Преглеждания: 0 Автор: Редактор на сайта Време на публикуване: 2023-07-18 Произход: сайт
Вътрешният широкомащабен пазар претърпя бързо развитие, като няколко марки за съхранение на енергия увеличиха доставките си чрез използване на местни канални ресурси. През 2021 г. китайските доставки за съхранение на енергия бяха водени от CATL. Доставките на PCS за съхранение на енергия също нарастват бързо.
Освен това се появиха все повече и повече нови технологии, които допринасят за устойчивото развитие на индустрията за съхранение на енергия. Енергията с високо напрежение предлага значителни предимства в сценарии с голям капацитет. Електроцентралите за съхранение на пожар са изправени пред чести пожари, което води до акцент върху безопасността при съхранение на енергия в политиките. Течното охлаждане и разтворите с цели флуорни кетони привлякоха внимание. Нови електрохимични технологии за съхранение на енергия, като съхранение на натриево-йонни батерии, съхранение на енергия в течни батерии и съхранение на водород, бързо се индустриализираха. Нови технологии за съхранение на физическа енергия, като съхранение на светлина и топлина, гравитационно съхранение на енергия, съхранение на сгъстен въздух и съхранение на енергия с маховик, постепенно се внедряват чрез демонстрационни проекти.
Индустриалната верига за съхранение на енергия включва различни звена:
Система за съхранение на енергия: Това включва батерии, PCS, BMS, EMS и други компоненти. Ключови играчи в тази област включват CATL, EVE Lithium Energy, Sunshine Power, Nandu Power, Kesta, Kehua Data, BYD, Sunshine Power, Jinlang Technology и други, които имат значително задгранично присъствие.
Инженеринг EPC, свързано с мрежата откриване и следоперативно и поддръжка: Известни компании в този сегмент включват South China Technology, Ates, Linyang Energy, Baoguan
Системата от материали за батерии за съхранение на енергия основно се върти около литиево-железния фосфат и батериите се развиват към по-големи капацитети.
Съгласно изискванията, определени от Министерството на промишлеността и информационните технологии, енергийната плътност на батериите за съхранение на енергия трябва да бъде ≥145Wh/kg, а енергийната плътност на батерийните пакети трябва да бъде ≥110Wh/kg. Животът на цикъла трябва да бъде ≥5000 пъти, а степента на поддържане на капацитета трябва да бъде ≥80%. Електрохимическото съхранение на енергия, особено технологията за съхранение на енергия от литиева батерия, преминава през нов цикъл на трансформация. Постепенно се появяват нови технологии и функции като големи батерии, високо напрежение и водно охлаждане/течно охлаждане. Освен това, натриево-йонните батерии могат да получат конкурентно предимство в бъдеще поради тяхната рентабилност.
Китайските производители водят глобалните доставки на батерии за съхранение на енергия, като CATL е най-добрият доставчик в света. Изчислено е, че глобалните доставки на батерии за съхранение на енергия през 2021 г. възлизат на 59,9 GWh, като Ningde Times отчита 16,7 GWh, или 27,9% от общия брой. Paineng Technology достави 1,5 GWh, което представлява 2,6%. Очаква се доставките да достигнат 114,9 GWh през 2022 г., което е увеличение от 91,9%, като Ningde Times отчита 45,0 GWh, или 169,5%. Според изчисленията се предвижда глобалните доставки на батерии за съхранение на енергия да достигнат 122,5/219,6GWh през 2022-2023 г., което представлява увеличение от 101%/79%. Очаква се Ningde Times да заеме 50/100 GWh от доставките, което отразява 199%/100% увеличение и запазване на водеща позиция.
В областта на инверторната технология тенденцията се насочва към DC 1500V архитектура, заменяйки традиционната 1000V архитектура, особено в електроцентралите. През 2021 г. приблизително 49,4% от домашните фотоволтаични инсталации са работили на ниво DC напрежение, докато пазарът на 1000V представлява 50,6%. Разпределените фотоволтаични системи все още използват предимно ниво на напрежение 1000V. Например, всички жилищни системи използват 1000V ниво система, докато 80% от промишлените и търговски системи използват 1000V ниво.
