1954年,美國一艘名為勇士號(hào)的貨船搭載了5000噸的貨物從布魯克林駛向德國的不來梅港。這批貨物多達(dá)194582種,形狀、規(guī)格都不一樣,有盒子、紙箱、袋子、圓桶、罐子,甚至是機(jī)動(dòng)車。
這次航程花了差不多11天時(shí)間,單單把這些貨物裝船就用了6天時(shí)間,而卸貨又用了4天時(shí)間。在好幾個(gè)世紀(jì)里,裝卸貨物都要依靠大量的搬運(yùn)工人,費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
這就是集裝箱被發(fā)明之前的貨物運(yùn)輸:成本高昂、緩慢又低效。
改變這個(gè)困境的,不是更快的發(fā)動(dòng)機(jī)、更大的貨船,而是美國一位卡車司機(jī)麥克萊恩發(fā)明的一種看起來平平無奇,在當(dāng)時(shí)卻是全新的打包方式:
把這些貨物塞進(jìn)一個(gè)制定好標(biāo)準(zhǔn)尺寸的方方正正鐵皮箱子里。
1956年4月26日,世界第一批58個(gè)集裝箱乘著“理想X號(hào)”從新澤西州啟航,前往得克薩斯州。起重機(jī)每隔7分鐘就把一個(gè)集裝箱吊裝到了船上,只用了8個(gè)小時(shí)就全部裝完了。
到航程結(jié)束的時(shí)候,經(jīng)過計(jì)算每噸貨物的裝船成本不到16美分,而散貨裝船的成本是每噸5.83美元,成本下降為原來的三十六分之一。
全球貿(mào)易行業(yè),迎來了“集裝箱時(shí)刻”。
如今儲(chǔ)能的20尺集裝柜也建立在運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)之上
集裝箱的成功不止于其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化,更多的是由此建立一整套運(yùn)輸體系生態(tài)。它能讓幾十噸的貨物變成一組可以準(zhǔn)確描述的參數(shù),并以此為基礎(chǔ)逐步創(chuàng)建的全球范圍內(nèi)的船舶、港口、航線、公路、中轉(zhuǎn)站、橋梁、隧道等與之配套的物流系統(tǒng),最終撬動(dòng)成本的指數(shù)式下降。
當(dāng)下的儲(chǔ)能市場(chǎng),正處于百年前集裝箱未被發(fā)明時(shí)的貿(mào)易行業(yè)相仿的困境:
儲(chǔ)能企業(yè)們需要將快速更迭、標(biāo)準(zhǔn)不一的電芯和各種零部件們集成為復(fù)雜的儲(chǔ)能系統(tǒng),儲(chǔ)能系統(tǒng)不止需要被運(yùn)輸?shù)绞澜绺鞯?還需要滿足愈加復(fù)雜多樣的儲(chǔ)能場(chǎng)景的定制化需求。
從生產(chǎn)端到需求端,每個(gè)環(huán)節(jié)的非標(biāo),都帶來的是成本的損耗。
儲(chǔ)能,同樣需要一個(gè)“集裝箱化”解法。
這正是海辰儲(chǔ)能的解題思路。2024年12月12日,在主題為 “能源自由·新世界” 的第二屆海辰儲(chǔ)能生態(tài)日上,海辰儲(chǔ)能推出了∞Pack+全場(chǎng)景大容量?jī)?chǔ)能平臺(tái),具備大容量、標(biāo)準(zhǔn)化、平臺(tái)化、場(chǎng)景化、可維護(hù)性五大優(yōu)勢(shì)。
在電/熱/消防/通訊/安裝等對(duì)外界面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,大大降低系統(tǒng)開發(fā)的復(fù)雜程度。對(duì)于不同電芯的Pack,平臺(tái)化可實(shí)現(xiàn)最高達(dá)72%的零件共用率。
∞Pack+,其實(shí)就是將電池Pack打造為儲(chǔ)能行業(yè)的“集裝箱”,做出一個(gè)能夠整合各類復(fù)雜限制的最小基礎(chǔ)單元,來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的綜合性需求,同時(shí)保證產(chǎn)品的可持續(xù)性。
海辰儲(chǔ)能∞Pack+全場(chǎng)景大容量?jī)?chǔ)能平臺(tái)
為什么海辰儲(chǔ)能的∞Pack+全場(chǎng)景大容量?jī)?chǔ)能平臺(tái)能成為儲(chǔ)能行業(yè)的“集裝箱解法”?這背后是圍繞Pack這一特殊環(huán)節(jié)的體系化思考。
