權優勢企業 獲2022年廣東省科技

15、進步一等獎 工信部首批五家動力電池綜合利用白名單企業之一，擁有“梯次利用+再生利用”雙資質 擁有MWh級的梯次電池儲能系統的開發與運維經驗 廣東省新興重點產業集群動力電池綜合利用產業鏈鏈主企業廣東光華科技股份有限公司光華數字能源技術有限公司是廣東光華科技股份有限公司投資新設立的從事新型儲能及綜合能源服務的專業公司29國際領先的電池后生命周期閉環產業鏈硫酸鈷/鎳/錳/碳酸鋰1.梯次利用 智能檢測儲能集成3.再生利用 儲能應用電池維護電池醫院工藝制程光華產品處理階段濕法冶金分類碎片物理拆解結晶沉淀燒結金屬鹽晶體二手動力電池超級儲能工廠金屬溶液前驅體電池材料電池包報廢電池精礦2.精細化拆解梯級利用+精細化拆解+再生利用“1+1+13”公司介紹30合作共贏歡迎大家就退役電池綜合利用儲能電站建設方面溝能交流電話：186 0202 2233COPYRIGHT 廣東光華科技股份有限公司光華科技微信公眾號THANK YOU：廣州市番禺區創啟路63號清華科技園光華科技大廈：020-84382888： 聯系人微信