1、BLACKRIDGE:关于储能系统(ESS)您需要了解的一切
储能系统(ESS)是用于存储并提供能源以满足日常需求的一系列设备。电池、化学、电化学机械和热能等技术被广泛应用,以创建灵活且经济的能源基础设施。通过存储能源供未来使用,ESS系统能应对能源成本上升、可再生能源供应变化及电力需求激增带来的挑战。它们通过快速响应电源波动确保系统的可靠性和稳固性。在不断发展的电力行业中,选择可再生能源以满足不同需求变得越来越重要,例如离网发电、提高可持续性、提高能源效率、管理风险、减少排放、降低能源消耗和节省费用。ESS技术通过在需要时可靠地提供能源,解决了太阳能或风能的间歇性问题,为住宅、商业和工业应用持续提供清洁能源。典型的ESS组件包括电源转换系统(PCS)和电池管理系统(BMS)。PCS负责电能转换,而BMS则负责电池的监控和管理。随着电力行业不断发展,储能技术驱动因素不断增加,包括电网稳固ESS项目、能源密集型产业增长、不间断电源需求、住宅太阳能+储能的普及、风能和太阳能光伏技术的兴起以及时间转移。电表前(FTM)和电表后(BTM)是储能领域中常用的术语。FTM用于公用事业公司以缓解电网拥堵和老化基础设施,而BTM直接为建筑物和家庭供电,减少电网影响,支持电动汽车充电等。ESS系统带来多方面优势,包括确保关键服务的可靠性、增强设施灵活性、提高网络弹性、满足高峰需求期间的负载、准备电网充电的电动汽车,并服务偏远社区。近年来,人们更加关注固定存储等能源存储解决方案,以提高电网可靠性、弹性和需求管理。尽管ESS系统带来诸多益处,但也存在风险,如电气火灾、过热、短路和热失控。尤其是钾离子电池,结合易燃电解质和高能材料,可能导致火灾。因此,必须建立集成消防系统,以对钾离子电池储能系统进行早期、可靠的火灾检测。此外,ESS技术在全球范围内处于不同的采用阶段,面临成本、使用寿命和安全性的挑战。ESS技术主要分为五类:化学储能、氨、氢、甲醇和合成天然气/燃料。化学储能通过电力生产化学物质作为发电、运输或热负荷支持的燃料。氢气可以以气体、液体或固体形式储存。电能存储包括电容器、超级电容器和超导磁储能(SMES)。ESS电池通过电化学反应储存和释放能量,而钾离子电池则适用于大规模储能。ESS电池系统在可再生能源、家庭和商业领域的应用广泛。它们可以通过太阳能或风能充电,提供能源独立性,确保电力供应在长期中断期间的可靠性。ESS系统还用于备用电源、紧急情况、电网频率管理、减少排放和安装在运输容器内的分布式储能系统。机械储能系统通过运动能量存储,如压缩空气储能、飞轮储能和抽水蓄能等。ESS技术还包括热能储存,如砖式加热器、冰蓄冷空调、液态空气储能(LAES)、熔盐储能(MSES)和相变材料等。这些系统利用多余能量捕获热量和冷量,根据需求释放能量。ESS系统在汽车、发电和公用事业等行业中广泛应用,用于黑启动、紧急备用、能源套利、负载均衡、网络稳固、调峰、季节性热能储存、时移和电压调节等。未来几年,全面采用储能和智能电网对于满足更高电力需求至关重要。分布式发电和小型可再生能源与ESS系统的结合确保了对能源生产和控制的自主权。ESS系统通过减少能源需求和生产之间的不平衡,增强电网弹性,并帮助管理电力供需不匹配。此外,ESS部署在备用电源、停电管理和电能质量管理方面提供了成本效益,承诺更可持续和清洁的能源未来。特普生成立于2011年,是一家国家高新技术、专精特新企业,专注于研制NTC芯片、热敏电阻、温度传感器、储能线束、储能CCS集成采集母排等温度采集产品。特普生以提供温度控制产品一站式服务为核心竞争力,自主研制NTC芯片及热敏电阻,实现国内最小封装尺寸及最高温控精度,专利丰腴,为客户提供高效、可靠的温度采集解决方案。
2、储能电站消防系统的一些见解
