综合 来源：华夏能源网 2023-06-15 09:15:34
储能高景气下，技术迭代也越来越快。在一个月前还没有被认可的技术，可能就会在一个月之后正式被行业承认。
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4月份，第十一届“储能国际峰会暨展览会”（ESIE 2023）上，对于全浸没式液冷储能技术，多家企业还持以怀疑态度，但是仅仅过去一个月，在5月份的上海SNEC展会上，行业企业不仅风口发生了转变，而且展出全浸没式液冷样品的企业和声称有布局的企业越来越多。
“全浸没式液冷储能的应用进展比我们预想的要快很多，将来也可能会是一种趋势。”在SNEC 2023上，某储能系统集成头部企业的工作人员告诉记者。而此前在ESIE 2023上，该企业的工作人员还称全浸没式液冷只能存在“纸面上”。
虽然技术路线的争议尚在持续，产品的应用却已经开始。今年3月6日，中国能建广东火电承建的广东梅州宝湖70兆瓦/140兆瓦时储能电站项目正式投入运行。据介绍，该电站是全球首个浸没式液冷储能电站，其储能系统由广东科创储能提供。
或许正如另一家新能源制造企业的陈经理所说的：“全浸没式液冷必将成为主流。”技术的迭代，超过所有人的想象。
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挑战传统热管理技术
所谓全浸没液冷储能，就是在储能系统中，将储能电芯直接浸没于冷却液中，使电芯与空气、水分等完全隔离，以达到控制储能电池系统运行温度、实现热管理的目的。
储能电站的运行需要一个稳定的温度。如果温度过高或过低，都将影响储能电站的运行效率和使用寿命。尤其在温度过高的情况下，还有可能引发电芯的着火、爆炸，给储能电站的安全带来威胁。
目前，针对储能系统的热管理问题，业界已经推出了多种解决方案。“目前在市场上，关于储能系统热管理主要有两种方案，一个是液冷，一个是风冷。但这两种方案都是有优点和缺点的。”陈经理告诉记者说。
风冷，就是采用空气作为换热媒介，通过空调等机械设备，使空气在电池组中进行循环，利用电池模块和空气之间的温差进行热传递。最大优点是温度控制比较稳定，温度比较均匀，缺点就是散热效果比较差。
风冷主要应用在小型民用或者商用储能电站，而近些年，随着储能电站的箱（舱）体越来越大，电芯容量越来越大，大量电芯集成工作时发热越来越多，风冷系统的冷却能力已经不能满足电池组的散热需求。
液冷，就是采用液体作为换热媒介，拥有比空气更高的比热容、更高的导热率，且冷却速度较快，对降低局部最高温度、提升电池模块温度一致性效果显著。所以，液冷越来越受到业界的关注。高工产业研究院（GGII）预测，预计2025年液冷市场渗透率将达到45%左右。
关于液冷，也有多条技术路线，目前最主要的有两条，一条是用载有冷却液的管道环绕、接触每个电池，以此来降低电池温度和平衡电池间的温差；另一条是在电池或者电池模块之间放置内有液体微通道的冷却板。
“这两种液冷方式的冷却效果明显优于风冷，但有一个矛盾不好处理。”陈经理介绍说，“在这两种方案中，电池主要是通过与其接触的管道或冷却板来实现降温的，这就造成了电池的绝缘性不好，容易导致热失控的发生；如果绝缘做好，但导热性就会降低，影响电池的运行效果。这个矛盾很难平衡。”
陈经理表示，全浸没式液冷虽然也是液冷方式的一种，但与前两者有明显的不同。这种方式是把电芯完全泡在一种绝缘、无毒、可散热的液体中，通过液体把热量带走，以此实现热管理。最重要的是，全浸没式液冷还可以起到消防的作用，防止储能电站火灾的发生。
记者注意到，在全球储能电站的事故中，因电池热失控而引起的火灾占比最大。引发电池热失控的原因很多，比如短路、零件老化等等。电池一旦发生热失控，就会起火。如果采用全浸没式液冷，火苗会在第一时间被包围在其周围的液体所熄灭，确保不会波及到其他电池，防止整个电站发生火灾。
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效果还需市场检验
经济性和安全性，是制约储能行业快速发展的两大因素。储能安全的核心是电芯安全，实现的路径主要有两条，一条是提升电芯的安全性，因此出现了固态电池、钠离子电池、钒电池等等，另一条是提升热管理技术。
在热管理技术上，也是多种路线并存，除了空冷和传统液冷技术外，近期还出现了多个新技术、新路线。
不久前，空调制造龙头美的集团（SZ:000333）推出了多款储能热管理新品，其中包括插框平台、侧出风平台、顶出风平台等。彼时媒体报道称，美的集团在行业内首次将热泵与储能相互结合，能够让低温电池启动速率提升400%，恒温静置±0.3℃，制冷能效提升23%，加热功耗降低75%。
记者注意到，近期，马斯克多次提及，热泵是特斯拉“宏图计划”的重要组成，目前已经作为热管理设备应用在新能源车上，由此热泵已成为能源界最热门话题之一。
事实上，热泵并不是一项黑科技或者新技术，其本质也为了热管理，是通过电力将多余的热量移动到需要的地方去，或者直接散去。美的集团将热泵应用到了储能领域，也是一个大胆的创新。
此外，还有一项储能热管理方案在近期成为热点，就是天合储能提出的无空调冷却储能系统。据称，该方案以耐高温锂电池电芯为核心，通过优化大型储能的仓体结构，来打造通风效果良好的全通畅系统，在白天通过自然风来控制电芯的温差，在晚上或者低温季节，通过脉冲自加热技术为锂电升温，确保整个系统的安全、稳定运行。
与天合储能方案类似的还有锂电池龙头宁德时代（SZ：300750），该公司于近期发布了历时三年打磨而研发成功的零辅源光储融合解决方案。据介绍，该方案通过自研光储变流器，配合高温电芯技术和自加热技术，以求摆脱传统储能解决方案对冷却系统（空调等）及其辅助电源的依赖。
天合储能和宁德时代推出“无空调”解决方案的主要目的，是降低空调所带来的能耗问题，也是一种极具创新性的思路。这一方案的核心，就是新研发的耐高温锂电池。
随着储能行业的持续火热，以及技术迭代的加速，关于储能热管理的技术和方案可能还会越来越多，但是，究竟那种技术路线会胜出，最终还要由市场来评判，其中两大因素起着至关重要的作用，一是经济性，二是温控效果。
就目前而言，风冷依然占据着主要的市场份额，主要原因就在于成本低，在经济性方面占有很大优势。但这种优势目前正面临着极大的挑战。
“每个技术或方案随着发展阶段的不同成本也会不同。目前，全浸没式液冷的成本比空冷和传统液冷成本虽然增加了一些，但还是可以接受的。而且，随着技术的大规模推广、应用，其成本还会降得更低。”陈经理告诉记者说。
在效果上，全浸没式液冷表现良好且得到了实践的验证。
针对梅州宝湖储能电站，南网储能董事长汪志强曾表示：“浸没式液冷电池储能系统的成功研制，实现了电化学储能安全技术的迭代升级，电池散热效率较传统方式提升50%。梅州宝湖储能电站能够实现电池运行温升不超过5℃，不同电池温差不超过2℃。”这些数据表现，在目前的储能行业中是非常优秀的。
集热管理及消防为一体的全浸没液冷，优势明显，效果正在得到市场初步认可，后期随着成本的进一步下降，预期在不久，其成为市场主流的预测或将成为现实。
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