海辰储能:一个储能链主企业的内功与外力

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海辰储能:一个储能链主企业的内功与外力

2024-01-08 21:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

新能源产业家|产业洞察

海辰储能是如何为电池降本的?

产业集群的序章

1990年代的张江,只是上海浦东新区中南部一块不起眼的地方,面积不到20平方公里。如今,它已经成为了上海乃至全国半导体产业的重镇。就产业规模而言,张江集成电路产业的销售额,占上海市的比重超过了60%。

翻天覆地变化背后,一个重要的节点,可以追溯到龙头企业中芯国际的入驻。随着这家晶圆厂2000年在张江破土动工,诸多半导体产业的公司迅速跟进,在之后20年,形成了完整的产业链。

一个行业的迅猛发展,离不开一个“带头大哥”的鼎力相助。半导体行业如此,近年来风头正盛的储能行业也显示出了这样的趋势。

成立于2019年的海辰储能,在三年多的时间里取得了引人注目的增长。2022年,创下了两个“第一”:根据高工产研(GGII)调研报告,在这一年电池出货量达2GWh及以上水平的储能电池企业中,海辰储能中国电力储能电池交付项目数量第一,储能电池出货量增速也是第一。

今年的发展更进一步。4月中旬,海辰储能在重庆铜梁发布了在业内极具业内创新技术的320Ah新一代电力储能专用电池。与此同时,在它的吸引下,一批上下游企业签约落户铜梁。

一个“链主”利用虹吸效应,助推千亿级别储能产业集群的故事,缓缓拉开了序幕。

01

开局:一个企业链主的诞生

按照字面的理解,链主企业是指那些在产业链中具有话语权的企业。他们能凭借自身的技术、资本、品牌等优势,带动产业链的整体发展。但一个需要提出的问题是:需要具备怎么样的条件,才能成为链主?

放到技术密集的产业中来看,哪个环节汇集了最尖端的技术,最能肩负攻克“卡脖子”难题的重任,就能见证链主的诞生。

在张江的半导体园区,这个头衔自然属于要实现制程突破的中芯国际。芯片产业链包含了三大环节,分别是设计、制造、封装和测试。而在这其中,制造的门槛最高,其他的环节都是围绕它来运转的。

而中芯国际又是中国大陆晶圆代工企业中最能打的,在大部分厂商坚守成熟节点工艺的时候,中芯国际屡屡向先进制程发起冲锋。在这种情况下,一旦有所突破——比如率先攻克了14nm技术节点,链主的地位会更加稳固。

所谓储能,是将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来。打个通俗的比喻,类似于一个大型“充电宝” 。

储能系统产业链,上游主要由电池原材料与配件等构成,中游主要由电芯/电池模组/储能变流器(PCS)等环节组成;下游主要为系统集成,企业将集成后的储能系统交付给终端客户。

海辰储能是国内主要的电芯厂商之一,从事锂电池核心材料、磷酸铁锂储能电池系统的研发、生产和销售。从产业链的角度看,它的上游是材料,下游则是集成。而在整个产业链中,电芯是技术含量最高的环节之一。

生产电芯包含了众多繁琐而细致的工作,有大量的工艺参数需要控制,任何参数细节对电芯的品质和性能的一致性都至关重要。

比如涂布,是锂电池电芯制造的核心步骤之一,需要把电池浆料能够均匀涂抹在只有头发丝百分之一厚度的极片材料上,过厚、过薄、不均匀都会影响电芯质量。又比如材料的搭配,Super P是一种在锂电池中通常用作导电填料的炭黑颗粒,从成分占比来看,它还不到1%,但只需要稍微调整一下占比,就可以对电芯的效果产生巨大的影响。

与电芯环节相比,目前市面上各企业储能系统集成产品在大小、储能系统技术方案等方面差别不大。以储能液冷方案为例,储能系统集成企业的主流产品几乎都采用非步入式设计,其设计容量、舱体尺寸、电池簇的安排设计等都在趋同。

