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南方周末专访|南网储能陈满:需求驱动储能技术发展

信息来源:  发布时间:2023-12-11

  在中国做新型储能研究,不仅要懂技术,懂政策,还要懂市场。

  南方周末特约研究员 张进

  责任编辑 | 黄金萍

 

  陈满很忙,访谈的三小时里起身接了五个工作电话。

  他自己也疑惑,究竟是从什么时候开始变得这么忙碌,周围的同事们也都一样,周末加班是常事。

  中国要在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”,能源是主战场,电力是主力军。构建新型电力系统刻不容缓,而抽水蓄能和新型储能是支撑电力系统的重要技术和基础装备。

  陈满恰好参与和经历了这两项储能技术的重要发展节点。他在1996年大学毕业即参与中国当时最大的抽水蓄能电站建设,其后经历了复杂设备系统从完全进口到部件改造、逐渐国产化。

  2009年他参与深圳宝清电池储能站建设和研究,这是中国第一个兆瓦级锂离子储电站,建有世界首个无变压器并网高压储能系统。他带领团队持续探索电池储能在毫秒级响应,发挥其“四两拨千斤”的效用,推动储能技术在电网调峰、调频、电压支撑、紧急备用等场景的应用。

  作为南方电网储能有限公司储能科研院党支部书记、副院长,身处新能源领域科技攻关前线,他参与“大容量储能系统设计及其监控管理与保护技术”“锂离子电池储能系统全寿命周期应用安全技术”等多项国家重点研发计划,在抽水蓄能技术、新型储能技术和数智化技术等领域取得了一系列重大自主创新成果,积极推进储能设备、储能系统、储能电站设计技术标准体系建设,主持或参与拟定国际标准、国标、行标、团标16项,获授权发明专利等34 项。

  他带领团队,研制出中国首个移动式大容量全场景高压级联电池储能站,2023年1月成功在河北保定投入商业运行,有效解决了电池储能站应用场景固定受限的难题。

  图:2023年11月16日,陈满在南方周末科创大会上演讲

  在中国做新型储能研究,不仅要懂技术,懂政策,还要懂市场。在新型储能技术从商业化初期向市场化发展的转变过程中,在中国这个应用场景中,从充电站、家庭储能到移动储能,他持续思考和探索新型储能发展的新方向,探索电化学储能技术经济性和商业模式。2023年11月6日,在第三届南方周末科创大会上,陈满获评年度科创力人物。

  以下是南方周末对陈满的访谈:

  从抽水蓄能到新型储能

  南方周末:你当初是怎么进入储能行业的?

  陈满:我1996年大学毕业的时候,不再是国家分配,而是双向选择,我非常幸运到了广州蓄能水电厂工作。

  当时考虑到电力在国内非常重要,而且那时电力比较紧缺,机缘巧合了解到广州蓄能水电厂正在建设,这是国内第一个大型抽水蓄能电站,抽水蓄能电站技术的先进性对我也很有吸引力。

  南方周末:那你大学是什么专业?

  陈满:我大学是学自动化的,适应面广,去哪儿都可以。

  南方周末:你当时在广州蓄能水电厂主要做些什么?

  陈满:当时抽水蓄能设备刚从国外引进,自动化程度很高,有很多控制方面的技能需要了解、掌握。自动化部门人员有点像“急诊医生”,如果电站运行有什么问题,就要及时诊断,我们找到问题之后再交给其他专业部门的人来处理。

  抽水蓄能设备系统很复杂,涉及自动化、机械、电气专业,以及发电机、水轮机、闸门、球阀、冷却等多个系统。刚开始,抽水蓄能设备还没有完全国产化,工作中接触到国外先进的控制技术。我潜心钻研,把整个控制流程搞清楚,以便从控制逻辑找出相关的技术问题。从最基层的自动化设备维护,到带领团队做设备改造,比如逻辑的修改和完善,将不可靠的继电器控制全部换成plc控制等,这些改造提高了电厂设备运转的稳定性。

  南方周末:后来如何进入研究院?

  陈满: 2006年南方电网调峰调频公司(注:南网储能公司前身)成立,将抽水蓄能公司合并进来,2009年我被抽调到南方电网调峰调频公司旗下的检修试验公司。当时,公司正推行检修集约化,成立了检修试验中心,定位包含储能技术创新,我就加入了这个团队。

  智能电网概念出来后,南方电网公司认为有必要开展相关支撑技术研究。储能技术就是智能电网的支撑技术,我们建设运行的抽水蓄能也是储能,其他新型储能也要加强研究。调峰调频公司接到这个研究任务,交给了我们团队。

  我比较幸运接触到了这个技术,刚接触到电化学储能技术的时候,觉得电池也能发电是一件很神奇的事情,未来应该很有发展前景。

  要做原创、前沿技术的探索研究

  南方周末:2009年至今,储能行业经历了非常大的变化,研究院现在的主要研究方向是怎样?

  陈满:研究院从业务方向可以分为三个板块:化学储能、物理储能和数据资产。前面两项很好理解,数据资产是针对储能设备的数据分析、状态诊断及预警等技术。储能数据非常丰富,可以用来分析电池的健康状况、预测电池的使用寿命等。这些数据非常宝贵,大家也越来越意识到数据的重要性。

  南方周末:数据资产团队是什么时候组建的?

  陈满:2017年,公司从检修试验中心独立出来一个技术中心机构,其中就设置了数据资产这个专业岗位。对于储能数据的研究其实始于宝清储电站,我在2012年就意识到了电池健康状态监测的重要性,要对数据进行研究。

  最初我们针对电池健康状态、运维等提出需求,然后推动相关研究的深化。当时这个还非常“冷门”,也只有我们在做,比较有前瞻性。

  与此同时,我们还会和外部高校合作。我们坚持需求驱动,提出相关的研究方向,提供数据、算法、模型,和高校一起做相关研究。

  南方周末:你们主要研究哪些?

