1954 年, 美国一艘名为勇士号的货船搭载了 5000 吨的货物从布鲁克林驶向德国的不来梅港。这批货物多达 194582 种, 形状、规格都不一样, 有盒子、纸箱、袋子、圆桶、罐子, 甚至是机动车。
这次航程花了差不多 11 天时间, 单单把这些货物装船就用了 6 天时间, 而卸货又用了 4 天时间。在好几个世纪里, 装卸货物都要依靠大量的搬运工人, 费时费力。
这就是集装箱被发明之前的货物运输: 成本高昂、缓慢又低效。
改变这个困境的, 不是更快的发动机、更大的货船, 而是美国一位卡车司机麦克莱恩发明的一种看起来平平无奇, 在当时却是全新的打包方式:
把这些货物塞进一个制定好标准尺寸的方方正正铁皮箱子里。
1956 年 4 月 26 日, 世界第一批 58 个集装箱乘着“理想 X 号”从新泽西州启航, 前往得克萨斯州。起重机每隔 7 分钟就把一个集装箱吊装到了船上, 只用了 8 个小时就全部装完了。
到航程结束的时候, 经过计算每吨货物的装船成本不到 16 美分, 而散货装船的成本是每吨 5.83 美元, 成本下降为原来的三十六分之一。
全球贸易行业, 迎来了“集装箱时刻”。
如今储能的 20 尺集装柜也建立在运输标准之上
集装箱的成功不止于其产品的标准化, 更多的是由此建立一整套运输体系生态。它能让几十吨的货物变成一组可以准确描述的参数, 并以此为基础逐步创建的全球范围内的船舶、港口、航线、公路、中转站、桥梁、隧道等与之配套的物流系统, 最终撬动成本的指数式下降。
当下的储能市场, 正处于百年前集装箱未被发明时的贸易行业相仿的困境:
储能企业们需要将快速更迭、标准不一的电芯和各种零部件们集成为复杂的储能系统, 储能系统不止需要被运输到世界各地, 还需要满足愈加复杂多样的储能场景的定制化需求。
从生产端到需求端, 每个环节的非标, 都带来的是成本的损耗。
储能, 同样需要一个“集装箱化”解法。
这正是海辰储能的解题思路。2024 年 12 月 12 日, 在主题为“能源自由・新世界”的第二届海辰储能生态日上, 海辰储能推出了∞Pack + 全场景大容量储能平台, 具备大容量、标准化、平台化、场景化、可维护性五大优势。
在电 / 热 / 消防 / 通讯 / 安装等对外界面实现标准化, 大大降低系统开发的复杂程度。对于不同电芯的 Pack, 平台化可实现最高达 72% 的零件共用率。
∞Pack+, 其实就是将电池 Pack 打造为储能行业的“集装箱”, 做出一个能够整合各类复杂限制的最小基础单元, 来实现储能的综合性需求, 同时保证产品的可持续性。
海辰储能∞Pack + 全场景大容量储能平台
为什么海辰储能的∞Pack + 全场景大容量储能平台能成为储能行业的“集装箱解法”? 这背后是围绕 Pack 这一特殊环节的体系化思考。
麦克莱恩并非第一个想到把货物放在方方正正的盒子里的人, 从港口的灵机一动到改变世界贸易史,“集装箱解法”实际上是一套“打破原有运输体系-基于创新构造最棒的集装箱新体系-打通产业链上下游实现标准化生态”的颠覆式创新全历程。
海辰储能解题思路, 也和这三个步骤相同:
①找到钥匙: 解耦储能系统
②回归本质: 锻造产品能力
③走向标准: 打通链条生态
01 找到钥匙: 解耦储能系统
要在储能这个长链条的产业找到推广标准化的钥匙, 首先要找到真正适合标准化的环节。这一点, 太多玩家都桎梏于过往的思维。
比如, 大部分公司都选择了 Pack 的下一个环节, 储能系统集成柜作为标准化环节。近几年, 行业里提出“模块化”、“标准化”的口号和解决方案并不少见, 但绝大多数的企业都选择在 20 尺储能集成柜内做到极致, 来便利运输和安装。
但这种表面的“标准化”, 实质上却变成了“螺蛳壳里做道场”的定制化。
在一个储能集装箱内, 包含电芯、Pack、连接件、热管理、消防等等模块, 集成度越来越高。往往每个模块之间会互相牵制:
比如想把储能系统容量做大, 那就可能带来系统发热的提升, 也就意味着系统需要系统需要提供液冷机组的功率, 同时还要调整系统过电流设计。另外非统一尺寸的电芯一旦更换, 整套方案又不得不重新设计。
可以说表面上标准的“储能集成柜”, 由于各个零部件之间是强耦合关系, 往往变成牵一发而动全身的布局, 最后只能选择非标化设计。
而海辰储能就是通过跳出将所有模块集合在同一集成柜下的固有产品思维, 以 Pack 作为纽带解锁了储能电站的新形态。因为海辰判断出:Pack 才拥有既做到标准化, 又能与其他环节解耦的产品潜力。