麥克萊恩并非第一個(gè)想到把貨物放在方方正正的盒子里的人,從港口的靈機(jī)一動(dòng)到改變世界貿(mào)易史,“集裝箱解法”實(shí)際上是一套 “打破原有運(yùn)輸體系-基于創(chuàng)新構(gòu)造最棒的集裝箱新體系-打通產(chǎn)業(yè)鏈上下游實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)”的顛覆式創(chuàng)新全歷程。
海辰儲(chǔ)能解題思路,也和這三個(gè)步驟相同:
①找到鑰匙:解耦儲(chǔ)能系統(tǒng)
②回歸本質(zhì):鍛造產(chǎn)品能力
③走向標(biāo)準(zhǔn):打通鏈條生態(tài)
01找到鑰匙:解耦儲(chǔ)能系統(tǒng)
要在儲(chǔ)能這個(gè)長(zhǎng)鏈條的產(chǎn)業(yè)找到推廣標(biāo)準(zhǔn)化的鑰匙,首先要找到真正適合標(biāo)準(zhǔn)化的環(huán)節(jié)。這一點(diǎn),太多玩家都桎梏于過往的思維。
比如,大部分公司都選擇了Pack的下一個(gè)環(huán)節(jié),儲(chǔ)能系統(tǒng)集成柜作為標(biāo)準(zhǔn)化環(huán)節(jié)。近幾年,行業(yè)里提出“模塊化”、“標(biāo)準(zhǔn)化”的口號(hào)和解決方案并不少見,但絕大多數(shù)的企業(yè)都選擇在20尺儲(chǔ)能集成柜內(nèi)做到極致,來便利運(yùn)輸和安裝。
但這種表面的“標(biāo)準(zhǔn)化”,實(shí)質(zhì)上卻變成了“螺螄殼里做道場(chǎng)”的定制化。
在一個(gè)儲(chǔ)能集裝箱內(nèi),包含電芯、Pack、連接件、熱管理、消防等等模塊,集成度越來越高。往往每個(gè)模塊之間會(huì)互相牽制:
比如想把儲(chǔ)能系統(tǒng)容量做大,那就可能帶來系統(tǒng)發(fā)熱的提升,也就意味著系統(tǒng)需要系統(tǒng)需要提供液冷機(jī)組的功率,同時(shí)還要調(diào)整系統(tǒng)過電流設(shè)計(jì)。另外非統(tǒng)一尺寸的電芯一旦更換,整套方案又不得不重新設(shè)計(jì)。
可以說表面上標(biāo)準(zhǔn)的“儲(chǔ)能集成柜”,由于各個(gè)零部件之間是強(qiáng)耦合關(guān)系,往往變成牽一發(fā)而動(dòng)全身的布局,最后只能選擇非標(biāo)化設(shè)計(jì)。
而海辰儲(chǔ)能就是通過跳出將所有模塊集合在同一集成柜下的固有產(chǎn)品思維,以Pack作為紐帶解鎖了儲(chǔ)能電站的新形態(tài)。因?yàn)楹３脚袛喑?Pack才擁有既做到標(biāo)準(zhǔn)化,又能與其他環(huán)節(jié)解耦的產(chǎn)品潛力。
Pack作為一個(gè)基礎(chǔ)產(chǎn)品平臺(tái)可以不改變尺寸,通過解耦系統(tǒng)功能模塊,將電、熱、控制、消防、功率等強(qiáng)耦合關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)槿躐詈详P(guān)系,將Pack之外的模塊配置在20尺集裝箱之外,在客戶需求改變的時(shí)候,可以像堆樂高一般的增配相應(yīng)的功能模塊,大幅降低產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和采購成本。
海辰儲(chǔ)能董事、副總裁易梓琦博士這樣闡述這款打破常規(guī)的新品:儲(chǔ)能的各個(gè)模塊在物理上解耦,但功能上耦合。
這種物理上的解耦至少具備兩項(xiàng)非常明顯的優(yōu)勢(shì):
一、是模塊化、平臺(tái)化的設(shè)計(jì)極大降低了研發(fā)和制造成本。
大眾汽車的 MQB 平臺(tái)就是通過將汽車的各個(gè)部分設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)化的模塊之后,比如如發(fā)動(dòng)機(jī)模塊、變速箱模塊、懸掛系統(tǒng)模塊等,不同車型之間的零部件就能夠共享,研發(fā)和制造成本都大幅降低。
而海辰儲(chǔ)能推出∞Pack+全場(chǎng)景大容量?jī)?chǔ)能平臺(tái),在電/熱/消防/通訊/安裝等對(duì)外界面實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,大大降低系統(tǒng)開發(fā)復(fù)雜程度,而且針對(duì)不同電芯可實(shí)現(xiàn)最高達(dá)72%的零件共用率。