换句话说,与集成相比,电芯更能带来差异化的体验。而且,它还有较高的技术壁垒——2022年储能系统出货量TOP15中,有10家企业缺少电芯生产基地。

从电芯切入储能赛道的海辰储能,天然具备了成为链主的潜能,但潜能是需要靠不断的钻研和打磨来兑现的。这其中的一个关键,便是如何在实现技术的突破后,降低它的成本,让它能够在市场中发挥作用。

02

 内功:新基建的降本之路

下游应用市场的广阔,当然是对产品的一个神助攻。客户纷至沓来的订单,意味着企业可以有充足的资金摊薄研发成本。关于这一点,新能源车的火热所促成的动力电池的进步便是典型例证。

储能行业固然有市场的东风可借,毕竟新能源在最近势头正旺,各省市在政策端也出台了强配储能的要求。但对储能电池而言,主动降本是必要的钻研,因为它本身就具有“新基建”的行业属性。只要想一下水电煤乃至通信信号这样的基础设施,就自然会明白,低成本是基础设施的必要条件。

储能系统主要由电池组(PACK)、电器元件、机械支撑、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、双向储能变流器(PCS)、温控和其他设备组成。从成本结构来看,以电芯为主要元件的电池组,成本占比超过65%,是绝对的大头。

数据来源:GGII&CNESA

换句话说,储能系统的降本,重任落到了电池的头上。

力争实现五年储能成本降一半,这是海辰储能设定的目标,并规划了以下降本路径:

一是通过材料降本,主要通过对新材料体系导入,启动回收生态,锂材料正常回归;

二是制造成本着手,实现设备及产线投入降本,海辰预计,五年内单GWh设备投入要从目前行业平均水平有至少50%以上的降幅;

三是产品成本,技术迭代降本,通过产品循环寿命的提升,实现全生命周期的产品降本;

四是减少售后成本,海辰储能专注提供易安装、低维护、高可靠的储能专用产品,降低全生命周期售后成本。

三年多的时间里,海辰储能在制造和产品降本方面取得了尤为显著的成绩。

海辰储能西南智能制造中心及研发中心项目位于重庆铜梁,总投资130亿元,用地面积1200亩,建设56GWh新一代储能锂电池和22GWh储能模组的生产基地和研发中心,是落户重庆的首个电化学储能整装项目。

这个项目中,规划了一个集结“智慧工厂、零碳工厂 、花园工厂”为一体的新型工厂,这也是我国西南地区单体产能最大的储能电池工厂。在过往三代产线的积累下,铸造了“第四代高效率锂电智能制造产线”。

未来,这里将实现全自动化运行。从原料入库到产品生产到成品出库全链路自动化,并且搭建智能仓储调度系统,实现自动化物流转运。与此同时,还会搭建数字孪生平台,以仿真设计实现生产过程中的可视化和交互式操作,提高生产效率和质量控制的精度。

每道工序更智能的同时,产线效率提速30%、自动化水平提升26%、制造成本降低25%。

至于产品方面的降本,海辰储能每一代都有所突破。

2021年,海辰储能实现280Ah电池规模化量产,是业内为数不多敢对其产品提出10000次寿命质保的企业——同样的价位,使用寿命更长,就是一种降本。

到了今年,产品的降本更加明显。海辰储能发布了320Ah新一代电力储能专用电池。该款新品体积能量密度385Wh/L、循环10000次,且具备高兼容性(性能兼容、尺寸兼容、热管理兼容),可大幅度降低系统首次购置成本,以及全生命周期度电成本。

海辰储能320Ah电力储能专用电池

相比280Ah电池,海辰320Ah电池在系统成本和整箱标配等多维度上更适配电力储能市场应用发展模式。

海辰320Ah电池与280Ah壳体尺寸一致,无需变更原有系统尺寸设计。采用海辰320Ah的储能系统,可使20尺液冷集装箱升级至5MWh+标准柜,系统成本降低12.5%,同时5MWh+标准柜可降低系统项目13.04%的集装箱量。

海辰320Ah组装的系统适配当前主流PCS,对于海外项目的长时间运输及存储的场景,可做到6个月后,系统电量仍满足5MWh,无需电量额外超配,给客户带来更佳体验感。