Pack 作为一个基础产品平台可以不改变尺寸, 通过解耦系统功能模块, 将电、热、控制、消防、功率等强耦合关系转变为弱耦合关系, 将 Pack 之外的模块配置在 20 尺集装箱之外, 在客户需求改变的时候, 可以像堆乐高一般的增配相应的功能模块, 大幅降低产品的设计和采购成本。
海辰储能董事、副总裁易梓琦博士这样阐述这款打破常规的新品: 储能的各个模块在物理上解耦, 但功能上耦合。
这种物理上的解耦至少具备两项非常明显的优势:
一、是模块化、平台化的设计极大降低了研发和制造成本。
大众汽车的 MQB 平台就是通过将汽车的各个部分设计成标准化的模块之后, 比如如发动机模块、变速箱模块、悬挂系统模块等, 不同车型之间的零部件就能够共享, 研发和制造成本都大幅降低。
而海辰储能推出∞Pack + 全场景大容量储能平台, 在电 / 热 / 消防 / 通讯 / 安装等对外界面实现标准化, 大大降低系统开发复杂程度, 而且针对不同电芯可实现最高达 72% 的零件共用率。
基于∞Pack + 平台, 海辰储能同时推出∞Power 6.25MWh 2h 和 4h 大容量储能系统产品, 正是得益于平台化应用和标准系统架构设计, 这两款产品能够实现最高 15% 降本。
海辰储能∞Power 6.25MWh 2h / 4h 系统
二、是各个模块专业分工, 也就给了储能更自由的想象空间。
当储能的各个模块不再都挤在集装箱内时, 也就脱离了“牵一发而动全身”的困境, 储能系统就能够通过单模块的迭代变更来应对多样化的储能场景需求。
例如当下热度非常高的中东就是典型的沙漠环境, 高太阳辐射、高温且昼夜温差常年接近 20℃, 这就对储能系统的热管理设计及能耗控制提出了极高要求。在解耦的概念之下, 海辰就可以在模块的基础之上, 配置集中式的冷却系统来达到极端的环境要求。
宁夏腾格里 100MW / 200MWh 储能电站项目
另一方面, 伴随着储能系统和电芯不断向大容量、长时长的演变, 海辰储能未来也可以通过柔性配置不同数量的 Pack, 实现 7MWh+, 乃至 8MWh + 系统产品。
海辰储能解锁储能电站新形态
02 回归本质: 锻造产品能力
打破原本的框架, 找到正确的标准化产品只是第一步, 如何围绕新的标准化产品优化出一套好的解决方案, 才是历史上所有重要创新能够成功的关键。
在第一批集装箱被造出来的那一刻, 麦克莱恩的战争才刚刚开始。
他和他的工程师不仅计算出了放置集装箱的货仓的金属格槽需要有多大的容限, 才能最大限度地节省成本同时不会让集装箱在暴风雨天气中移位。而且系统性地重新设计了从卡车底盘到集装箱本身, 再到把集装箱固定在一起的扭锁在内的所有东西, 从而实现了更快速地装载和卸载, 正是这些产品力上的优化, 才让麦克莱恩的方案从众多竞争者中脱颖而出。
储能系统所面临的种种限制和问题, 甚至比当年的集装箱还要复杂得多。
一方面, 储能项目的规模越来越大。在国内, 百兆瓦级以上大型电站装机占比从 2020 年的 23% 提升至 2024 上半年的 58%, 同时, 新增运行、在建及计划中的 GWh 规模储能电站多达 21 个。
另一方面, 储能的应用场景正在面临更多样的地域、环境、气候的多重考验, 从国内到北美再到亚非拉, 从沙漠到平原到极地, 都提出了截然不同的个性化需求。这对如何打造一个有产品竞争力的 Pack 提出了挑战。
甘州南滩 300MW 光伏发电配套储能项目
但回归到储能的本质, 它其实是一项要给投资者回报的资产, 最核心的问题就是如何降本增效。
降本增效的答案不是简单暴力的降低设备成本, 而是在设备成本之外, 对储能设备管控的颗粒度变得更细。这也就对储能系统的能量效率、辅助功耗、在线率、电池循环寿命等等关键性能指标都提出了更高的要求。
海辰储能的办法是分解出储能的各个极限指标, 以 Pack 为纽带将每一项指标的相关解决方案都做到综合最优。
道理很简单:Pack 不仅连接电芯和系统的纽带, 而且是在电、热、消防、通讯、安装均有交互界面的最小单元。
在容量方面, 海辰储能推出的∞Power 6.25MWh 2h 和 4h 大容量储能系统产品, 分别搭载了海辰的 587Ah 和 1175Ah 电芯, 在大容量上做到了极致。
举一个简单的例子, 同样是一个 1GWh 的储能电站, 如果采用 314Ah 的电芯大约需要 100 万颗, 而采用 1000Ah 级的电芯则只需要 30 万颗。只需要不到三分之一的电芯数量意味着整站连接点的数量和电芯管理复杂度的大幅降低, 系统可靠性能够大幅提升。