Системата за съхранение на енергия 1500V показва значителни предимства. Основният продукт на системата 1500V е PCS за съхранение на енергия 1500V. В сравнение с предишните системи, системата за съхранение на енергия от 1500 V предлага 35%+ увеличение на енергийната плътност и плътността на мощността, 5%+ намаление на системните разходи и 0,3%+ увеличение на системната ефективност. С 40-футов контейнер и 280AH батерия максималният инсталиран капацитет за 1000V батерия е 3,3MWh, докато 1500V системата може да постигне 4,5MWh. Освен намаляване на разходите, свързани с PCS, батерии и спомагателни аксесоари, разходите за труд, основи и земя също намаляват значително. Последните широкомащабни проекти показаха, че степента на проникване на 1500V надхвърля две трети. Представителни производители в тази област включват Sunshine, Shangneng и Kehua, като Shangneng Electric осигурява проект за съхранение на енергия на ниво 500 MW в Шандонг, използвайки 1500V PCS.
Приложението на инверторната технология непрекъснато се развива и груповата PCS се прилага все повече в голям мащаб. Group PCS адресира ограниченията на централизираните PCS системи и позволява широкомащабни приложения. Настоящите системи за съхранение на енергия от батерии използват предимно централизиран PCS, което може да доведе до дисбаланс между батерийните клъстери и потенциално недостатъчно използване на някои батерии. PCS на групови низове позволява управление на ниво клъстер, подобрява продължителността на живота на системата, подобрява капацитета на разреждане през целия жизнен цикъл и показва нарастваща тенденция в широкомащабни приложения. Проектът Huaneng Huangtai 100MW/200MWH е първата широкомащабна електроцентрала за съхранение на енергия в Китай, която възприема серия от PCS архитектури. По подобен начин проектът 3MW/6MWH в Тексас, Шандонг, също използва тази системна архитектура.
Guodian Investment Oil City Daqing внедри 200MW експериментална платформа за оптично съхранение. Shangneng Electric предостави различни модели инвертори, включително 230 kW групови низови инвертори, десетки 225 kW и 175 kW групови низови инвертори, 3,125 MW централизирани машини „всичко в едно“ и 3,15 MW разпределени машини „всичко в едно“. Груповият стрингов инвертор с мощност 250kW, по-специално, направи революция в традиционния подход за децентрализирана инсталация. С интегрирана платформа от 1 MW и централизиран модел за управление на експлоатацията и поддръжката, той значително намали изискванията за време и работна ръка, като същевременно подобри оперативната ефективност.
Интегрирайки цифровата информационна технология с фотоволтаичните технологии и технологиите за съхранение на енергия, се появи нова концепция за формиране, интелигентен и модулен дизайн на системи за съхранение на енергия. Този подход позволява усъвършенствано управление на ниво модул на батерията, което води до увеличен разряд, намалена конфигурация на батерията с 13%, подобрен живот на батерията с 50%, по-добра инвестиция с 30% намаление на първоначалната конфигурация, минималистична работа и поддръжка (намаляване на разходите за транспортиране и поддръжка с 50 милиона юана за 25 години), повишена безопасност и стабилност (постигане на степен на надеждност от 99% до 99%) и общо намаление с повече от 20% в изравнени разходи за съхранение (LCOS). Този дизайн също така подпомага прехода от фотоволтаичен паритет към паритет за съхранение на енергия.
Един недостатък е, че текущата цена на PCS е сравнително висока, но има достатъчно място за намаляване на цената. Представителни производители в тази област включват Huawei, Shangneng и Shenghong.
По отношение на електрическата топологична структура, плановете за свързване на ниво високо напрежение предлагат значителни предимства за системи за съхранение на енергия с голям капацитет.
Тъй като капацитетът на интегрираните системи за съхранение на енергия се увеличава, традиционната серийна схема за нарастващо напрежение е изправена пред няколко предизвикателства. Първо, големият капацитет изисква голям брой батерии, което увеличава рисковете за безопасността. Второ, с увеличаване на броя на циклите на батерията, последователността на производителността между отделните клетки постепенно намалява. Тези фактори колективно ограничават капацитета на една машина на системата. Освен това, тъй като паралелното оборудване се увеличава, вторичната комуникация и контролът на координацията стават по-сложни.
Предимствата на съвместните планове за високо напрежение за системи с голям капацитет се крият в тяхната паралелна комбинация от множество единици за съхранение на енергия. Всяко устройство за съхранение на енергия извежда десетки до стотици волта, осигурявайки широк диапазон на напрежение за дискретно подреждане на батерии. Това намалява обема на стека батерии и броя на необходимите батерии, като значително увеличава капацитета на системата, като същевременно подобрява безопасността.
В момента местните компании с високоволтова технология включват Guodian Nanrui, Jinpan Technology, Zhiguang Electric, Sifang Co., Ltd. и New Scenery. Тези компании са публикували и получили поръчки на стойност 135 милиона юана.
