Pregleda: 0 Autor: Urednik stranice Vrijeme objave: 2023-07-18 Izvor: stranica
Domaće tržište velikih razmjera doživjelo je brzi razvoj, s nekoliko robnih marki za skladištenje energije koje su povećale svoje isporuke iskorištavanjem resursa domaćih kanala. U 2021. kineske isporuke za pohranu energije vodio je CATL. Isporuke PCS-a za pohranu energije također su brzo rasle.
Nadalje, pojavilo se sve više i više novih tehnologija koje pridonose održivom razvoju industrije skladištenja energije. Energija visokog napona nudi značajne prednosti u scenarijima velikog kapaciteta. Elektrane za pohranu energije suočavale su se s čestim požarima, što je dovelo do naglaska na sigurnost pohrane energije u politikama. Tekuće hlađenje i otopine cijelog fluor ketona privukle su pozornost. Nove tehnologije elektrokemijskog skladištenja energije, kao što je skladištenje natrijevih ionskih baterija, skladištenje energije tekućih baterija i skladištenje vodika, brzo su se industrijalizirale. Nove tehnologije fizičke pohrane energije, kao što su pohrana svjetlosti i topline, pohrana energije gravitacije, pohrana komprimiranog zraka i pohrana energije na zamašnjaku, postupno se implementiraju kroz demonstracijske projekte.
Industrijski lanac za pohranu energije uključuje različite karike:
Sustav za pohranu energije: obuhvaća baterije, PCS, BMS, EMS i druge komponente. Ključni igrači u ovom području uključuju CATL, EVE Lithium Energy, Sunshine Power, Nandu Power, Kesta, Kehua Data, BYD, Sunshine Power, Jinlang Technology i druge koji su značajno prisutni u inozemstvu.
Inženjerski EPC, detekcija povezana s mrežom te post-operacija i održavanje: značajne tvrtke u ovom segmentu uključuju South China Technology, Ates, Linyang Energy, Baoguan
Sustav materijala za baterije za pohranu energije prvenstveno se vrti oko litij željezo fosfata, a baterije se razvijaju prema većim kapacitetima.
Prema zahtjevima koje je postavilo Ministarstvo industrije i informacijske tehnologije, gustoća energije baterija za pohranu energije trebala bi biti ≥145Wh/kg, a gustoća energije paketa baterija trebala bi biti ≥110Wh/kg. Životni ciklus trebao bi biti ≥5000 puta, a stopa održavanja kapaciteta trebala bi biti ≥80%. Elektrokemijsko skladištenje energije, posebno tehnologija skladištenja energije litijskih baterija, prolazi kroz novi ciklus transformacije. Postupno se pojavljuju nove tehnologije i značajke poput velikih baterija, visokog napona i vodenog/tekućinskog hlađenja. Dodatno, natrij-ionske baterije bi mogle dobiti konkurentsku prednost u budućnosti zbog svoje isplativosti.
Kineski proizvođači predvode globalne isporuke baterijskih ćelija za pohranu energije, a CATL je vodeći svjetski dobavljač. Procjenjuje se da su globalne isporuke baterija za pohranu energije u 2021. iznosile 59,9 GWh, pri čemu Ningde Times otpada na 16,7 GWh, ili 27,9% ukupne količine. Paineng Technology isporučila je 1,5 GWh, što čini 2,6%. Očekuje se da će isporuke doseći 114,9 GWh u 2022., što je povećanje od 91,9%, pri čemu Ningde Times iznosi 45,0 GWh, ili 169,5%. Prema izračunima, predviđa se da će globalne isporuke baterija za pohranu energije dosegnuti 122,5/219,6 GWh u razdoblju 2022.-2023., što predstavlja povećanje od 101%/79%. Očekuje se da će Ningde Times zauzimati 50/100 GWh isporuka, odražavajući povećanje od 199%/100% i zadržavajući vodeću poziciju.
U području inverterske tehnologije, trend se kreće prema DC 1500V arhitekturi, zamjenjujući tradicionalnu 1000V arhitekturu, posebno u elektranama. U 2021. približno 49,4% domaćih fotonaponskih instalacija radilo je na razini istosmjernog napona, dok je tržište od 1000V činilo 50,6%. Distribuirani fotonaponski sustavi još uvijek pretežno koriste naponsku razinu od 1000V. Na primjer, svi stambeni sustavi koriste sustav razine od 1000 V, dok 80% industrijskih i komercijalnih sustava koristi razinu od 1000 V.
