Προβολές: 0 Συγγραφέας: Επεξεργαστής ιστότοπου Ώρα δημοσίευσης: 2023-07-18 Προέλευση: Τοποθεσία
Η εγχώρια αγορά μεγάλης κλίμακας γνώρισε ταχεία ανάπτυξη, με αρκετές μάρκες αποθήκευσης ενέργειας να αυξάνουν τις αποστολές τους αξιοποιώντας πόρους εγχώριων καναλιών. Το 2021, οι κινεζικές αποστολές αποθήκευσης ενέργειας ήταν υπό την ηγεσία της CATL. Οι αποστολές PCS αποθήκευσης ενέργειας έχουν επίσης αυξηθεί γρήγορα.
Επιπλέον, όλο και περισσότερες νέες τεχνολογίες έχουν αναδυθεί, συμβάλλοντας στη βιώσιμη ανάπτυξη του κλάδου αποθήκευσης ενέργειας. Η ενέργεια υψηλής τάσης προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σενάρια μεγάλης χωρητικότητας. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αποθήκευσης πυρκαγιάς έχουν αντιμετωπίσει συχνές πυρκαγιές, με αποτέλεσμα να δίνεται έμφαση στην ασφάλεια αποθήκευσης ενέργειας στις πολιτικές. Τα διαλύματα υγρής ψύξης και πλήρους φθορίου κετόνης έχουν τραβήξει την προσοχή. Νέες τεχνολογίες αποθήκευσης ηλεκτροχημικής ενέργειας, όπως αποθήκευση μπαταριών ιόντων νατρίου, αποθήκευση ενέργειας μπαταρίας ροής υγρού και αποθήκευση υδρογόνου, έχουν βιομηχανοποιηθεί γρήγορα. Νέες τεχνολογίες αποθήκευσης φυσικής ενέργειας, όπως αποθήκευση φωτός και θερμότητας, αποθήκευση ενέργειας βαρύτητας, αποθήκευση πεπιεσμένου αέρα και αποθήκευση ενέργειας σφονδύλου, εφαρμόζονται σταδιακά μέσω έργων επίδειξης.
Η αλυσίδα της βιομηχανίας αποθήκευσης ενέργειας περιλαμβάνει διάφορους κρίκους:
Σύστημα αποθήκευσης ενέργειας: Περιλαμβάνει μπαταρίες, PCS, BMS, EMS και άλλα εξαρτήματα. Οι βασικοί παίκτες σε αυτόν τον τομέα περιλαμβάνουν τις CATL, EVE Lithium Energy, Sunshine Power, Nandu Power, Kesta, Kehua Data, BYD, Sunshine Power, Jinlang Technology και άλλες που έχουν σημαντική παρουσία στο εξωτερικό.
Μηχανική EPC, ανίχνευση συνδεδεμένου με το δίκτυο και μετά τη λειτουργία και συντήρηση: Σημαντικές εταιρείες σε αυτόν τον τομέα περιλαμβάνουν τη South China Technology, την Ates, τη Linyang Energy, την Baoguan
Το σύστημα υλικών μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας περιστρέφεται κυρίως γύρω από το φωσφορικό σίδηρο λιθίου και οι μπαταρίες εξελίσσονται προς μεγαλύτερες χωρητικότητες.
Σύμφωνα με τις απαιτήσεις του Υπουργείου Βιομηχανίας και Πληροφορικής, η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας πρέπει να είναι ≥145Wh/kg και η ενεργειακή πυκνότητα των συστοιχιών μπαταριών ≥110Wh/kg. Η διάρκεια ζωής του κύκλου πρέπει να είναι ≥5.000 φορές και ο ρυθμός συντήρησης χωρητικότητας πρέπει να είναι ≥80%. Η ηλεκτροχημική αποθήκευση ενέργειας, ειδικά η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών λιθίου, διέρχεται έναν νέο κύκλο μετασχηματισμού. Νέες τεχνολογίες και χαρακτηριστικά όπως μεγάλες μπαταρίες, υψηλή τάση και υδρόψυξη/υγρόψυξη εμφανίζονται σταδιακά. Επιπλέον, οι μπαταρίες ιόντων νατρίου ενδέχεται να αποκτήσουν ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στο μέλλον λόγω της οικονομικής τους αποδοτικότητας.