提高储能电池容量的核心在于提升活性物质占比和稳定性。为了保证电池循环寿命,海辰储能采用高浸润、高电导率电解液等技术,保证初始及循环过程极片可靠性;采用蛛网型结构粘结主材物质,提高老化过程极片稳定性;采用SEI膜稳定技术元素,并进行升级优化,保证320Ah循环性能。

在自身花了足够多的心思,还有什么能让新基建的道路更加顺畅?海辰储能把目光投向了整条产业链。

03

外力:西南1小时朋友圈

在笔者看来,海辰储能可以说是有两大战略, “超级大单品”和“超级大基地”。

海辰储能是要集中力量办大事,在产品上,咬定最核心的几款不放松,而不会以品类数量取胜,在工厂建设上,则是在确定核心基地后,以它为中心,把产业链的上下游都集聚到附近。

产业集群的目的,显然是为了增加企业之间的沟通和生产效率。怎么样的效率算是高效的?特斯拉对造车产业链的建设,或许能提供一些参考。

在特斯拉的造车故事中,有一个名为“四小时朋友圈”的轶事。据说在美国,特斯拉负责电池的Giga1工厂到加州Fremont汽车制造工厂,地图导航车程4小时10分。而在中国,电池供应商LG化学的南京工厂到上海工厂,车程同样是4小时10分。

在海辰储能的规划中,同样有类似的思路,围绕重庆基地,它试图打造一个“一小时产业链圈”。放到储能产业链中具体来说,就是努力缩短它和上游的材料企业之间的距离。

如前文所言,生产电芯包含了众多决策的过程,每一个微小的调整,都可能如蝴蝶效应一般产生深远的影响。在研发阶段,对原材料的规格和品类,会有不同的需求,在生产阶段,同样需要用到大量的材料。

事实上,在海辰储能发布320Ah电池这款超级大单品的当天,“超级大基地”的建设也取得了进展:三家海辰储能产业链的上游企业签约落户铜梁,它们分别是河北兴恒、四川金汇能、福建科达,总投资52亿元。

以四川金汇能为例,这是一家石墨及碳素制品制造销售、新材料技术研发推广服务的专业企业,在电池产业链负极材料领域深耕多年。它与海辰储能形成了稳定的合作关系,公司每年会为海辰储能提供2万余吨负极材料。

产业集群的背后,自然也离不开重庆铜梁的规划和支持。新能源新材料是重庆铜梁的支柱产业之一。预计到2025年,铜梁的新型储能产业链企业可达100家以上,辐射带动全市形成2000亿级新型储能产业集群。

铜梁高新区一角

从这个角度来看,海辰储能一小时朋友圈的建设,和重庆铜梁的产业集群规划,可以说是一种双向借力。

04

尾声

处于风口的储能赛道,在过去几年涌入了大量的玩家,甚至特斯拉也宣布了在上海兴建储能超级工厂的消息。

面对竞争者的激增,海辰储能联合创始人、总经理王鹏程选择把更多注意力放到自家的产品如何解决行业痛点上。用他的话来说:如果我没有对产品的定义能力,我就根本无法突破现有成本的边界。

突破边界,是一件艰难却正确的事情,这不仅能反映出企业的一种态度,也能在产业和经济中产生更深远的影响。

链主的突破边界将带动整条产业链推陈出新。

特斯拉在上海兴建储能工厂的一个背景是,面向公共事业的储能产品Megapack并没有向中国用户开放,但对Megapack产品的大力研发投入,带来的是特斯拉整体对电池管理能力的提升和迭代,MWh级别的电池都可以变成智能产品,这意味着特斯拉车辆电池管理会更轻松。

海辰储能也会起到类似的作用,电芯上的突破的需求,势必也会倒逼上游材料的创新,以及促成下游集成更优秀的方案。

而在链主的带动下,产业的发展与区域经济相辅相成。许多地方和企业都试图复制张江和中芯国际的先例,铜梁和海辰储能,便是其中颇具潜力的追随者。



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