基于∞Pack+平臺(tái),海辰儲(chǔ)能同時(shí)推出∞Power 6.25MWh 2h和4h大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品,正是得益于平臺(tái)化應(yīng)用和標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì),這兩款產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)最高15%降本。
海辰儲(chǔ)能∞Power 6.25MWh 2h/4h系統(tǒng)
二、是各個(gè)模塊專業(yè)分工,也就給了儲(chǔ)能更自由的想象空間。
當(dāng)儲(chǔ)能的各個(gè)模塊不再都擠在集裝箱內(nèi)時(shí),也就脫離了“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的困境,儲(chǔ)能系統(tǒng)就能夠通過單模塊的迭代變更來應(yīng)對(duì)多樣化的儲(chǔ)能場(chǎng)景需求。
例如當(dāng)下熱度非常高的中東就是典型的沙漠環(huán)境,高太陽輻射、高溫且晝夜溫差常年接近20℃,這就對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的熱管理設(shè)計(jì)及能耗控制提出了極高要求。在解耦的概念之下,海辰就可以在模塊的基礎(chǔ)之上,配置集中式的冷卻系統(tǒng)來達(dá)到極端的環(huán)境要求。
寧夏騰格里100MW/200MWh儲(chǔ)能電站項(xiàng)目
另一方面,伴隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)和電芯不斷向大容量、長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)的演變,海辰儲(chǔ)能未來也可以通過柔性配置不同數(shù)量的Pack,實(shí)現(xiàn) 7MWh+,乃至 8MWh+系統(tǒng)產(chǎn)品。
海辰儲(chǔ)能解鎖儲(chǔ)能電站新形態(tài)
02回歸本質(zhì):鍛造產(chǎn)品能力
打破原本的框架,找到正確的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品只是第一步,如何圍繞新的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品優(yōu)化出一套好的解決方案,才是歷史上所有重要?jiǎng)?chuàng)新能夠成功的關(guān)鍵。
在第一批集裝箱被造出來的那一刻,麥克萊恩的戰(zhàn)爭(zhēng)才剛剛開始。
他和他的工程師不僅計(jì)算出了放置集裝箱的貨倉的金屬格槽需要有多大的容限,才能最大限度地節(jié)省成本同時(shí)不會(huì)讓集裝箱在暴風(fēng)雨天氣中移位。而且系統(tǒng)性地重新設(shè)計(jì)了從卡車底盤到集裝箱本身,再到把集裝箱固定在一起的扭鎖在內(nèi)的所有東西,從而實(shí)現(xiàn)了更快速地裝載和卸載,正是這些產(chǎn)品力上的優(yōu)化,才讓麥克萊恩的方案從眾多競(jìng)爭(zhēng)者中脫穎而出。
儲(chǔ)能系統(tǒng)所面臨的種種限制和問題,甚至比當(dāng)年的集裝箱還要復(fù)雜得多。
一方面,儲(chǔ)能項(xiàng)目的規(guī)模越來越大。在國內(nèi),百兆瓦級(jí)以上大型電站裝機(jī)占比從 2020年的23%提升至2024上半年的58%,同時(shí),新增運(yùn)行、在建及計(jì)劃中的 GWh規(guī)模儲(chǔ)能電站多達(dá) 21 個(gè)。
另一方面,儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景正在面臨更多樣的地域、環(huán)境、氣候的多重考驗(yàn),從國內(nèi)到北美再到亞非拉,從沙漠到平原到極地,都提出了截然不同的個(gè)性化需求。這對(duì)如何打造一個(gè)有產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的Pack提出了挑戰(zhàn)。
甘州南灘300MW光伏發(fā)電配套儲(chǔ)能項(xiàng)目
但回歸到儲(chǔ)能的本質(zhì),它其實(shí)是一項(xiàng)要給投資者回報(bào)的資產(chǎn),最核心的問題就是如何降本增效。