Sustav za pohranu energije od 1500 V pokazuje značajne prednosti. Osnovni proizvod 1500V sustava je PCS za pohranu energije od 1500V. U usporedbi s prethodnim sustavima, sustav za pohranu energije od 1500 V nudi 35%+ povećanje gustoće energije i gustoće snage, 5%+ smanjenje troškova sustava i 0,3%+ povećanje učinkovitosti sustava. S kontejnerom od 40 stopa i baterijom od 280 AH, maksimalni instalirani kapacitet za bateriju od 1000 V je 3,3 MWh, dok sustav od 1500 V može postići 4,5 MWh. Osim smanjenja troškova povezanih s PCS-om, baterijama i pomoćnim priborom, troškovi rada, temelja i zemljišta također se značajno smanjuju. U nedavnim velikim projektima stopa prodora od 1500 V premašila je dvije trećine. Reprezentativni proizvođači u ovom području uključuju Sunshine, Shangneng i Kehua, sa Shangneng Electricom koji osigurava projekt skladištenja energije na razini 500 MW u Shandongu koristeći 1500V PCS.
Primjena inverterske tehnologije neprestano se razvija, a grupni PCS se sve više primjenjuje u velikim razmjerima. Group PCS rješava ograničenja centraliziranih PCS sustava i omogućuje aplikacije velikih razmjera. Trenutačni sustavi za pohranu baterije prvenstveno koriste centralizirani PCS, što može dovesti do neravnoteže između klastera baterija i potencijalnog neiskorištenja nekih baterija. Grupni niz PCS omogućuje upravljanje na razini klastera, produljuje životni vijek sustava, poboljšava kapacitet pražnjenja tijekom cijelog životnog ciklusa i pokazuje rastući trend u aplikacijama velikih razmjera. Projekt Huaneng Huangtai 100MW/200MWH je prva velika elektrana za skladištenje energije u Kini koja je usvojila niz PCS arhitekture. Slično tome, projekt 3MW/6MWH u Texasu, Shandong, također koristi ovu arhitekturu sustava.
Guodian Investment Oil City Daqing implementirao je eksperimentalnu platformu optičke pohrane od 200 MW. Shangneng Electric je ponudio različite modele pretvarača, uključujući grupne strunske pretvarače od 230kW, desetke grupnih nizačkih pretvarača snage 225kW i 175kW, centralizirane sve-u-jednom strojeve snage 3,125 MW i distribuirane sve-u-jednom strojeve snage 3,15 MW. Konkretno, grupni strujni pretvarač od 250 kW revolucionirao je tradicionalni pristup decentraliziranoj instalaciji. S integriranom platformom od 1 MW i centraliziranim modelom upravljanja radom i održavanjem, značajno je smanjio zahtjeve za vremenom i radnom snagom dok je poboljšao operativnu učinkovitost.
Integracijom digitalne informacijske tehnologije s fotonaponskim tehnologijama i tehnologijama za pohranu energije, pojavio se novi koncept oblikovanja, inteligentnog i modularnog dizajna sustava za pohranu energije. Ovaj pristup omogućuje rafinirano upravljanje na razini baterijskog modula, što rezultira povećanim pražnjenjem, smanjenom konfiguracijom baterije za 13%, poboljšanim vijekom trajanja baterije za 50%, boljim ulaganjem sa 30% smanjenjem početne konfiguracije, minimalističkim radom i održavanjem (smanjenje troškova transporta i održavanja za 50 milijuna yuana tijekom 25 godina), povećanom sigurnošću i stabilnošću (postizanje stope pouzdanosti od 99% do 99%) i ukupnim smanjenjem od više od 20%. u izravnanim troškovima skladištenja (LCOS). Ovaj dizajn također pomaže prijelaz s fotonaponskog pariteta na paritet pohrane energije.
Jedan nedostatak je što je trenutna cijena PCS-a relativno visoka, ali postoji dovoljno prostora za smanjenje cijene. Reprezentativni proizvođači u ovom području su Huawei, Shangneng i Shenghong.
U smislu električne topološke strukture, planovi spojeva visokog napona nude značajne prednosti za sustave za pohranu energije velikog kapaciteta.
Kako se kapacitet integriranih sustava za pohranu energije povećava, tradicionalna serijska shema rastućeg napona suočava se s nekoliko izazova. Prvo, veliki kapaciteti zahtijevaju velik broj baterija, što povećava sigurnosne rizike. Drugo, kako se broj ciklusa baterije povećava, dosljednost performansi među pojedinačnim ćelijama postupno opada. Ovi faktori zajedno ograničavaju kapacitet jednog stroja sustava. Dodatno, kako se paralelna oprema povećava, sekundarna komunikacija i kontrola koordinacije postaju složeniji.
Prednosti visokonaponskih zajedničkih planova za sustave velikog kapaciteta leže u njihovoj paralelnoj kombinaciji više jedinica za pohranu energije. Svaka jedinica za pohranu energije daje desetke do stotine volti, pružajući širok raspon napona za diskretno slaganje baterija. Ovo smanjuje volumen baterije i broj potrebnih baterija, značajno povećavajući kapacitet sustava uz poboljšanje sigurnosti.
Trenutačno domaće tvrtke s visokonaponskom tehnologijom uključuju Guodian Nanrui, Jinpan Technology, Zhiguang Electric, Sifang Co., Ltd. i New Scenery. Te su tvrtke objavile i primile narudžbe u vrijednosti od 135 milijuna juana.
