储能市场势如破竹,连接器如何发展生产?

在现代社会,能源消费日益增长,化石燃料的大量使用对环境和全球气候造成不可扭转的恶劣影响。数据显示,如按现有的开采技术和目前消耗化石燃料的速率推算,化石燃料的可使用有效年限最多不超过120年,人类可持续发展的目标将面临严重威胁。因此,对新能源和可再生能源的研究和开发,寻求提高能源利用率的先进方法,已经成为全球共同关注的首要问题,储能产业逐渐走进大众的视野。

自“2030年碳达峰、2060年碳中和”的目标提出以来,我国相继出台了多个政策。据中国储能网新闻中心不完全统计,仅在今年8月份,国内行政监管机构共发布了22项储能相关政策,由此可见国家大力发展储能产业的决心,加上有关储能的商业模式不断确立,储能装机容量呈爆炸式增长,储能市场势如破竹。连接器作为储能产业中必不可缺的零部件,其市场容量、产品需求也随着储能产业的发展而增长,储能连接器该如何在此趋势下健康发展?国内连接器企业又该如何在储能产业链中扎根立足?本文,《国际线缆与连接》将一一分析。

储能产业快速发展,市场逐渐扩大

●电力市场:新能源发电势不可挡,储能产业得到发展

随着经济的发展和社会的进步,我国的用电需求持续加大。9月14日,国家能源局发布8月份全社会用电量等数据。1-8月,全社会用电量累计54704亿千瓦时,同比增长13.8%。分产业看,第一产业用电量660亿千瓦时,同比增长19.3%;第二产业用电量36529亿千瓦时,同比增长13.1%;第三产业用电量9533亿千瓦时,同比增长21.9%;城乡居民生活用电量7982亿千瓦时,同比增长7.5%。

储能市场势如破竹,连接器如何发展生产?

2020、2021年分月全社会用电量及其增速

在“碳达峰、碳中和”的目标下,新能源发电逐渐成为电力供应的重要力量,风电光伏产业得到迅猛发展。据悉,今年一季度,中国光伏组件产量超过30GW,同比增长40%;国内装机量容量5.3GW,同比增长34%,并将继续保持快速增长势头,也就是在此势头中,储能市场迎来了爆发式增长。

新能源发电在一定程度上缓解了我国化石能源消耗的压力,但是存在着随机性与波动性的问题,而储能技术能够帮助新能源发电进行平滑输出,有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化,从而使大规模风电及光伏发电方便可靠地并入常规电网。

据统计,截止2020年底,国内储能累计装机规模为3.28GW,距离国家能源局和国家发改委提出的2025年储能装机规模达30GW,还有10倍之差。而在2021年上半年,我国新增新型储能装机规模已超过10GW,同比增长6倍,距离30GW已不到3倍之差。

●新能源汽车:市场渗透率持续上涨,储能需求逐渐增加

作为动力电池的核心技术,新能源汽车的良好态势极大的促进了储能产业的发展。中汽协发布的最新数据显示,8月,国内汽车产销分别达到172.5万辆和179.9万辆,同比分别下降18.7%和17.8%,截至8月底,我国汽车产销量已连续四个月同比下滑。但国内新能源汽车市场却与整体车市的持续低迷截然不同,数据显示,8月,国内新能源汽车产销分别完成30.9万辆和32.1万辆,同比均增长1.8倍,产销量继续刷新纪录,首次突破30万辆。

新能源汽车销量的快速增长,使国内新能源汽车市场渗透率也逐渐上升。中汽协数据显示,1~8月,我国新能源汽车累计销量渗透率提升至近11%。其中,8月,国内新能源汽车渗透率达17.8%,新能源乘用车渗透率更是接近20%。就目前的发展态势而言,我国有望早日实现新能源汽车市场渗透率占比20%的中长期发展规划目标,高效储能电池也必将逐渐取代内燃机。

储能市场势如破竹,连接器如何发展生产?

数据来源:中国汽车工业协会

储能连接器机遇与挑战并存

从储能开始发展算起,至今已有十余年,虽然储能不是新兴技术,但是产业发展还处于起步阶段。早期,储能产业未得到国家明文的政策支持,完全受制于市场,相较于光伏产业,储能产业的发展速度较慢,连接器需求量较少,商业模式具有不确定性,成本居高不下,因此涉足储能领域的国内连接器企业较少,由国外连接器企业占据主导位置。

在国家政策的推动下,储能市场逐渐扩大,光伏、风电、汽车等新能源产业也得到了更好的发展。今年,国家公布了一系列刺激储能发展的利好消息,新的储能应用场景不断出现,储能产业呈现出势不可挡的趋势。作为储能系统里面的关键零部件,储能连接器的市场容量出现大幅提升,对于国内储能连接器企业而言,是一个重大的发展机遇。

上海琥正连接器有限公司总经理赵正午接受《国际线缆与连接》记者采访时表示,至少在未来的几十年,储能连接器的市场容量会一直处于上升阶段。

惠州领越光电技术有限公司总经理周振方告诉《国际线缆与连接》记者,储能连接器投入的成本较少,技术门槛较低,如今得益于国家政策的支持,越来越多的国内连接器企业加入到储能产业链中。

储能市场势如破竹,连接器如何发展生产?