Κινέζοι κατασκευαστές ηγούνται των παγκόσμιων αποστολών μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας, με την CATL να είναι ο κορυφαίος προμηθευτής στον κόσμο. Υπολογίζεται ότι οι παγκόσμιες αποστολές μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας το 2021 ανήλθαν σε 59,9 GWh, με τους Ningde Times να αντιπροσωπεύουν τις 16,7 GWh, ή το 27,9% του συνόλου. Η Paineng Technology απεστάλη 1,5 GWh, αντιπροσωπεύοντας το 2,6%. Οι αποστολές αναμένεται να φτάσουν τις 114,9 GWh το 2022, σημειώνοντας αύξηση 91,9%, με τους Ningde Times να αντιπροσωπεύουν 45,0 GWh, ή 169,5%. Σύμφωνα με υπολογισμούς, προβλέπεται ότι οι παγκόσμιες αποστολές μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας θα φτάσουν τις 122,5/219,6 GWh το 2022-2023, αντιπροσωπεύοντας αύξηση 101%/79%. Η Ningde Times αναμένεται να καταλάβει 50/100 GWh των αποστολών, αντανακλώντας αύξηση 199%/100% και διατηρώντας ηγετική θέση.
Στον τομέα της τεχνολογίας inverter, η τάση κινείται προς την αρχιτεκτονική DC 1500V, αντικαθιστώντας την παραδοσιακή αρχιτεκτονική των 1000V, ειδικά στους σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Το 2021, περίπου το 49,4% των οικιακών φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων λειτουργούσε σε επίπεδο τάσης συνεχούς ρεύματος, ενώ η αγορά των 1000V αντιπροσώπευε το 50,6%. Τα κατανεμημένα φωτοβολταϊκά συστήματα εξακολουθούν να χρησιμοποιούν κατά κύριο λόγο το επίπεδο τάσης 1000V. Για παράδειγμα, όλα τα οικιακά συστήματα χρησιμοποιούν το σύστημα στάθμης 1000V, ενώ το 80% των βιομηχανικών και εμπορικών συστημάτων χρησιμοποιούν το επίπεδο 1000V.
Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας 1500V παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα. Το βασικό προϊόν του συστήματος 1500V είναι το PCS αποθήκευσης ενέργειας 1500V. Σε σύγκριση με προηγούμενα συστήματα, το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας 1500V προσφέρει 35%+ αύξηση στην ενεργειακή πυκνότητα και στην πυκνότητα ισχύος, 5%+ μείωση στο κόστος του συστήματος και 0,3%+ αύξηση στην απόδοση του συστήματος. Με ένα δοχείο 40 ποδιών και μια μπαταρία 280 AH, η μέγιστη εγκατεστημένη χωρητικότητα για μια μπαταρία 1000 V είναι 3,3 MWh, ενώ το σύστημα 1500 V μπορεί να επιτύχει 4,5 MWh. Εκτός από τη μείωση του κόστους που σχετίζεται με τα PCS, τις μπαταρίες και τα βοηθητικά αξεσουάρ, το κόστος εργασίας, θεμελίωσης και γης μειώνεται επίσης σημαντικά. Πρόσφατα έργα μεγάλης κλίμακας έχουν δει το ποσοστό διείσδυσης 1500V να ξεπερνά τα δύο τρίτα. Οι αντιπροσωπευτικοί κατασκευαστές σε αυτόν τον τομέα περιλαμβάνουν τους Sunshine, Shangneng και Kehua, με την Shangneng Electric να εξασφαλίζει ένα έργο αποθήκευσης ενέργειας σε επίπεδο 500 MW στο Shandong χρησιμοποιώντας 1500V PCS.
Η εφαρμογή της τεχνολογίας inverter εξελίσσεται διαρκώς και τα ομαδικά PCS εφαρμόζονται όλο και περισσότερο σε μεγάλη κλίμακα. Το Group PCS αντιμετωπίζει τους περιορισμούς των κεντρικών συστημάτων PCS και επιτρέπει εφαρμογές μεγάλης κλίμακας. Τα τρέχοντα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών χρησιμοποιούν κυρίως κεντρικούς υπολογιστές, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε ανισορροπίες μεταξύ των συστάδων μπαταριών και πιθανή υποχρησιμοποίηση ορισμένων μπαταριών. Το Group string PCS επιτρέπει τη διαχείριση σε επίπεδο συμπλέγματος, ενισχύει τη διάρκεια ζωής του συστήματος, βελτιώνει την ικανότητα εκφόρτισης σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής και παρουσιάζει μια αυξανόμενη τάση σε εφαρμογές μεγάλης κλίμακας. Το έργο Huaneng Huangtai 100MW/200MWH είναι ο πρώτος μεγάλης κλίμακας σταθμός παραγωγής ενέργειας αποθήκευσης ενέργειας στην Κίνα που υιοθετεί μια σειρά αρχιτεκτονικής PCS. Ομοίως, το έργο 3MW/6MWH στο Τέξας, στο Shandong, χρησιμοποιεί επίσης αυτή την αρχιτεκτονική συστήματος.