  陈满:我们在新型储能的应用研究方面,或者说集成应用方面,做了很多工作。这里面既包括电化学储能,也包括物理储能。

  新型储能相比抽水蓄能有很大的不同,后者已经很成熟了,除了大型变速抽水蓄能机组,其他领域已基本实现了国产化。当前,我们正在研究首台(套)国产化大型变速抽水蓄能机组。而关于新型储能,尽管中国走在世界的最前面,还有很多领域需要探索,还有很多原创技术、前沿技术需要研究。

  南方周末:哪些研究让你印象深刻?

  陈满:在近三个“五年规划”中,我们持续做了一些国家级项目。

  在“十二五”期间,我们建设了深圳宝清储能站,对多种新型储能技术路线做了研究,实现“零”的突破。依托宝清储能站,2012年,我们申报了国家863项目,其中比较亮眼的是系统拓扑,一种新型的高压级联储能系统,借鉴了电力系统无功补偿svg装置拓扑,在技术路线上做改进,这个属于世界首创。

  “十三五”期间,我们在电池储能方面做了动力电池梯次利用的专项研究。这个研究开始于2017年,主要围绕动力电池的经济性、安全性等关键要素展开研究,并寻求商业模式的创新,解决退役电池再利用的技术问题。

  “十四五”期间,我们申报了电池储能全寿命周期安全技术研究项目。电池储能的安全问题备受重视,我们利用这个项目,从电池本体的安全、预警、灭火以及整个系统的主被动安全集成层面出发,全方位研究提高电池储能全寿命安全水平,明年就可以结题。

  最大的挑战是人才

  南方周末:储能涉及领域很多,你们如何框定自己的研究范围?

  陈满:我觉得还是从需求出发。最早我们做宝清电站的时候,会思考建成之后用到哪里去,怎样才能发展起来,能更安全地运行下去。刚投产的时候,电池占重资产的比例达到60%,对我们来说,怎么才能让资产保值增值就是非常重要的问题,因为电池性能衰减和安全问题突出。

  我们站在用户的角度,倒过来做研究,怎样来约束业态,怎么让行业有序运行起来。于是我们就把研究成果和认知形成标准和规范。例如,我们原来用的采购规范逐渐就成为了行业性标准。又例如,深圳宝清储能站建成之后,我们就围绕电站的行业特点,从基础、设备、运维等方面细分领域,把标准体系建立起来,指导我们形成标准。

  南方周末:你们从什么时候开始参与储能技术标准制定?

  陈满:我们最早在2012年开始制定电化学储能电站设计标准,当时电化学储能电站因火灾风险备受争论,但也没很好的解决办法,标准不好定。那时候储能电站很少,建设成本也很高,我们也还在做试点项目。探索期间我们也不敢把标准定太严,否则行业可能就发展不起来了。2018年开始,储能行业发展很快,我们便着手修订标准。2019年起,我们进行了很多现场和文献调查研究,做了很多试验。现在(新版标准)已经完成审查,正在办理报批发布手续。

  南方周末:你们内部怎么激发大家创新?

  陈满:有常规的绩效激励、董事长奖励激励、外部合作项目收益激励、科研攻关回报等等,个人可以有一定比例的分成。虽然还比较少,机制还不算成熟,但是已经在往这个方向推动。

  南方周末:在国企做研究有哪些优势?

  陈满:站得更高,看得也更远。企业在推进工作时不仅仅考虑经济性,也会有更长远的发展视野。比如,不少研究确确实实会引发一种产业生态,对行业的发展起到促进作用,会有很多0到1、1到多的突破。

  像我们在做宝清储能站的时候,立项资金1.84亿元,直接带动28家单位参与进来,间接带动不少企业在储能子领域的发展。比如,比亚迪,在同我们合作项目的基础上继续优化电池设计,又比如,智光电气、海博思创等公司通过项目得到业务锻炼,为后续大力发展储能业务打下基础。

  所有新事物,如果没有应用,成熟度就得不到提升,“最后一公里”也无法打通。这也让我认识到,需求驱动非常重要。

  南方周末:你从什么时候开始意识到,应用场景很重要?

  陈满:从宝清储能站投入运行就感受到了。储能电站到底要怎么用,用到哪里比较合适,我们必须得回答这个问题。

  我当时就想,它可以放在变电站里,配合延迟升级改造。因为部分工业发达的地区用电需求很大,变电站已经满负荷了,升级改造要投入一大笔钱,但如果把储能接入进去,相当于把负载率降低,可以延缓升级改造。

  2012年,受到石景山热电厂储能调频试点应用的启发,我隐隐感觉到调频也是新型储能比较好的发展方向,后来实践也证明确实如此。

  一个行业,从产生到成熟有一个过程,其间会有很多问题,全社会可以一起来完善。

  南方周末:2009年进入储能研究至今,对你的最大挑战是什么?

  陈满:最大的挑战还是人才的缺乏。

  国家发改委在2019年就推动高校建设储能学科,现在很多高校都有开设。不过,我们招人不局限于储能学科,其他如电力电子专业也需要,但他们可选择的行业也多,招到合适、急需的专业人才比较难,竞争比较大。

  招人的工作,我一直高度重视、亲自参与。我们想要招募某一领域的优秀人才非常不容易,要去跟其他科技型企业抢人,有时候“抢”不过他们。现在,我们一方面抓人才引进,一方面抓自我培养,人才的高地优势正在逐步凸显。

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