儲能行業(yè)2023年投資策略：未來已來

　　2.3.3 相變材料冷卻

　　利用材料本身相態(tài)的轉(zhuǎn)換來吸熱，達到降溫散熱目的。所選材料比熱容越大、傳熱 系越高電池散熱效果越好。通常與其他熱管理技術相結(jié)合使用，以達到均勻電池溫度分 布、降低接觸熱阻、提高散熱速度等目的。 優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)緊湊、接觸熱阻低冷卻效果好 劣勢：占空間，成本高;依賴性較高，吸收的熱量需要依靠液冷系統(tǒng)、風冷系統(tǒng)、 空調(diào)系統(tǒng)等導出，否則將無法持續(xù)吸熱從而導致失效。

　　2.3.4 熱管冷卻

　　利用介質(zhì)在熱管吸熱端的蒸發(fā)常走電池熱量，熱管放熱端通過冷凝方式將熱量發(fā)散 到外界以此達到散熱冷卻目的。適合用于經(jīng)常工作在高倍率工況的鋰電池茶統(tǒng).如快充 電池系統(tǒng)調(diào)頻儲能系統(tǒng)等。 優(yōu)勢：更高的敞熱速度和散執(zhí)效率，漏液風險低。安全性高 劣勢：成本高。

　　2.3.5 風冷、液冷優(yōu)勢明顯

　　風冷適合功率、儲能容量小的場景，液冷適合功率大、散熱要求高的場景。過去電 化學儲能需求量、容量較小，一般不配備溫控系統(tǒng)或選擇風冷作為溫控系統(tǒng)，其散熱器 易受到雨水、沙子等影響，壽命減少、耐候性較差。液冷換熱系數(shù)高、比熱容大、冷卻 速度快，可快速有效降溫，且結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，不受海拔和氣壓影響，適用范圍更廣。 隨著電化學儲能需求量、容量越來越大，液冷的占比有望逐步提升。隨著儲能電站大型 化、高功率、高密度和運行環(huán)境復雜化的趨勢，未來液冷占比有望快速提升。

　　2.3.5.1 電池溫度比較

　　根據(jù) Applied Thermal Engineering 的實驗研究，對使用空氣冷卻和液體冷卻系 統(tǒng)的電池模塊進行比較，使用空氣冷卻的電池的最低和最高局部溫度在 37℃和 45℃ 之間，對于有液體冷卻的電池，最高和最低溫度在 30℃和 42℃之間。空氣冷卻和液體 冷卻之間電池的最高溫差隨著功率消耗的增加而減小。每消耗 0.5 W，液冷系統(tǒng)最高 溫度平均比風冷系統(tǒng)低 3℃左右。

　　2.3.5.2 電池壽命比較

　　根據(jù)長安汽車股份有限公司北京研究院的研究顯示，在不同緯度環(huán)境下，采用風冷 和液冷兩種溫控方式下電池的壽命對比如下圖所示，液冷最高可將電池的壽命提高 17%。 同時，在遠景能源發(fā)布的新型液冷儲能產(chǎn)品，其實測數(shù)據(jù)顯示可以將電池壽命提高 20%。

　　從市場空間來看，根據(jù)統(tǒng)計，2021年電力儲能系統(tǒng)出貨量為29GWh，同比增長341%， 電化學儲能系統(tǒng)的高增長正帶動儲能溫控快速發(fā)展，根據(jù) GGII 測算，2022-2025 年中 國儲能溫控市場規(guī)模將從 46.6 億元增長至 164.6 億元，CAGR 為 52.3%。液冷作為中長 期技術方案，市場滲透率或?qū)⒅鸩教嵘?，預測 2025 年液冷市場占比將達到 45%左右。 目前儲能熱管理中液冷方案關注度非常高，有望引領中長期發(fā)展方向。液冷的單套系 統(tǒng)價值量高于風冷系統(tǒng)，市面已有成熟方案，新進入者眾多，主流供應商仍在加速研 究迭代，有望成為未來儲能熱管理的主流溫控方案。

　　2.4 消防系統(tǒng)

　　近年來，儲能高速發(fā)展的同時，安全事故頻發(fā)。2017 年至今，全球共發(fā)生儲能安 全事故 30 余起，主要是采用三元電池的體系。2021 年 4 月，北京市豐臺區(qū)光儲充一 體化項目發(fā)生火災爆炸，造成 3 人死亡。若無法解決安全問題，其或成為制約儲能發(fā) 展的重要阻力，因此，推進儲能消防將有利于護航儲能有序、健康、穩(wěn)定發(fā)展。 機械濫用、熱濫用、電濫用為鋰電池熱失控的三大誘因，電池熱失控發(fā)生后，若 無法進行有效防護，會進而引發(fā)熱蔓延，造成儲能系統(tǒng)的爆炸、燃燒。相較電動汽車， 儲能系統(tǒng)由更多電池單體連結(jié)而成，故發(fā)生熱失控概率更高，對安全防護提出更高要 求。解決儲能系統(tǒng)安全問題，需要由高效熱管理技術-安全預警技術-安全防護技術-消 防安全技術，建立“由防到消”的主動協(xié)同安全防控體系。2021 年 9 月，《電化學儲 能電站安全規(guī)程(征求意見稿)》出臺，該規(guī)程要求儲能消防要融入視頻監(jiān)控系統(tǒng)、 需要系統(tǒng)性的解決方案、需要精細化及科技化等，規(guī)定了儲能電站設備安全技術要求、 運行、維護、檢修、試驗等方面的安全要求，為行業(yè)參與者指引了方向，將有效規(guī)范 儲能消防行業(yè)發(fā)展。