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動力電池能源化大勢所趨

h1654155972.5933 ? 來源:高工鋰電 ? 2020-08-20 11:05 ? 次閱讀
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摘要

動力電池能源化大勢所趨。

越來越多的車企和電池企業(yè)開始意識到,汽車電動化變革,絕不能僅僅局限于汽車產(chǎn)業(yè)本身,同時要考慮與能源體系的協(xié)同和融合。只有充分釋放電動汽車的智能終端屬性和能源價值屬性,才能真正撬動起未來產(chǎn)業(yè)巨變。

要打通這一步,秘鑰在動力電池。

產(chǎn)業(yè)界正在形成的一個共識是,電動汽車進一步走向C端,必須要考慮動力電池作為能源存儲的價值,并通過商業(yè)模式創(chuàng)新和技術(shù)賦能讓其充分“變現(xiàn)”。

基于上述共識,已經(jīng)有國內(nèi)外車企開啟新業(yè)態(tài)的探索。

2020成都車展上,蔚來汽車李斌提出了BaaS(Battery asa Service,電池即服務(wù))愿景。

簡單理解,蔚來BaaS可以概括為“兩刀切”:第一刀是在車主購買前,從整車中切割出電池核心部件,實現(xiàn)電動汽車總價中剝離電池成本,緩解消費者一次購買成本高的痛點。

第二刀是在電動車使用過程中,切割電池的使用權(quán)和所有權(quán),讓消費者免除對于電池貶值的擔憂,并通過電池資產(chǎn)管理的角色充分利用電池潛在價值。

兩刀切的車電分離模式,暗藏著蔚來的野心:要參與到電池資產(chǎn)的深度管理,將能源服務(wù)納入現(xiàn)有業(yè)務(wù)中形成生態(tài)閉環(huán),李斌就坦言,電池資產(chǎn)管理是電動汽車行業(yè)里最大的生意。

與蔚來在商業(yè)模式上探索車電分離所不同,面對電動汽車向C端滲透時的痛點,全球電動汽車領(lǐng)域先行者日產(chǎn)汽車則將目光投向了電池充電技術(shù)的升級。

早在2016年,日產(chǎn)就開始在荷蘭、丹麥、英國、德國等多個國家試水V2G(電動車到電網(wǎng))技術(shù)。2018年,日產(chǎn)對外發(fā)布用于建設(shè)EV生態(tài)系統(tǒng)的V2G解決方案Nissan Energy,并在去年連同遠景科技集團以及歐洲多家電網(wǎng)公司展開更多技術(shù)嘗試和商業(yè)探索。

日產(chǎn)和遠景的思路是,通過V2G技術(shù)將電動汽車與電網(wǎng)連接,不僅可以實現(xiàn)車主向電網(wǎng)出售電力能源,更為關(guān)鍵的還有,可以將電動汽車作為分布式的能源,通過參與調(diào)頻、調(diào)峰等來平衡電網(wǎng)負荷。

無論是蔚來在國內(nèi)嘗試的車電分離,還是日產(chǎn)及遠景在歐洲已經(jīng)落地的V2G,其實殊途同歸,最終的落腳點都是,通過充分發(fā)揮電池全生命周期的潛能,解決消費者對于電動汽車成本高、保值率低的痛點,同時能對于電網(wǎng)形成協(xié)同發(fā)展。

這樣的探索與中科院院士歐陽明高此前在多個場合的呼吁不謀而合。

新能源汽車與能源革命相結(jié)合的戰(zhàn)略意義雖然開始被認識,但還沒有受到重視?!睔W陽明高反復向產(chǎn)業(yè)界強調(diào),新能源汽車一定要與能源革命同步推進。

他也在多個場合強調(diào),動力電池既是電動車革命的核心,也是能源革命的新一代存儲載體,會通過智能化的電網(wǎng)彼此相連,重要性自然不言而喻。換言之,“動力電池能源化”是大勢所趨。

動力電池企業(yè)角色演變

動力電池多元價值屬性正在被更加充分認識,一個趨勢越發(fā)明顯,以寧德時代、遠景AESC等代表的電池企業(yè)開始“覺醒”,不再單純停留在汽車動力系統(tǒng)供應(yīng)商的定位,而開始逐步嘗試扮演能源服務(wù)商的新角色,更深維度參與到汽車革命之中。

年初,寧德時代與新能源終端運營商百城新能源設(shè)立合資企業(yè),業(yè)務(wù)涉及新能源科技、電池科技、新能源汽車充換電設(shè)施建設(shè)運營等。業(yè)內(nèi)猜測,其目的就在于前瞻布局電池及充電服務(wù)后市場。