Η Guodian Investment Oil City Daqing υλοποίησε μια πειραματική πλατφόρμα οπτικής αποθήκευσης 200 MW. Η Shangneng Electric παρείχε διάφορους μετατροπείς μοντέλων, συμπεριλαμβανομένων μετατροπέων ομαδικών στοιχειοσειρών 230 kW, δεκάδων μετατροπέων ομαδικών στοιχειοσειρών 225 kW και 175 kW, κεντρικών μηχανών all-in-one 3,125 MW και κατανεμημένων μηχανών all-in-one 3,15 MW. Ο ομαδικός μετατροπέας στοιχειοσειρών 250 kW, συγκεκριμένα, έφερε επανάσταση στην παραδοσιακή προσέγγιση αποκεντρωμένης εγκατάστασης. Με μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα 1 MW και ένα κεντρικό μοντέλο διαχείρισης λειτουργίας και συντήρησης, μείωσε σημαντικά τις απαιτήσεις χρόνου και ανθρώπινου δυναμικού, βελτιώνοντας παράλληλα τη λειτουργική απόδοση.
Ενσωματώνοντας την ψηφιακή τεχνολογία πληροφοριών με τις τεχνολογίες φωτοβολταϊκών και αποθήκευσης ενέργειας, έχει προκύψει μια νέα ιδέα διαμόρφωσης, έξυπνου και αρθρωτού σχεδιασμού συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Αυτή η προσέγγιση επιτρέπει εκλεπτυσμένη διαχείριση σε επίπεδο μονάδας μπαταρίας, με αποτέλεσμα αυξημένη αποφόρτιση, μειωμένη διαμόρφωση μπαταρίας κατά 13%, βελτιωμένη διάρκεια ζωής της μπαταρίας κατά 50%, καλύτερη επένδυση με 30% μείωση στην αρχική διαμόρφωση, μινιμαλιστική λειτουργία και συντήρηση (μείωση του κόστους μεταφοράς και συντήρησης κατά 50 εκατομμύρια γιουάν σε 25 χρόνια), αυξημένη ασφάλεια και σταθερότητα (9% μείωση σε 9%). από 20% σε ισοπεδωμένο κόστος αποθήκευσης (LCOS). Αυτός ο σχεδιασμός βοηθά επίσης τη μετάβαση από την ισοτιμία φωτοβολταϊκών στην ισοτιμία αποθήκευσης ενέργειας.
Ένα μειονέκτημα είναι ότι το τρέχον κόστος των PCS είναι σχετικά υψηλό, αλλά υπάρχει αρκετός χώρος για μείωση της τιμής. Οι αντιπροσωπευτικοί κατασκευαστές σε αυτόν τον τομέα περιλαμβάνουν τις Huawei, Shangneng και Shenghong.
Όσον αφορά την ηλεκτρική τοπολογική δομή, τα σχέδια αρμών υψηλής τάσης προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης χωρητικότητας.
Καθώς η χωρητικότητα των ολοκληρωμένων συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας αυξάνεται, το παραδοσιακό σύστημα αυξανόμενης τάσης σε σειρά αντιμετωπίζει αρκετές προκλήσεις. Πρώτον, οι μεγάλες χωρητικότητες απαιτούν μεγάλο αριθμό μπαταριών, γεγονός που αυξάνει τους κινδύνους για την ασφάλεια. Δεύτερον, καθώς αυξάνεται ο αριθμός των κύκλων μπαταρίας, η συνέπεια απόδοσης μεταξύ των μεμονωμένων κυψελών σταδιακά μειώνεται. Αυτοί οι παράγοντες περιορίζουν συλλογικά τη χωρητικότητα ενός μηχανήματος του συστήματος. Επιπλέον, καθώς αυξάνεται ο παράλληλος εξοπλισμός, ο δευτερεύων έλεγχος επικοινωνίας και συντονισμού γίνεται πιο περίπλοκος.
