姜海：火电掺氨可降低电网改造成本 真正实现长时储能
动态2023-12-13
·“新能源行业一直是一个‘技术+资本’双轮驱动的一个产业，缺少任何一个都走不下去。新能源行业尤其是储能，目前看起来是很火，全国大概有13万家企业在做储能产品，竞争其实非常惨烈。”
·“储能在新型电力市场中有其应该担负的角色、储能装备最佳的技术架构和储能系统最优的通讯调控方式都没有完全形成，储能的应用场景和商业模式尚处于探索阶段，它的盈利模式也没有完全形成”，“目前储能产品大多数被应用在‘削峰填谷’电价套利的场景中(在电价低的时段充电，在电价高的时段放电，从而降低用电成本)，但这只是储能产品的最基础应用。”
为恒智能储能户外控制柜。 本文图片均来自为恒智能官网
创业、做一家公司的董事长，原本并不在孙耀杰的职业规划中，作为复旦大学信息科学与工程学院的一名教授，担起江苏为恒智能科技有限公司(下称为恒智能)董事长之职，“是被架在这了”，但“学术要为产业所用”确是他在学生时代便接受一个重要理念，现在他决定和自己的学生一起践行这一理念，探索中国新型电力系统变革下的产业未来。
为恒智能创立于2017年，目前总部位于无锡，是一家以全场景储能软硬件设备的研发、生产、销售和服务为核心，并以此为基础提供VPP(Virtual Power Plant，虚拟电厂)、碳交易等SaaS(Software-as-a-Service，软件即服务)服务的能源服务商，目前产品包括工商业储能系统、户用光储一体机、锂电池管理系统、储能变流器、智慧能源调控与管理系统等，并已顺利打开海外市场。
为恒智能显然是踏上了一个高速发展的赛道，2021年被称为储能产品的发展元年，为恒储能也从2021年的40人团队发展到现在的300余人，从没有订单到今年即将实现盈利。
对于孙耀杰和他的团队来说，此时还远远未到庆祝的时候。在接下来的几年里，这家新生的科创企业将不得不投身于储能市场的混战之中，确保自己在这场混战中存活下来，才能赶赴真正的春天。
“学术要为产业所用”的传承
为恒智能最初源自一个大学生创业项目。虽然并非主动选择了创业，但孙耀杰觉得“学术要为产业所用”是烙在其职业生涯的一个重要使命。
1992年从西北工业大学机电工程专业毕业后，孙耀杰曾在中航工业618所工作4年。期间，他印象最深刻的是在与国外工程师交流过程中，“我们的一些基础原理研究并不差，但东西就是做不出来”。为了能够成为一名合格的工程师，他选择回到母校攻读研究生，导师是飞行器控制、制导与仿真学科专家周凤岐教授。
“周老师是一个传奇人物，他将激光制导导弹做成了工程样机，这在国内高校里是非常罕见的。”周凤岐研制的红箭-73模拟训练器，在中国反坦克导弹发展史上功不可没，大大提高了部队战斗训练进度，缩短了训练周期，保证了实战中红箭-73反坦克的极高“命中率”。周凤岐的传奇让孙耀杰看到了科研对于人类现实世界的重大贡献。
研究生毕业后，孙耀杰拿到了保送攻读博士的指标，但按要求他应该回原单位上班。为此，他不仅放弃了工作、退掉了公房，还把几年工作的积蓄赔了出去，从而得以到西安交通大学(下称西安交大)攻读博士。孙耀杰的博士导师是曾任西安交大校长的史维祥教授，在那里，“学术要为产业所用”的理念真正扎下了根。
“史先生的一个重要观点就是‘学术要为产业所用’，他编写了很多中国机电系统控制学科的基础教材，可以说带动了一个学科的发展，同时一辈子都在致力于将技术和科研用于解决工程中出现的现实问题，包括三峡大坝中的一些核心控制问题等。先生一生淡泊名利，连院士都没有去参与评选，一直住在西安交大的一村的老房中。”孙耀杰说这两位先生对他影响很大，直到今天，他们这些史先生的学生和老师仍然保持着交流。
为恒智能陕煤曹家滩矿井应急备电项目，总规模5MW/20MWh，是陕西煤业化工集团有限公司最大的矿井储能项目。