Posljednjih godina česti su požari u elektranama za pohranu energije, što naglašava važnost kontrole temperature, upravljanja toplinom i zaštite od požara u sustavima za pohranu energije. Provedene su industrijske politike za rješavanje ovih problema, što je dovelo do ubrzanog razvoja sustava za pohranu energije i zaštite od požara. Metalni litij, prisutan u litij-ionskim baterijama, pokazuje visoku reaktivnost i izazvao je zabrinutost za sigurnost upotrebe litijevih baterija u pohrani energije. Nepotpune statistike pokazuju da se 2022. u svijetu dogodilo više od 17 incidenata u vezi sa pohranjivanjem energije. Država je od 2021. uvela politike vezane uz pohranu energije i sigurnost od požara, naglašavajući važnost zaštite od požara prema novim standardima.
U području integracije sustava za pohranu energije koegzistiraju različiti načini, a mnogi igrači uključeni su u integraciju sustava. Trenutno postoje tri glavna načina:
Raspored cijelog lanca industrije: Tvrtke uključene u proizvodnju baterija, PCS-a, BMS-a, EMS-a, kao što je BYD, predstavljaju ovaj način rada u zemlji.
Profesionalna integracija: Ovaj način uključuje integratore koji nabavljaju komponente izvana i specijalizirani su za integraciju sustava. Ima manje primjena u zemlji, ali ga zastupaju strane tvrtke poput DOOSAN-a i IHI-ja.
Transformacija iz dobavljača opreme u sistemske integratore: Ovaj se način široko primjenjuje u zemlji. Tvrtke koje su se prethodno fokusirale na specifične proizvode, kao što su proizvođači fotonaponskih invertera kao što su Jinlang Technology, Gudewei i Deye Technology, proizvođači baterija za pohranu energije kao što su Energy, Penghui Energy i proizvođači PCS/BMS/EMS kao što su Jinpan Technology, Cosmald, Ke Shida, Kesta, KOCS, China Data, Baoguang Co., Ltd., Kelu Electronics, transformirale su se u sistemske integratore. Na američkom tržištu mogu se pronaći glavni integrirani proizvođači koji rade u sva tri modela.
Natrij-ionske baterije: poslovni proces za natrij-ionske baterije se ubrzava. Natrijeve baterije nude bolje performanse od litijevih baterija po isplativijoj cijeni zbog obilja izvora natrija. Natrijeve baterije pokazuju performanse brzog punjenja (dostižu 80% snage u 15 minuta na sobnoj temperaturi), dobre performanse u uvjetima niskih temperatura, ciklus ciklusa od 4000 do 5000 puta u normalnim temperaturnim uvjetima i gustoću energije usporedivu s onom kod željezno-litijskih baterija. Dok su dokazani svjetski izvori litija u 2022. godini iznosili oko 89 milijuna tona, od čega je više od polovice distribuirano u Južnoj Americi, Kina posjeduje 5,1 milijun tona, što predstavlja samo 6% globalnog udjela. Štoviše, 65% litijskih sirovina zahtijeva uvoz. Nasuprot tome, izvori natrija su obilni i široko rasprostranjeni diljem svijeta, s morskom vodom bogatom natrijevim kloridom.
Protočne baterije: Tekuće protočne baterije, kod kojih su pozitivni i negativni elektroliti odvojeni, nude izvrsne performanse. Željezo-krom i baterije punog protoka dva su glavna komercijalna pravca u ovom području.
Lagana pohrana toplinske energije: Lagana toplinska energija ima prirodnu prednost kao metoda pohrane energije, posebno za vršno podešavanje i regulaciju frekvencije.
Gravitacijsko pohranjivanje energije: Gravitacijsko pohranjivanje energije metoda je mehaničkog pohranjivanja energije koja koristi potencijalnu energiju iz visinske razlike za olakšavanje procesa punjenja i pražnjenja.
Skladištenje komprimiranog zraka: Skladištenje energije komprimiranim zrakom uključuje komprimiranje zraka tijekom razdoblja niske potražnje za energijom i njegovo skladištenje u visokotlačnim posudama, kao što su napušteni rudnici, spremnici plina, špilje, naftne i plinske bušotine kojima je istekao rok trajanja ili novoizgrađene plinske bušotine. U usporedbi sa skladištenjem zraka u posudama pod tlakom poput čeličnih limenki, korištenje podzemnih prostora kao što su slane pećine za izgradnju elektrana velikog kapaciteta značajno smanjuje troškove sirovina i zemljišta. Sustavi za pohranjivanje komprimiranog zraka mogu se klasificirati kao tradicionalni sustavi (koji zahtijevaju nadopunjavanje), sustavi s uređajima za pohranjivanje topline i sustavi za pohranu komprimirane energije tekućine/plina, na temelju radnog medija, medija za pohranjivanje i izvora topline.
Pohranjivanje energije na zamašnjaku: Pohranjivanje energije na zamašnjaku nova je tehnologija koja je još uvijek u ranoj fazi komercijalizacije. Koristi rotirajući zamašnjak za pohranu i otpuštanje energije.
