锂电储能落地难在安全和成本 破解难题或催生新业务形态

万亿储能蓝海市场

由于风力发电、光伏发电等新能源发电方式普遍存在间歇性、波动性问题，居民和工业用电也存在波动性特征，如何保障和平衡电力供需双侧的稳定性，成为当下及未来必须要克服的难题，而储能就是解决这一些列问题的关键钥匙。

储能和充电宝的原理基本类似，在谷底时充电，在峰顶时放电，把风电或光伏等不稳定电量储存起来，再进行变压和稳定输出。在诸多储能技术路线中，随着电池技术的进步和成本的降低，电化学储能被认为最具发展潜力，是下一个即将爆发的蓝海市场。

相关统计显示，2021年国家与地方政府相继出台了300多项储能相关政策，产业链投资计划已经超过了1.2万亿元。截至今年初，共有25个省份将发展储能写入了政府工作报告。

海通证券在研报中指出，2025年中国新型储能装机规模将达到30GWh以上，截至2021年，新型储能装机规模累计仅为5.7GWh左右，意味着新型储能装机规模至少还有5~6倍的增长空间。光大证券认为，到2025年中国储能市场规模将达到0.45万亿元，到2030年将增长至1.3万亿元左右。

能量密度更大的三元锂电池抢到了储能市场的头道汤。但2017年以来，储能电站起火爆炸事故不断，其中采用三元锂电池的韩国共发生了24起火灾或爆炸事故，这引起了主管部门对三元锂电池做储能电站安全的担忧。

今年6月29日，国家能源局综合司发布了关于征求《防止电力生产事故的二十五项重点要求（2022年版）（征求意见稿）》意见的函，其中在防止电化学储能电站火灾事故的要求中提到：中大型电化学储能电站不得选用三元锂电池、钠硫电池，不宜选用梯次利用动力电池。

在此背景下，安全性、成本和寿命都更具优势的磷酸铁锂电池开始大举进军储能市场，需要指出的是，磷酸铁锂电池获得的不仅仅是新增储能电站项目机会，还包括对已建成三元锂电池项目的替代。

更小单元的户用储能需求也在兴起，其中又以随身携带电源和可发电的空调、冰箱等耗电量大或长时间在线的电器为主。

俄乌冲突后加上极端天气，欧洲能源危机不断恶化。欧洲基准天然气价格在过去12个月飙升了550%，电价一年涨近10倍。法国、德国的情况尤为严峻，其中法国明年交付的基本负荷电价达到1130欧元/兆瓦时，历史上首次突破1000欧元大关，相比去年同期涨幅超1000%。德国同类产品价格达到995欧元/兆瓦时。

在地缘冲突下的能源危机和政府政策大力支持的双重刺激下，欧洲市场对户用储能产品的需求大幅提升。据英国太阳能行业协会（Solar Energy UK）数据，最近数月每周都有3000余起安装太阳能板的施工在英国家庭的房顶上进行，与两年前的夏天相比翻了三倍；低廉的光储成本使得消费者几乎3~5年之内就能收回投资成本。

在国内，可发电的家用电器趋势也正在兴起。以格力电器宣称的可发电空调为例，在空调内部布置一个储能电池，在电价便宜时充电，在电价贵时用电池来驱动空调，这样可以极大地降低用户使用成本，也能够缓解电力系统压力。在这个领域，磷酸铁锂同样比三元更具成本和稳定性的优势。

“磷酸铁锂应用场景太多了，这是为什么现在磷酸铁锂突然上量，以及未来还会继续上量的原因所在。”杨红新说。

考虑到市场需求、锂矿供应及开采周期、锂电池厂商扩产周期等要素，杨红新认为到明年下半年，镍跟锂的供需关系会缓解，随着电池厂扩建产能的释放，动力电池价格会有一定的回落。但是到2026年，欧洲、美国动力电池以及储能厂的投产，会进一步推高需求，因此长期看电池资源仍将处于紧平衡状态。

作为时下最火热的新型储能技术，锂电储能亟待证明其能解决安全和成本两大难题，从而率先实现大规模落地。产业链各环节都在针对安全和成本痛点推解决方案，但受行业盈利水平制约，推广难掩乐观。为另辟蹊径，一批安全厂商也在寻求借由电池检测技术向电站提供运维服务，以期帮助电站提升效益的同时突破自身盈利瓶颈。