2005年到复旦任教后，孙耀杰觉得自己最要感谢的是曾担任复旦大学电光源研究所所长、复旦大学副校长等职的蔡祖泉教授。蔡祖泉是中国电光源研究领域的著名专家，被人称“中国的爱迪生”、“中国照明之父”、“中国电光源之父”，正是他在照明核心技术取得的突破，才奠定了中国电光源行业的快速发展。“蔡先生和史先生有很多理念的是相通的，他们都在用自己的科研解决现实中的问题。”在蔡祖泉的牵线下，孙耀杰有了第一次产学研合作的机会，2007年加入了江苏南自通华新能源公司(改制后，改名为江苏兆伏爱索新能源公司，下称兆伏爱索)担任兼职CTO(首席技术官)。
成为一名教师后，孙耀杰也鼓励自己的学生走到产业中去。本科、研究生都是孙耀杰学生的吴煜说，“孙老师应该是我们系里讲课最受欢迎的老师之一，因为他自己有很多产业的经验，不会照本宣科，而是把产业里的真实应用带到课堂里来，他也会给学生提供很多机会去企业里看看一项技术到底是怎么应用的。”现在，吴煜是为恒智能的产品总监。
新能源是典型的“技术+资金”双轮驱动
今天更有信心能够带领为恒智能冲锋陷阵，孙耀杰认为很大程度上得益于此前在兆伏爱索8年的职业经历。
兆伏爱索2007年成立后，凭借自身的技术领先性迅速发展，成为多项国家标准和国际标准的制定者，是中国《光伏系统用逆变器安全要求》强制性国家标准主编单位，IEC TC8 PT62786-2《用户侧电源接入电网》国际标准参编单位，“当时已经是国内光伏逆变器研发与制造的领军企业之一，在中国市场的销售大概占了30%以上的市场，在海外市场也很好。”孙耀杰回忆说。
但在2012年行业寒冬来临之际，兆伏爱索却因现金流问题不得不走上卖身求存的路。2012年12月，兆伏爱索被德国SMA Solar Technology AG(艾思玛太阳能技术股份公司)收购，后者是光伏逆变器的全球市场领导者。兆伏爱索随后成为SMA集团全球三大制造中心之一，但因水土不服等原因，其在中国的销售市场却节节败退，很快被国内同行超越。
2017年后，当孙耀杰开始真正参与到为恒智能的运营中后，资金链安全是他尤为重视的一件事。2021年他找到了总部位于香港的瑞东集团，“瑞东之前在科技领域已经有了非常多的成功投资经验。”瑞东集团早在2007年投资于中国风电(00182.HK，现更名为协合新能源)，并帮助其成功登陆港交所，成为中国新能源第一股。除了瑞东集团，为恒智能的股东中还包括晨道资本、汇川技术(300124)、金盘科技(688676)等一系列产业上下游的龙头企业和行业优势基金。
“瑞东投资了我们3000万美元，目前是我们的大股东，但它不单纯是做一个财务投资，投资的同时买断了之前的老股，进一步理顺了股权关系，帮助我们将总部从镇江扬中迁至无锡，派驻了总经理，同时搭建了财务、法务团队。”孙耀杰认为就目前的团队组织来说，已经相对完备，“每个职能部门，我们都尽可能找到行业最优秀的人才。”
对于为恒智能来说，目前最重要的任务便是完善内部管理流程，以匹配快速发展步伐。“我去年刚加入为恒时，几乎全员都在做销售，当时项目比较少，大家协调起来也比较容易，但现在我们可能有十多个项目在同时进行，仅依靠人的协调已经比较困难了。”此前长期在金融机构任职的王莹说，目前她是为恒智能战略发展部总监。
对于孙耀杰和他的团队来说，现在都有一种紧迫感，必须抓住这两年新型储能高速发展的机会，同时保证自己不在激烈的市场竞争中出局。
“新能源行业一直是一个‘技术+资本’双轮驱动的一个产业，缺少任何一个都走不下去。”孙耀杰说，这也是兆伏爱索的经历给他留下的感悟，“当年我们技术做的不错，产品也不错，但现金流出了问题，没能走下去。新能源行业尤其是储能，目前看起来是很火，全国大概有13万家企业在做储能产品，竞争其实非常惨烈。”
储能市场现在是把“虚火”