降本增效的答案不是簡(jiǎn)單暴力的降低設(shè)備成本,而是在設(shè)備成本之外,對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備管控的顆粒度變得更細(xì)。這也就對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量效率、輔助功耗、在線率、電池循環(huán)壽命等等關(guān)鍵性能指標(biāo)都提出了更高的要求。
海辰儲(chǔ)能的辦法是分解出儲(chǔ)能的各個(gè)極限指標(biāo),以Pack為紐帶將每一項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)解決方案都做到綜合最優(yōu)。
道理很簡(jiǎn)單:Pack不僅連接電芯和系統(tǒng)的紐帶,而且是在電、熱、消防、通訊、安裝均有交互界面的最小單元。
在容量方面,海辰儲(chǔ)能推出的∞Power 6.25MWh 2h和4h大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品,分別搭載了海辰的587Ah和1175Ah電芯,在大容量上做到了極致。
舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子,同樣是一個(gè)1GWh的儲(chǔ)能電站,如果采用314Ah的電芯大約需要100萬顆,而采用1000Ah級(jí)的電芯則只需要30萬顆。只需要不到三分之一的電芯數(shù)量意味著整站連接點(diǎn)的數(shù)量和電芯管理復(fù)雜度的大幅降低,系統(tǒng)可靠性能夠大幅提升。
在安全方面,海辰實(shí)現(xiàn)了大電芯的本征安全,加持了耐溫超1000℃的復(fù)合上蓋,以及功能和網(wǎng)絡(luò)雙安全的BMS。
在維護(hù)方面,海辰儲(chǔ)能設(shè)計(jì)了≥3A外掛式主動(dòng)均衡模塊,多層級(jí)的管道閥門及快速截止閥等維護(hù)界面,故障維護(hù)時(shí)間可降低一半以上。
在適配性方面,這套儲(chǔ)能系統(tǒng)同時(shí)適配集中式、組串式以及復(fù)雜耦合架構(gòu)PCS。
在環(huán)境友好方面,最低65dB的噪聲以及新型冷媒和100%可回收的結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用,可以大大提升環(huán)境友好性。
可以說∞Pack+全場(chǎng)景大容量?jī)?chǔ)能平臺(tái)并不只是一個(gè)概念,而是海辰儲(chǔ)能從“第一性原理”出發(fā),拆解各種需求和應(yīng)用場(chǎng)景,并基于各項(xiàng)維度精確的計(jì)算和分析之后,正向分解得到的儲(chǔ)能最優(yōu)解。
海辰6.25MWh 2h/4h全場(chǎng)景大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品,計(jì)劃在2025年第二季度開啟全球交付。
系統(tǒng)集成的概念,正在被重新定義。
03走向標(biāo)準(zhǔn):打通鏈條生態(tài)
麥克萊恩推廣集裝箱的另一個(gè)重要措施其實(shí)是:創(chuàng)造一套超越集裝箱的系統(tǒng)。
如今你能看到港口停留的巨型集裝箱船都可以追溯到麥克萊恩改裝的油輪,還有專門的軌道車和卡車被設(shè)計(jì)用于通過陸路運(yùn)輸集裝箱。
麥克萊恩的超前認(rèn)知在于:他知道降低貨運(yùn)成本所要求的不僅僅是一只金屬箱子,而是一整套貨物處理的新方法。這個(gè)系統(tǒng)的每一個(gè)組成部分,港口、輪船、起重機(jī)、儲(chǔ)存設(shè)施、卡車、火車以及發(fā)貨人自身的操作等等,都是新方法的組成部分。
而在儲(chǔ)能系統(tǒng)側(cè),也有這樣一套高度分工專業(yè)體系下的產(chǎn)業(yè)鏈條。
儲(chǔ)能行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈(來源:國泰君安)
整個(gè)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)而復(fù)雜,覆蓋了從上游的元材料、器件、裝備、電池研發(fā),到系統(tǒng)集成,再到下游應(yīng)用場(chǎng)景各個(gè)環(huán)節(jié)。
所以,儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品的每一次重要更迭,都可能意味著上下游都需要重新做適配,這其中有大量的資源浪費(fèi),還會(huì)拖累生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