另一家動力電池企業(yè)遠景AESC在這方面的布局要更早,其母公司遠景科技集團從風力發(fā)電起家,在風電裝備制造行業(yè)以及可再生能源項目的設(shè)計、投資、建設(shè)及運營方面積累深厚經(jīng)驗與優(yōu)勢,同時也在分布式能源、智能電網(wǎng)、儲能技術(shù)、控制技術(shù)、電力現(xiàn)貨交易平臺等領(lǐng)域進行了積極的探索和實踐。

早于去年收購日產(chǎn)AESC之時,遠景就明確對外提出,要讓電動汽車參與碎片化的可再生能源系統(tǒng),提供智能動態(tài)平衡,以此推動清潔能源與新能源汽車行業(yè)的共同發(fā)展。

為此,遠景正在歐洲開辟新的業(yè)務(wù),遠景AESC中國區(qū)總裁趙衛(wèi)軍介紹,遠景在巴黎成立了全球卓越中心(Center of Excellent),專門針對智能電網(wǎng)、充電、V2G等領(lǐng)域進行技術(shù)研究與商業(yè)價值探索。

之所以將新業(yè)務(wù)落地到歐洲,最主要的考量在于,歐洲的電網(wǎng)市場化程度足夠高,尤其是在輔助服務(wù)市場上更為開放,因此具備了將電動汽車電池儲能價值在電網(wǎng)輔助服務(wù)中變現(xiàn)的場景。

根據(jù)歐盟發(fā)布的至2030年綜合能源系統(tǒng)研發(fā)路線圖中,也明確提出了要建立實現(xiàn)電動汽車智能充電及V2G的技術(shù)及系統(tǒng)靈活性,這是歐洲構(gòu)建深度電氣化、廣泛數(shù)字化、完全碳中性的循環(huán)經(jīng)濟愿景的重要組成部分。

在荷蘭和西班牙,遠景跟日產(chǎn)Leaf以及當?shù)仉娋W(wǎng)公司展開合作,通過將電動汽車、儲能、退役動力電池、充電樁等硬件設(shè)施連接到由遠景提供的EnOS智能物聯(lián)操作系統(tǒng)作為云端協(xié)同平臺(Crowd Balancing Platform),通過自研電價預(yù)測和運籌優(yōu)化,平臺對充電樁等用能設(shè)施進行策略優(yōu)化并實時控制,參與電網(wǎng)競價,為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。根據(jù)運行測算,每個Leaf用戶,每年可以獲取可觀的受益。

“電動汽車用戶可能只用到電池20%的SOC(電池負荷狀態(tài)),離它真正的生命終結(jié)還有將近80%的價值被鎖定,沒有被釋放出來。這 80%的價值可以通過與電網(wǎng)及儲能的鏈接充分發(fā)揮出來,并產(chǎn)生實際收益?!?/p>

趙衛(wèi)軍向高工鋰電表示,汽車動力電池,如果參與到電網(wǎng)的慣量響應(yīng)和一次調(diào)頻這種付費的輔助服務(wù)中,電池成本在現(xiàn)有工藝不變、制造不變的情況下能夠降低三分之一,這三分之一主要不是它的成本降低,而是得益于全生命周期的價值實現(xiàn),這個成本可以由電網(wǎng)來買單。

更為重要的還有來自電網(wǎng)側(cè)的潛在需求。一旦電動汽車大規(guī)模啟動,電網(wǎng)必然面臨巨大的用電負荷,如何來化解這種壓力,就必須要發(fā)揮電動汽車的能源存儲價值。

遠景AESC給出的數(shù)據(jù),到2025年,發(fā)電側(cè)儲能空間大概會有100GWh,而來自于純電動汽車的電池至少要600GWh,動力電池的保有量遠大于發(fā)電側(cè)電池保有量,電力系統(tǒng)的動態(tài)平衡,極大可能需要靠電動汽車來協(xié)調(diào)。

以目前國內(nèi)新能源汽車的保有量來測算,假設(shè)平均每輛車電池容量50千瓦時,310萬輛純電動汽車充滿電需要1.55億千瓦時,按每輛車傳輸70%的電量給電網(wǎng)計算,則每天可貢獻1.085億千瓦時,每年可貢獻約396億千瓦時,這相當于可供北京、上海、廣州三地1個月的城市用電總量。

所以遠景AESC在切入動力電池領(lǐng)域時,并沒有單純地定位為電池系統(tǒng)供應(yīng)商,而是還提出將來要扮演電池能源服務(wù)角色,實現(xiàn)電動汽車與可再生能源體系的動態(tài)融合。

遠景AESC的能源服務(wù)樣本

真正實現(xiàn)能源服務(wù)的角色扮演,并非一蹴而就,需要電池企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)(電池的智能化設(shè)計及制造)、軟件能力(底層操作系統(tǒng)構(gòu)建)、系統(tǒng)建構(gòu)(與能源系統(tǒng)的融合)等方面做全面的準備。