为何会突然有这多么企业投身新型储能，在孙耀杰看来，一方面是大家都看到了伴随能源结构调整带来的巨大市场空间;另一方面，中国在电动汽车、光伏等领域的技术积累为储能产品打下了基础。
孙耀杰介绍说，储能产品涉及的四大关键部分，分别是电池组、电池管理系统(BMS)、储能变流器(PCS)、能源管理系统(EMS)，其中电池和BMS的技术架构和电动汽车的高度相似，PCS和光伏的逆变器或变流器又有60%以上的相似性。由于重要部件的技术都可以找到相对成熟的方案，所以要把储能产品做出来其实并不难，“也正是这个原因，储能市场只用了一年时间便走完了新能源其他行业可能是花了10年时间走完的路，现在储能市场的红海生态，是缘于电动车产业发展带来的产业链基础。”
但是之前的产业基础只是让储能产品完成了六七成的技术指标，“目前的储能产品技术实际上是在原有技术上的二次集成，突出储能本质特征的一些新的技术指标还有待进一步探索;东西弄出来了，但也就是个六七成的产品，要做到八九成还有很长的路要走，而且到达这八九成的路，还要翻过好几座山，很难，因为涉及到很多基础研究和应用基础技术的突破，而这一部分恰恰是我们的弱项。”
为恒智能近期刚刚去参加了北美的行业展会，他说展会上可能有300多家中国企业参展，但是真正有工商业和户用产品在北美市场销售的，获得北美市场认证的中国企业可能最多只有10家。
“目前国内有很多企业是‘盘柜厂’，购买部件组装，真正能够生产核心部件的企业其实数量非常少。”孙耀杰说。
虽然竞争非常惨烈，但在孙耀杰看来未来仍然有很大的发展空间，最重要的原因是储能在新型电力市场中有储能应该担负的角色、储能装备最佳的技术架构和储能系统的通讯调控方式都没有完全形成，储能的应用场景和商业模式还在探索中，那么它的盈利模式就也没有完全形成，“目前储能产品大多数被应用在‘削峰填谷’电价套利(在电价低的时段充电，在电价高的时段放电，从而降低用电成本)，但这只是储能产品的最基础应用。”
储能的本质是实现能源的时空转移，源荷随动，光伏、风力发电有很强的随机性，供电区域和用电需求市场存在时空错位，储能系统作为可调节的灵活电源，实现动态控制，从而可以极大地提高电力系统的灵活性与稳定性，实现源荷随动，最现实的应用是风/光储一体、充储一体。伴随电动汽车的充电需求增大，会对电网造成很大负担，如果实现充储一体，实现动态平衡，就能解决这一问题。
但无论是风/光储一体还是充储一体，对于储能产品的要求都极高，“储能和可再生能源发电的组合可能需要成千上万个变流器才能替代一个传统的火力机组，调控一个火力机组容易，但要同时调控成千上万个变流器同步动作，难度非常大，必须实现数字化的底层控制，但目前这种控制尚缺少一些基础性的数字控制理论支持。此外，目前储能产品的BMS和PCS能否实现高安全、高效率、长周期的储能?也要打上问号，因为它还没有被大规模长期应用，缺乏现场实证性的效果反馈，也就无法实现技术的快速迭代。上游的生产厂商目前也都看不清楚哪一种PCS的电路拓扑是未来最优的技术路线。”孙耀杰解释说。
“目前生产储能产品的企业非常多，价格竞争也很激烈，但产品和技术并不成熟，标准也不完善，很多方面都还达不到电网侧和用户侧对储能产品的要求，因此电力供给和消费的改革也会出于安全运营等的方面考虑难以大规模推广。”但孙耀杰判断，伴随成本和技术的改善，未来的进度只会加快。如果质量不过关，即便是应用于电价套利，后期的运维也将是一个很大的隐患，“目前有很多资金进入了这个赛道，但是我觉得三五年后会有一大批企业离开这个行业，大浪淘沙最终会有一个回归本源过程，像电动车现在活下来的企业和最初做电动车的企业，已经不是一拨企业了。”孙耀杰觉得储能市场也无法避免这个发展过程，“可能是市场发展过程中正常的一个路径，只说是有点惨烈而已。”
如何在混战中活下来