През последните години имаше чести пожари в електроцентрали за съхранение на енергия, което подчертава значението на контрола на температурата, управлението на топлината и противопожарната защита в системите за съхранение на енергия. Бяха въведени индустриални политики за справяне с тези опасения, което доведе до ускорено развитие на системи за съхранение на енергия и противопожарна защита. Металният литий, присъстващ в литиево-йонните батерии, проявява висока реактивност и повдига опасения за безопасността при използването на литиеви батерии за съхранение на енергия. Непълните статистически данни показват, че над 17 инцидента със съхранение на енергия са възникнали в световен мащаб през 2022 г. Страната е въвела политики, свързани със съхранението на енергия и пожарната безопасност от 2021 г. насам, като подчертава значението на противопожарната защита съгласно новите стандарти.
В областта на интегрирането на системи за съхранение на енергия съществуват различни режими и има много участници, участващи в системната интеграция. В момента има три основни режима:
Оформление на цялата индустриална верига: Компаниите, участващи в производството на батерии, PCS, BMS, EMS, като BYD, представляват този режим в страната.
Професионална интеграция: Този режим включва интегратори, които доставят компоненти отвън и са специализирани в системна интеграция. Той има по-малко приложения в страната, но е представен от чуждестранни компании като DOOSAN и IHI.
Трансформация от доставчици на оборудване към системни интегратори: Този режим се прилага широко в страната. Компании, които преди това се фокусираха върху конкретни продукти, като производители на фотоволтаични инвертори като Jinlang Technology, Gudewei и Deye Technology, производители на батерии за съхранение на енергия като Energy, Penghui Energy и производители на PCS/BMS/EMS като Jinpan Technology, Cosmald, Ke Shida, Kesta, KOCS, China Data, Baoguang Co., Ltd., Kelu Electronics, се трансформираха в системни интегратори. На американския пазар могат да се намерят масови интегрирани производители, работещи и в трите модела.
Натриево-йонни батерии: Бизнес процесът за натриево-йонни батерии се ускорява. Натриевите батерии предлагат по-добра производителност от литиевите батерии на по-рентабилна цена поради изобилието от натриеви ресурси. Натриевите батерии показват бързо зареждане (достигане на 80% мощност за 15 минути при стайна температура), добра производителност при ниски температури, живот на цикъла от 4000-5000 пъти при нормални температурни условия и енергийна плътност, сравнима с тази на желязо-литиеви батерии. Докато доказаните световни ресурси на литий през 2022 г. възлизат на около 89 милиона тона, като над половината от тях са разпределени в Южна Америка, Китай притежава 5,1 милиона тона, което представлява само 6% от глобалния дял. Освен това 65% от литиевите суровини изискват внос. За разлика от това, натриевите ресурси са изобилни и широко разпространени по целия свят, с богата на натриев хлорид морска вода.
Проточни батерии: Течните батерии, при които положителните и отрицателните електролити са разделени, предлагат отлична производителност. Желязо-хром и пълномащабните поточни батерии са две основни търговски направления в тази област.
Съхранение на лека топлинна енергия: Генерирането на лека топлинна енергия притежава естествено предимство като метод за съхранение на енергия, особено за регулиране на пикове и регулиране на честотата.
Гравитационно съхранение на енергия: Гравитационното съхранение на енергия е механичен метод за съхранение на енергия, който използва потенциалната енергия от разлика във височината, за да улесни процесите на зареждане и разреждане.
Съхранение на сгъстен въздух: Съхраняването на енергия със сгъстен въздух включва компресиране на въздух по време на периоди на ниско потребление на енергия и съхраняването му в съдове под високо налягане, като например изоставени мини, резервоари за съхранение на газ, пещери, петролни и газови кладенци с изтекъл срок на годност или новопостроени газови кладенци. В сравнение със съхраняването на въздух в съдове под налягане като стоманени кутии, използването на подземни пространства като солни пещери за изграждане на електроцентрали с голям капацитет значително намалява разходите за суровини и земя. Системите за съхранение на сгъстен въздух могат да бъдат класифицирани като традиционни системи (изискващи попълване), системи с устройства за съхранение на топлина и системи за съхранение на енергия със сгъстен течност/газ, базирани на работна среда, среда за съхранение и източник на топлина.
Съхраняване на енергия с маховик: Съхранение на енергия с маховик е нова технология, която все още е в ранните етапи на комерсиализация. Той използва въртящ се маховик за съхраняване и освобождаване на енергия.