储能电站作为新能源技术的重要组成部分,其应用范围广泛,包括新能源汽车、孤立微网、厂网侧、用户侧、电网侧等众多领域。随着电池储能技术的成熟,电池组储能正逐渐活跃在储能电站中,然而,随着储能电站项目的建设和应用,火灾危险性也逐渐显现。近年来,储能电站发生火灾爆炸事故的情况频繁,据不完全统计,近10年来,国内外共发生了30多起大容量储能电站起火爆炸事故,事故多采用锂离子电池,此外,还有两起事故采用了铅酸电池和钠硫电池,事故导致人员伤亡或财产等重大损失。因此,做好储能电站的消防安全显得尤为重要。储能电站火灾事故主要包括锂电池的火灾危险性和电气设备的火灾危险性两个方面。锂电池的热失控和级联热失控引起的火灾和爆炸事故是锂电池火灾的主要来源,其火灾危险主要与电池构造直接相关,电池在滥用情况下,如过热、过度充放电、电池设计缺陷及原材料瑕疵造成的短路等,会导致内部电池材料之间发生化学反应,电解液分解产生大量热和气体,引起热失控。大型锂电池储能系统中,锂电池模块通过串联形成单个电池组,多个电池组通过并联形成一个大容量储能单元,锂离子电池火灾与普通火灾不同,热失控发生后容易引发周围电池发生连锁燃烧爆炸反应,并且在自燃同时会释放氧气,易出现复燃现象。电气设备火灾则主要由线路漏电、短路、过负荷、老化等导致的局部高温引发电气设备中可燃物着火。为了应对这些火灾危险性,储能电站消防系统需针对性设置。全淹没七氟丙烷自动灭火系统是目前市场上使用较多的储能消防系统。该系统包含消防控制箱、声光报警铃/灯、温度及盐雾传感器、七氟丙烷气体灭火装置等。其中,七氟丙烷气体装置系统包括灭火瓶组、高压软管、灭火剂单向阀、启动瓶组、安全泄压阀、选择阀、压力信号器、喷头、高压管道、高压管件等。此外,火灾探测预警系统也需针对不同情况配置,针对电气设备舱和电池舱分别采用不同的探测器,如防爆型复合探测器、防爆可燃气体探测器、本安型探测器等。除了采用灭火系统和探测预警系统,对于锂离子电池火灾控制在Pack级别也是非常重要的。储能系统中电池火灾发展到一定规模时,应利用探测传感器精准识别电池热失控情况,以实现Pack级火灾安全防控。然而,将可燃气体探测器布置到每一个Pack内会增加储能系统的成本,因此,可根据火灾类型针对性设计防火方案。总之,储能电站消防系统需要根据储能设备的不同情况针对性设置方案,并需专业消防公司进行考察、设计,才能保障储能电站的安全。加强储能电站消防安全管理,对于构建清洁低碳、安全高效的当代能源产业体系,推进我国能源行业供给侧改革、推动能源生产和利用方式变革具有重要战略意义。同时,实现党中央“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的伟大目标也需要储能电站建设将安全放在第一位。因此,只有保障储能电站安全的情况下,才有可能更一步推动储能技术的发展。
3、储能产业链及代表性企业全名单
储能产业链及代表性企业全名单。储能电池产业链全景能电池产业链可分为上游材料及设备、中游电池制造及系统集成安装、下游应用。上游储能电池产业链上游主要为电芯原材料和电池生产设备,其中电芯原材料包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜以及其他材料。中游产业链中游主要为储能电池系统、储能变流器、能量管理系统以及储能系统集成安装,其中储能电池系统包括电池组、电池管理系统和电池PACK。下游产业链下游主要为不同应用场景的运维服务等,如储能可用于电力系统的发电侧、电网侧、用户侧,实现调峰调频、减少弃光弃风、缓解电网阻塞、峰谷价差获利、容量电费管理等功能。上游锂资源天齐锂业、赣锋锂业、盐湖股份、天华超净、盛新锂能、藏格矿业、洛阳钼业、紫金矿业、中矿资源、雅化集团、融捷股份、川能动力、永兴材料、融汇锂业等钴资源企业华友钴业、寒锐钴业、洛阳钼业、百川股份、腾远钴业、鹏欣资源、盛屯矿业、格林美、镍资源企业华友钴业、格林美、邦普循环、盛屯矿业、中伟股份、金川集团。锂电池正极材料容百科技、当升科技、天赐材料、夏钨新能源、长远锂科、德方纳米贝特瑞、天力锂能、天津巴莫、安达科技、振华新材、万华化学、湖北兴发、融通高科、科恒股份等。负极材料企业贝特瑞、璞泰来、杉杉股份、中科星城、翔丰华、凯金新能源、正拓能源、中科电气、尚太科技、海达新材料、中晟新材等企业。隔膜:恩捷股份、星源材质、中材科技、沧州明珠、美联新材、金力股份、璞泰来、河北金力、江苏北星等电解液:多氟多、天赐材料、新宙邦、瑞泰新材、石大胜华、华盛锂电、法恩莱特、天际股份、永太科技隔膜、正极材料、负极材料和电解液