在安全方面, 海辰实现了大电芯的本征安全, 加持了耐温超 1000℃的复合上盖, 以及功能和网络双安全的 BMS。
在维护方面, 海辰储能设计了≥3A 外挂式主动均衡模块, 多层级的管道阀门及快速截止阀等维护界面, 故障维护时间可降低一半以上。
在适配性方面, 这套储能系统同时适配集中式、组串式以及复杂耦合架构 PCS。
在环境友好方面, 最低 65dB 的噪声以及新型冷媒和 100% 可回收的结构材料的应用, 可以大大提升环境友好性。
可以说∞Pack + 全场景大容量储能平台并不只是一个概念, 而是海辰储能从“第一性原理”出发, 拆解各种需求和应用场景, 并基于各项维度精确的计算和分析之后, 正向分解得到的储能最优解。
海辰 6.25MWh 2h / 4h 全场景大容量储能系统产品, 计划在 2025 年第二季度开启全球交付。
系统集成的概念, 正在被重新定义。
03 走向标准: 打通链条生态
麦克莱恩推广集装箱的另一个重要措施其实是: 创造一套超越集装箱的系统。
如今你能看到港口停留的巨型集装箱船都可以追溯到麦克莱恩改装的油轮, 还有专门的轨道车和卡车被设计用于通过陆路运输集装箱。
麦克莱恩的超前认知在于: 他知道降低货运成本所要求的不仅仅是一只金属箱子, 而是一整套货物处理的新方法。这个系统的每一个组成部分, 港口、轮船、起重机、储存设施、卡车、火车以及发货人自身的操作等等, 都是新方法的组成部分。
而在储能系统侧, 也有这样一套高度分工专业体系下的产业链条。
储能行业全产业链 (来源: 国泰君安)
整个储能产业链条长而复杂, 覆盖了从上游的元材料、器件、装备、电池研发, 到系统集成, 再到下游应用场景各个环节。
所以, 储能系统产品的每一次重要更迭, 都可能意味着上下游都需要重新做适配, 这其中有大量的资源浪费, 还会拖累生产效率和产品质量。
“如果只做创新, 而没有考量产业链的协同发展, 是无法实现降本的。”易梓琦博士一针见血地指出了当前储能行业的症结所在。
储能大规模制造业的基本属性, 决定了其产线爬坡到最优状态是需要时间的, 而频繁的产品规格、技术更迭只会降低整个产业链的效率。
海辰储能解耦储能系统, 推动行业共创新生态
所以, 在明确了 Pack 作为最佳平台和各储能场景的差异化需求之后, 海辰储能最终通过灵活的产线配置来打通这套全场景一体化定制方案的落地。
而通过定义了 Pack 这样一个不变的“核心”, 在产业链协同上, 海辰向前迈出了关键一步, 而我们也看到了海辰在整个储能生态上的深入探索:
①保证可持续性。储能产品要服务 20 年甚至 25 年, 在定义一个不变的中心纽带之后无疑能让产品快速迭代的同时保持可持续性。
②避免重复造轮子。海辰储能不仅定义了基础平台, 而且计划在 2025 年开放储能系统产品全生态链的合作。这样产业链上下游各个企业都可以最大化发挥自己的资源禀赋。
③推动标准化生态的建立。海辰储能正在尝试与行业的合作伙伴们一起, 推进储能标准化生态的创造。
就像海辰储能的工程师所畅想的一样:
未来大规模电力储能, 应当具备⼯程化特质, 同时具有模块化和平台化的概念, 让整个电站建设都能够即插即用。
04 能源自由新世界
在《创新的起源: 一部科学进步史》这本书里, 马特・里德利写到:
创新就是变化, 而变化需要能源, 所以我们可以说能源是所有创新之源。能源转换不仅至关重要, 而且相当困难且缓慢。
而身处新能源领域的掌舵者们, 则更加能够体会: 在能源领域做创新, 有多难。
根据天眼查的数据, 截至 2024 年底中国登记状态处于注销、吊销、撤销、清算、停业、歇业、除名、责令关闭等异常状态的储能企业数量已超过 3 万家, 其中有 3000 余家储能企业都仅仅成立了一年。
可以说有三分之一的储能企业, 还没赚到钱就直接倒闭了。
不破不立。在这场储能深水区竞赛中, 只有能够深入挖掘市场痛点, 对场景、系统、电芯三者都高度理解且达成颠覆型创新的企业, 才有可能胜出。
而海辰储能的突破可以说给产业创新提供了全新的范本, 也为我们敞开了一扇得以窥见能源自由未来世界的窗户: 未来, 建储能真的像搭乐高一般简单便捷。
就像发布会的开始, 海辰储能联合创始人、总裁王鹏程所言:
若储能不自由, 则能源不自由。
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