“如果只做創(chuàng)新,而沒有考量產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展,是無法實(shí)現(xiàn)降本的?！?易梓琦博士一針見血地指出了當(dāng)前儲(chǔ)能行業(yè)的癥結(jié)所在。
儲(chǔ)能大規(guī)模制造業(yè)的基本屬性,決定了其產(chǎn)線爬坡到最優(yōu)狀態(tài)是需要時(shí)間的,而頻繁的產(chǎn)品規(guī)格、技術(shù)更迭只會(huì)降低整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的效率。
海辰儲(chǔ)能解耦儲(chǔ)能系統(tǒng),推動(dòng)行業(yè)共創(chuàng)新生態(tài)
所以,在明確了Pack作為最佳平臺(tái)和各儲(chǔ)能場(chǎng)景的差異化需求之后,海辰儲(chǔ)能最終通過靈活的產(chǎn)線配置來打通這套全場(chǎng)景一體化定制方案的落地。
而通過定義了Pack這樣一個(gè)不變的“核心”,在產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同上,海辰向前邁出了關(guān)鍵一步,而我們也看到了海辰在整個(gè)儲(chǔ)能生態(tài)上的深入探索:
①保證可持續(xù)性。儲(chǔ)能產(chǎn)品要服務(wù)20年甚至25年,在定義一個(gè)不變的中心紐帶之后無疑能讓產(chǎn)品快速迭代的同時(shí)保持可持續(xù)性。
②避免重復(fù)造輪子。海辰儲(chǔ)能不僅定義了基礎(chǔ)平臺(tái),而且計(jì)劃在 2025年開放儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品全生態(tài)鏈的合作。這樣產(chǎn)業(yè)鏈上下游各個(gè)企業(yè)都可以最大化發(fā)揮自己的資源稟賦。
③推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)的建立。海辰儲(chǔ)能正在嘗試與行業(yè)的合作伙伴們一起,推進(jìn)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)的創(chuàng)造。
就像海辰儲(chǔ)能的工程師所暢想的一樣:
未來大規(guī)模電力儲(chǔ)能,應(yīng)當(dāng)具備?程化特質(zhì),同時(shí)具有模塊化和平臺(tái)化的概念,讓整個(gè)電站建設(shè)都能夠即插即用。
04能源自由新世界
在《創(chuàng)新的起源:一部科學(xué)進(jìn)步史》這本書里,馬特·里德利寫到:
創(chuàng)新就是變化,而變化需要能源,所以我們可以說能源是所有創(chuàng)新之源。能源轉(zhuǎn)換不僅至關(guān)重要,而且相當(dāng)困難且緩慢。
而身處新能源領(lǐng)域的掌舵者們,則更加能夠體會(huì):在能源領(lǐng)域做創(chuàng)新,有多難。
根據(jù)天眼查的數(shù)據(jù),截至2024年底中國登記狀態(tài)處于注銷、吊銷、撤銷、清算、停業(yè)、歇業(yè)、除名、責(zé)令關(guān)閉等異常狀態(tài)的儲(chǔ)能企業(yè)數(shù)量已超過3萬家,其中有3000余家儲(chǔ)能企業(yè)都僅僅成立了一年。
可以說有三分之一的儲(chǔ)能企業(yè),還沒賺到錢就直接倒閉了。
不破不立。在這場(chǎng)儲(chǔ)能深水區(qū)競(jìng)賽中,只有能夠深入挖掘市場(chǎng)痛點(diǎn),對(duì)場(chǎng)景、系統(tǒng)、電芯三者都高度理解且達(dá)成顛覆型創(chuàng)新的企業(yè),才有可能勝出。
而海辰儲(chǔ)能的突破可以說給產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供了全新的范本,也為我們敞開了一扇得以窺見能源自由未來世界的窗戶:未來,建儲(chǔ)能真的像搭樂高一般簡(jiǎn)單便捷。
就像發(fā)布會(huì)的開始,海辰儲(chǔ)能聯(lián)合創(chuàng)始人、總裁王鵬程所言:
若儲(chǔ)能不自由,則能源不自由。
來源: 新能源產(chǎn)業(yè)家 范舒雨
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