Τα πλεονεκτήματα των σχεδίων αρμών υψηλής τάσης για συστήματα μεγάλης χωρητικότητας έγκεινται στον παράλληλο συνδυασμό πολλαπλών μονάδων αποθήκευσης ενέργειας. Κάθε μονάδα αποθήκευσης ενέργειας εκπέμπει δεκάδες έως εκατοντάδες βολτ, παρέχοντας ένα ευρύ φάσμα τάσης για διακριτή στοίβαξη μπαταριών. Αυτό μειώνει τον όγκο της στοίβας των μπαταριών και τον αριθμό των μπαταριών που απαιτούνται, αυξάνοντας σημαντικά τη χωρητικότητα του συστήματος ενώ βελτιώνεται η ασφάλεια.
Επί του παρόντος, οι εγχώριες εταιρείες με τεχνολογία υψηλού επιπέδου τάσης περιλαμβάνουν τις Guodian Nanrui, Jinpan Technology, Zhiguang Electric, Sifang Co., Ltd. και New Scenery. Αυτές οι εταιρείες έχουν δημοσιεύσει και έχουν λάβει παραγγελίες αξίας 135 εκατομμυρίων γιουάν.
Τα τελευταία χρόνια, έχουν σημειωθεί συχνές πυρκαγιές σε σταθμούς αποθήκευσης ενέργειας, υπογραμμίζοντας τη σημασία του ελέγχου της θερμοκρασίας, της διαχείρισης θερμότητας και της πυροπροστασίας στα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Οι βιομηχανικές πολιτικές έχουν εφαρμοστεί για την αντιμετώπιση αυτών των ανησυχιών, οδηγώντας στην ταχεία ανάπτυξη συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας και πυροπροστασίας. Το μεταλλικό λίθιο, που υπάρχει στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, παρουσιάζει υψηλή αντιδραστικότητα και έχει εγείρει ανησυχίες για την ασφάλεια για τη χρήση μπαταριών λιθίου στην αποθήκευση ενέργειας. Τα ελλιπή στατιστικά στοιχεία δείχνουν ότι περισσότερα από 17 περιστατικά αποθήκευσης ενέργειας συνέβησαν παγκοσμίως το 2022. Η χώρα έχει εισαγάγει πολιτικές που σχετίζονται με την αποθήκευση ενέργειας και την πυρασφάλεια από το 2021, τονίζοντας τη σημασία της πυροπροστασίας σύμφωνα με νέα πρότυπα.
Στον τομέα της ολοκλήρωσης συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, συνυπάρχουν διάφοροι τρόποι λειτουργίας και υπάρχουν πολλοί παίκτες που εμπλέκονται στην ενοποίηση συστημάτων. Αυτή τη στιγμή υπάρχουν τρεις κύριοι τρόποι λειτουργίας:
Διάταξη αλυσίδας ολόκληρης της βιομηχανίας: Οι εταιρείες που ασχολούνται με την παραγωγή μπαταριών, PCS, BMS, EMS, όπως η BYD, αντιπροσωπεύουν αυτόν τον τρόπο λειτουργίας στο εσωτερικό.
Επαγγελματική ενοποίηση: Αυτή η λειτουργία περιλαμβάνει ολοκληρωμένους που προμηθεύονται εξαρτήματα εξωτερικά και ειδικεύονται στην ενοποίηση συστημάτων. Έχει λιγότερες εφαρμογές στο εσωτερικό, αλλά εκπροσωπείται από ξένες εταιρείες όπως η DOOSAN και η IHI.
Μεταμόρφωση από προμηθευτές εξοπλισμού σε ενοποιητές συστημάτων: Αυτή η λειτουργία εφαρμόζεται ευρέως στο εσωτερικό. Εταιρείες που προηγουμένως επικεντρώνονταν σε συγκεκριμένα προϊόντα, όπως κατασκευαστές φωτοβολταϊκών μετατροπέων όπως η Jinlang Technology, Gudewei και Deye Technology, κατασκευαστές αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών ενέργειας όπως Energy, Penghui Energy και κατασκευαστές PCS/BMS/EMS όπως Jinpan Technology, Cosmald, Ke Shida, Kesta, KOCS, China Data, Baoguang, Ltd., έχουν μετατρέψει σε Electronics System. Στην αγορά των Η.Π.Α., μπορούν να βρεθούν κύριοι ολοκληρωμένοι κατασκευαστές που λειτουργούν και στα τρία μοντέλα.