锂电储能两大难：易燃性和离散性

由于锂本身是一种活跃金属，锂电池天然存在易燃隐患。但不同于新能源汽车行业，储能行业因应用领域多样和自身盈利要求，对易燃隐患的容忍度更低。“未来储能应用将遍布我们的日常生活，但如果易燃问题无法解决，这个行业肯定是无法发展的，所以解决安全隐患肯定是行业发展的基石。”

锂电储能易燃是个全球性问题，韩国储能行业发展就曾受火灾事故重击落入低谷。据他介绍，全球大概发生了60多起储能电站火灾事故，电化学储能行业的安全问题已经成为发展痛点。

我国锂电储能大规模应用要晚于韩国，但更成熟的电池技术仍无法避免事故发生。2021年北京储能电站爆炸致使2人牺牲、1人受伤。该事件在本次大会上屡被提及，部分行业人士将此作为锂电储能本质不安全的证据，提出应发展诸如液流电等新技术，也有行业人士则借此呼吁锂电安全要更进一步，以其将风险控制在合理范围。

锂电池易燃性无疑对储能项目盈利直接构成挑战，叠加锂电池另一大特性——离散性，使得储能项目投资收益持续面临较大风险。据悉，由于单体电池性能很难做到一致，大规模成组应用后，单体电池间差异性也即离散性会逐渐拉大，进而严重影响电池使用寿命。

科陆电子（002121.SZ）人士在会上分享的一组数据能直观反映锂电池离散性。该公司某个锂电储能项目从2019年开始投入运行，目前11个电池箱中仍处在A级水平电芯为79.8%，处于B级水平电芯13.1%，处于C、D级水平电芯为7.1%。

虽然科陆电子给出的数据显示储能项目运转较好，但行业普遍认为，现有技术难以准确预判锂电储能项目在长达几十年的运行周期中会遇到哪些问题。高特电子副总经理谢建江直言：“其实储能项目后期的运维成本是非常高的，现在投储能项目的时候计算它的投资收益，我认为其实是算不清楚的，初始投资会假设电池循环次数，但假设很可能不成立，后面还有很多运维费用也是没法提前预计的，电池和光伏不一样，电池运行一直处于相对模糊的状态，所以需要大数据去预测电池变化方向。”

安全厂商寻突破：安全和寿命两手抓

正是由于储能行业对电池安全和使用寿命提出了更高要求，行业人士认为，独立第三方安全厂商在整个产业链中有望占据相当的话语权。此前，有观点指出：基于新能源汽车发展经验，储能行业独立BMS厂商短期内可能有阶段性投资机会，但长期看成长空间有限。

为在产业链中占据一席之地，第三方独立安全厂商在加快提升技术壁垒，并试图构建全生命周期的电池管理系统来解决安全和寿命两个核心痛点。在谢建江看来，锂电储能技术提升主要是电池技术和BMS技术提升，前者相对成熟发展空间较为有限，后者待突破的壁垒还非常多，“锂电池检测还是非常难，更不要说一些高级的诊断功能，如果检测很好解决，新能源车也不会频繁发生自燃了。”

在安全监测技术方面，将检测范围也从常规簇级缩小到模组级乃至电芯级，以期提升检测精度是发展趋势之一。作为BMS厂商正在探索将植入式传感器安装到电芯内部，掌握这部分核心数据，公司的产品能进一步延长电池寿命从而提升电站整体盈利，但其中涉及传感器寿命及数据传输等一系列难题，现有技术还做不到。

同样着眼于提升电池安全和延长电池寿命，美克生能源走的是另一条技术路径，其聚焦于检测的不仅仅是传统BMS涉及的电压、温度、内阻等参数，还包括电池内部的电解液浓度、隔膜厚度、锂枝晶生长等材料变化情况。“我们和BMS没有交叉，他们的数据是实时性的，我们针对电池安全进行深度‘血液级’检测，提前诊断预警，将‘预防做在消防前’，不仅能做到实时更重要的是提前发现隐患并延长电池寿命，整体方法论不太一样。”魏琼解释称。

值得注意的是无论是传统BMS厂商还是新兴安全服务商，当前都面临盈利困境，通过掌握高精度电池运行数据从而进入电池运维管理领域成为行业厂商的共同选择。据悉，高特电子已搭建了一套BMS+数据服务体系，可向用户提供诸如电池健康状态、循环寿命预期以及衰减率等数据，便于监测并提升项目运行效率。美克生能源方面则表示，其PSS储能安全系统可提前一个月左右进行电站故障诊断预警，并将储能系统寿命延长20%左右。