如何保证自己不在这场混战中出局?就为恒智能来说，底层技术的优势成为最大的竞争优势，“我们的PCS、EMS，以及部分BMS都是自己研发的。”但在保证技术先进性的同时，如何建立渠道壁垒抢占市场也是孙耀杰觉得同样关乎企业生死的事。
“虽然现在市场有很多同质化产品，你还没有机会充分展示你的产品价值，但是面对这样的市场，你也必须积极出动，不能等，只有应用才可能有从供应链到产品的系统优化，这也是这两年我们花了很大的精力去拓展市场的原因。但在这个过程中，我们也不能丢失自己的研发内核，两者兼顾成本必然更高，所以需要非常谨慎地平衡，把所谓的梦想转换成一步步可以实现的路径，在不同的市场情况下交付相应的产品。”孙耀杰说，这也是之前的产学研经验教会他如何区分市场领先和技术领先、产品和科研。
为恒智能参与实施“国家新区数字孪生系统与融合网络计算体系建设”国家重点研发计划项目，建设雄安新区为全球领先的数字孪生城市。
对于孙耀杰来说，为恒智能也寄托了他自己的产业梦想，包括做更高可靠性的电子电力产品，以及数字能源的实现。
“我们希望储能产品可以做到和光伏一样，寿命达到20年乃至30年。”孙耀杰说，虽然目前为恒智能的质保期限是10年，但要想把10年的故障率压缩到1%以内，难度还很大，“这里涉及到大量的材料可靠性、器件可靠性和算法优化的应用基础研究和技术进步了。”产品寿命低不仅会使用户失去对品牌的信任度，也会导致后期的运维成本高，“有一些企业正是被高昂的运维成本所压垮。”
此前在市场一线的经历让孙耀杰对于产品可靠性的重要性有更深刻的认识，“我们曾经在高海拔3800米的地方做产品交付，因为要现场调试，我们员工干脆住在离设备站房大概只有500米远的临时住所里，开始几天，小伙子们还跑来跑去，一周后因为海拔太高，动一动都觉得累，这种经历让我们意识到，产品的可靠性、产品的配套等都需要去仔细研究，在产品研发阶段就要考虑到售后，要实现更便捷地安装就要考虑设计的逻辑，这种理念只有在一线体会过了才会更加深刻。”
早在2015年离开兆伏爱索后，孙耀杰便开始思考能源未来的发展路径，其中数字化、智能化是他一直在研究的方向。2022年，孙耀杰作为“光储联合系统关键技术与工程应用”项目第一负责人，获得上海市科技进步奖一等奖，也是当年光储类项目中唯一获一等奖的项目。
目前在为恒智能120人的研发团队中，有一半的人属于软件研发，“我们希望成为数字能源的领导者。”按照孙耀杰的设想，数字技术未来将应用于产品售前、售中、售后全过程。“目前我们在海外已经实现了远程的数字化预设计，“以往在产品安装前需要派人去现场勘查适用哪种产品，现在我们结合高清地图，可以做远程的精细化预设计，节省了大量的人工成本。”数字化技术也被应用在了产品实际使用时的控制端，譬如我们会结合天气等数据等给用户推荐最经济的充储或VPP交易方案;伴随着自然语言大模型的发展，孙耀杰现在正在考虑将这一技术应用于售后服务中，“我们目前的利润主要来自于欧洲市场，这是我们目前非常重要的一个市场，但欧洲各个国家的语言都不一样，而且和我们存在时差，所以未来如果数字客服能够成熟的话，将会为我们的客服解决一大难题。”
今年54岁的孙耀杰将为恒智能作为自己这一生中最后放手一搏的事业，2021年后他几乎把家搬到了无锡，每天从早上七八点钟到晚上的九十点钟都在公司里呆着，日常的生活只有吃饭、运动、工作三件事。“除了一些日常的接待之外，他最多的时间是坐在那张小桌子上看论文。”吴煜说。在为恒智能，所有人都没有自己的独立办公室，有的只是一张办公桌，董事长、总经理也不例外。对于孙耀杰来说，目前最重要的任务便是明确未来3-5年的发展目标，带领自己的学生和员工，让企业可以在新型储能这场混战中活下来，直到新型储能生态建立，数字能源充分展现的那一天。
澎湃新闻记者 宦艳红
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