目前來看,在加入到能源服務(wù)隊列時,遠景AESC至少在三方面具備明顯優(yōu)勢。一是其本身的能源企業(yè)基因,二是其在電池領(lǐng)域的經(jīng)驗積累和智能化創(chuàng)新,三則是基于其推出的智能物聯(lián)操作系統(tǒng)EnOS。

遠景在收購日產(chǎn)AESC之前,已經(jīng)在風電和儲能領(lǐng)域積累多年,對比其他動力電池企業(yè),本身具備能源企業(yè)的基因。

在電池的智能化設(shè)計及制造上,遠景AESC結(jié)合過去電池領(lǐng)域的經(jīng)驗和洞察,建立數(shù)字化開發(fā)流程與測試驗證體系,在電池設(shè)計的每一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)都以設(shè)計測試原型制作仿真模型形成小閉環(huán),進而及早識別風險,提高設(shè)計效率,縮短開發(fā)時間。

在制造方面,遠景AESC對MES(制造執(zhí)行管理系統(tǒng))在各個工序的制程控制、工藝控制、信息流的打通、數(shù)據(jù)收集的全面性等方面有比較高的要求。對于電池設(shè)備以及工藝過程都是進行實時監(jiān)控,達到對電芯質(zhì)量、制程數(shù)據(jù)的快速雙向反饋,并對設(shè)備反饋的異常參數(shù)做出及時的預(yù)警與調(diào)整。

除了在智能電池領(lǐng)域的儲備,更為重要的還有,遠景擁有一套智能物聯(lián)操作系統(tǒng)EnOS。

以其在歐洲落地的V2G為例,EnOS主要能力體現(xiàn)在四個方面,一是電網(wǎng)和電池充放電本身的運行和控制策略,二是機器學習算法及優(yōu)化,包括對于動態(tài)電價的預(yù)測、電池SOH(電池健康狀態(tài))、SOC的預(yù)測以及用戶的駕駛使用習慣和充電習慣等,三是物聯(lián)網(wǎng)平臺的設(shè)備接入,四是設(shè)備接入后的部署和算法優(yōu)化。

“未來能源物聯(lián)網(wǎng)最大的難點就是接入問題。只有解決好接入的驅(qū)動問題,并對各個用能設(shè)備提煉出關(guān)鍵的抽象屬性,才能真正讓服務(wù)應(yīng)用產(chǎn)生價值?!?/p>

趙衛(wèi)軍向高工鋰電表示,基于電池和EnOS操作系統(tǒng)的兩者融合,遠景正在不斷抽象提煉電池在研發(fā)、制造、使用過程中所產(chǎn)生的數(shù)字屬性,建立對電池全面的數(shù)字化感知。

也只有掌握電池全生命周期性能狀態(tài)的數(shù)字化感知,才能真正讓電池融入到未來的能源體系,讓電動汽車與光伏、風電等新能源發(fā)電做結(jié)合,使得能源互聯(lián)網(wǎng)落地,真正實現(xiàn)能源動力電動化,能源生產(chǎn)低碳化、能源系統(tǒng)智能化。

經(jīng)濟學家里夫金在《第三次工業(yè)革命》一書中,描繪了一幅新工業(yè)革命的圖景:互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與可再生能源的融合,將為第三次工業(yè)革命創(chuàng)造強大的基礎(chǔ),而電動汽車存儲和消納間歇式能源、通過智能電網(wǎng)分享和交易電力,將成為第三次工業(yè)革命的一大支柱。

這樣的圖景并非空中樓閣,按照國家發(fā)改委發(fā)布的《能源生產(chǎn)與消費革命戰(zhàn)略》提出,2030年非化石能源發(fā)電量占到50%;今年全國兩會期間,新能源行業(yè)代表的普遍預(yù)測是:2030年,可再生能源發(fā)電占比將超過20%。

中國光伏和風電成本己經(jīng)完全具備大規(guī)模推廣條件,但儲能是瓶頸,要靠電池、氫能、電動汽車等來解決;電動汽車與可再生能源結(jié)合成為真正的新能源汽車,還能夠支撐整個能源系統(tǒng)碳減排。

要實現(xiàn)這樣的戰(zhàn)略,動力電池企業(yè)作為汽車動力和能源存儲的雙重屬性必然要同時發(fā)揮作用??深A(yù)見的是,不久的將來,越來越多的電池企業(yè)像遠景AESC、寧德時代一樣,將從單一的動力電池供應(yīng)商,向能源服務(wù)供應(yīng)商跨越。

而里夫金所描述的新工業(yè)革命圖景,也將在不久的將來落地中國。

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原文標題:動力電池企業(yè)能源服務(wù)“新角色”

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