但是,储能连接器成本和质量的压力随之而来。

储能连接器的材料、品质以及表面处理都具有固定要求,随着储能的发展,连接器的品质标准也会发生改变。据了解,制作储能连接器的原材料主要为塑料和铜合金,塑料方面,尼龙、PBT居多,铜合金则大致包括紫铜、钒铜和铍铜。其中,尼龙、铍铜以进口为主,而PBT、紫铜及钒铜则以国产为主。

琥正总经理赵正午说:“国内的紫铜技术已经非常完善,完全能够满足储能连接器对紫铜的要求,包括现在特斯拉上使用的紫铜,均为国产,但是铍铜还是会使用进口的。”

江苏连动电力有限公司总经理王跃林说道,国内储能连接器不管是在可靠性还是一致性方面,与国外连接器依然存在一些差异,特别是像安费诺、莫仕等国外品牌,在储能连接器的生产、材料的选型和制作工艺的细节上,都有其独特的专利和技术。他认为,国内连接器企业应该加大对储能连接器的研发,加强连接器在工艺制造过程中的细节把握,从而缩小与国外品牌的差距。

如何持续健康发展?

●明确降本方案

上文提到,储能连接器市场体量逐渐增大,成本问题成为了连接器企业的一大难题。近年来,电化学储能电池的成本逐步下降,因此装机容量的成本控制变得尤为重要,储能连接器作为装机连接的关键部件,其成本成为选择产品时的主要考量指标。如何降低产品成本,又能满足未来储能发展,对于储能连接器企业来说,是一大挑战。

储能连接器具有两种相对常用的连接方式——固定螺旋连接和快插式连接。作为经济型的连接器设计,固定螺栓连接成本较低,可以满足一些客户对性价比的要求,但是安全性和便捷性相对较差。相比之下,快插式连接的安全性和可靠性优势明显,但是成本也相对较高。

领越光电总经理周振方说,储能连接器的结构简单,门槛不高,许多连接器企业都拥有这项技术,所以在品质一致的情况下,成本优势格外重要。对于一个产品而言,在保证性能和质量的前提下,设计的越简单成本越低,体现出的水平却越高。此外,提高生产效率也是实现降本的一个举措。

连动电力总经理王跃林表示,面对成本压力,公司在保证连接器质量的前提下,首先从产品设计的源头出发,改进结构,将储能连接器的插头设计成组装式结构(公司已申请发明专利),减少了制造环节对工装模具和设备的精度需求。

其次,连动电力还尽可能地减少了相关部件关键尺寸的数量,降低金属件精加工的难易程度,并且在连接器关键部件实现自制,比如连接器的核心端子,连动电力采取了自己设计、生产的方式,既降低了原材料的成本又能从源头保证产品质量。

●保证产品质量

连动电力总经理王跃林表示,高品质的储能连接器应主要具备安全性、可靠性和一致性这三个方面的特点。

安全性是关键零部件品质的首要标准,不管行业的发展如何,都要以安全为基础,否则再大的行业也会遭遇风险。其次,储能连接器的可靠性也尤为重要,储能系统的寿命在15年左右,储能连接器作为整个系统里面的关键部件,它的寿命关乎整个储能系统能否保证15年都安全、有效的运行。

储能装置里面存在大量的储能电池,储能电池通过储能连接器进行串并联,形成高电压和大电流的输出或存储。作为传输的关键零部件,储能连接器使用的数量成千上万,成千上万的储能连接器该如何确保一致性,也成为了对连接器企业的重大考量指标。

那储能连接器的品质该如何保证?

连动电力从储能连接器的选材、功能、电机(气)性能出发,集正负极防误插、防触电、防水、360度旋转等功能于一身,并通过大量的研究和实用案例,自主开发了连接器的核心端子,努力降低端子的衰减程度,在降本的同时保证了产品的安全性、可靠性和一致性。

其总经理王跃林说,在选择塑性材料时,公司会有具体的考量指标,比如颜色褪色、缩水率、耐压、强度等,所以公司在选择供应商之前,会进行大量的试验来选择合适的材料。

总体而言,要想在降低成本的同时保证品质,需要从连接器的设计以及生产环节上下手,在技术方面不断创新升级,拥有自己的核心技术,简化结构,减少生产环节,从源头上控制成本保证品质。

总结

自“双碳”目标提出以来,全国都在为之努力。在国家政策的支持下,储能市场势如破竹,储能连接器的需求也不断攀升,由于技术门槛较低,储能市场给众多连接器企业带来了发展机遇,越来越多的国内连接器企业加入到储能产业链中。但是,在发展过程中依然存在挑战,需求越来越多,材料如何选择、成本如何控制、品质如何保证是连接器企业需考虑的问题,在满足技术要求的前提下,成本优势将会成为衡量连接器企业的一大标准。

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