Μπαταρίες ιόντων νατρίου: Η επιχειρηματική διαδικασία για τις μπαταρίες ιόντων νατρίου επιταχύνεται. Οι μπαταρίες νατρίου προσφέρουν καλύτερη απόδοση από τις μπαταρίες λιθίου σε πιο οικονομική τιμή λόγω της αφθονίας των πόρων νατρίου. Οι μπαταρίες νατρίου παρουσιάζουν γρήγορη απόδοση φόρτισης (φτάνοντας ισχύ 80% σε 15 λεπτά σε θερμοκρασία δωματίου), καλή απόδοση σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, διάρκεια ζωής 4.000-5.000 φορές υπό κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και ενεργειακή πυκνότητα συγκρίσιμη με αυτή των μπαταριών σιδήρου-λιθίου. Ενώ οι αποδεδειγμένοι πόροι λιθίου στον κόσμο το 2022 ανήλθαν σε περίπου 89 εκατομμύρια τόνους, με περισσότερους από τους μισούς από αυτούς να διανέμονται στη Νότια Αμερική, η Κίνα διαθέτει 5,1 εκατομμύρια τόνους, που αντιπροσωπεύουν μόνο το 6% της παγκόσμιας αναλογίας. Επιπλέον, το 65% των πρώτων υλών λιθίου απαιτεί εισαγωγές. Αντίθετα, οι πόροι νατρίου είναι άφθονοι και ευρέως κατανεμημένοι παγκοσμίως, με θαλασσινό νερό πλούσιο σε χλωριούχο νάτριο.
Μπαταρίες ροής: Οι μπαταρίες υγρής ροής, όπου διαχωρίζονται οι θετικοί και οι αρνητικοί ηλεκτρολύτες, προσφέρουν εξαιρετική απόδοση. Οι μπαταρίες ροής σιδήρου-χρωμίου και πλήρους κλίμακας είναι δύο κύριες εμπορικές κατευθύνσεις σε αυτόν τον τομέα.
Αποθήκευση ελαφριάς θερμικής ενέργειας: Η παραγωγή ελαφριάς θερμικής ενέργειας έχει ένα φυσικό πλεονέκτημα ως μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας, ειδικά για ρύθμιση αιχμής και ρύθμιση συχνότητας.
Αποθήκευση ενέργειας βαρύτητας: Η αποθήκευση ενέργειας με βαρύτητα είναι μια μέθοδος μηχανικής αποθήκευσης ενέργειας που χρησιμοποιεί τη δυναμική ενέργεια από διαφορά ύψους για να διευκολύνει τις διαδικασίες φόρτισης και εκφόρτισης.
Αποθήκευση πεπιεσμένου αέρα: Η αποθήκευση ενέργειας πεπιεσμένου αέρα περιλαμβάνει τη συμπίεση του αέρα σε περιόδους χαμηλής ζήτησης ενέργειας και την αποθήκευσή του σε δοχεία υψηλής πίεσης, όπως εγκαταλελειμμένα ορυχεία, δεξαμενές αποθήκευσης αερίου, σπήλαια, ληγμένα πηγάδια πετρελαίου και αερίου ή φρεάτια αερίου που κατασκευάστηκαν πρόσφατα. Σε σύγκριση με την αποθήκευση αέρα σε δοχεία πίεσης όπως χαλύβδινα δοχεία, η χρήση υπόγειων χώρων όπως οι σπηλιές αλατιού για την κατασκευή σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής χωρητικότητας μειώνει σημαντικά το κόστος πρώτων υλών και γης. Τα συστήματα αποθήκευσης πεπιεσμένου αέρα μπορούν να ταξινομηθούν ως παραδοσιακά συστήματα (που απαιτούν αναπλήρωση), συστήματα με συσκευές αποθήκευσης θερμότητας και συστήματα αποθήκευσης πεπιεσμένης ενέργειας υγρού/αερίου, με βάση το μέσο εργασίας, το μέσο αποθήκευσης και τη θερμική πηγή.
Αποθήκευση ενέργειας σφονδύλου: Η αποθήκευση ενέργειας με σφόνδυλο είναι μια νέα τεχνολογία που βρίσκεται ακόμα στα αρχικά στάδια εμπορευματοποίησης. Χρησιμοποιεί έναν περιστρεφόμενο σφόνδυλο για την αποθήκευση και την απελευθέρωση ενέργειας.
