国内の大規模市場は急速な発展を遂げており、いくつかのエネルギー貯蔵ブランドが国内チャネルリソースを活用して出荷を増やしています。 2021 年の中国のエネルギー貯蔵出荷は CATL によって牽引されました。エネルギー貯蔵 PCS の出荷も急速に増加しています。
さらに、ますます多くの新しい技術が登場し、エネルギー貯蔵産業の持続可能な発展に貢献しています。高電圧エネルギーは、大容量シナリオにおいて大きな利点をもたらします。防火貯蔵発電所では頻繁に火災が発生しており、政策においてエネルギー貯蔵の安全性が重視されるようになりました。液冷や全フッ素ケトン溶液が注目されています。ナトリウムイオン電池貯蔵、液体フロー電池エネルギー貯蔵、水素貯蔵などの新しい電気化学エネルギー貯蔵技術は急速に工業化されています。光と熱の貯蔵、重力エネルギー貯蔵、圧縮空気貯蔵、フライホイールエネルギー貯蔵などの新しい物理エネルギー貯蔵技術が、実証プロジェクトを通じて徐々に導入されています。
エネルギー貯蔵産業チェーンには、さまざまなリンクが含まれています。
エネルギー貯蔵システム: これには、バッテリー、PCS、BMS、EMS、およびその他のコンポーネントが含まれます。この分野の主要企業には、CATL、EVE Lithium Energy、Sunshine Power、Nandu Power、Kesta、Kehua Data、BYD、Sunshine Power、Jinlang Technology、および海外で大きな存在感を示すその他の企業が含まれます。
エンジニアリング EPC、グリッド接続検出、およびポスト運用およびメンテナンス: このセグメントの注目すべき企業には、South China Technology、Ates、Linyang Energy、Baoguan などがあります。
エネルギー貯蔵電池の材料システムは主にリン酸鉄リチウムを中心に展開しており、電池は大容量化に向けて進化しています。
工業情報化部が定めた要件によれば、蓄電池のエネルギー密度は 145Wh/kg 以上、バッテリーパックのエネルギー密度は 110Wh/kg 以上である必要があります。サイクル寿命は 5,000 回以上、容量維持率は 80% 以上である必要があります。電気化学エネルギー貯蔵、特にリチウム電池エネルギー貯蔵技術は、新たな変革サイクルを迎えています。大型バッテリー、高電圧、水冷/液冷などの新しい技術や機能が徐々に登場しています。さらに、ナトリウムイオン電池はその費用対効果の高さにより、将来的に競争上の優位性を獲得する可能性があります。
中国メーカーは世界のエネルギー貯蔵電池セルの出荷をリードしており、CATLは世界トップのサプライヤーとなっている。 2021年の世界のエネルギー貯蔵電池出荷量は59.9GWhに達すると推定されており、そのうち寧徳時報は16.7GWh、つまり全体の27.9％を占めている。 Paineng Technology は 1.5GWh を出荷し、2.6% を占めました。 2022 年の出荷量は 91.9% 増の 114.9GWh に達すると予想されており、そのうち寧徳時報が 45.0GWh (169.5%) を占めると予想されています。計算によると、世界のエネルギー貯蔵電池の出荷量は2022年から2023年に122.5/219.6GWhに達すると予測されており、これは101%/79%の増加に相当します。寧徳時報は出荷量の50/100GWhを占めると予想されており、これは199%/100%の増加を反映し、主導的な地位を維持している。
インバータ技術の分野では、特に発電所において、従来の 1000V アーキテクチャに代わって DC 1500V アーキテクチャに向かう傾向が見られます。 2021 年には、国内の太陽光発電設備の約 49.4% が DC 電圧レベルで動作し、1000V 市場が 50.6% を占めました。分散型太陽光発電システムでは、依然として主に 1000V の電圧レベルが使用されています。たとえば、すべての住宅用システムは 1000V レベルのシステムを使用していますが、産業用および商業用システムの 80% は 1000V レベルを使用しています。
1500V エネルギー貯蔵システムには大きな利点があります。 1500V システムの中核製品は 1500V エネルギー貯蔵 PCS です。以前のシステムと比較して、1500V エネルギー貯蔵システムは、エネルギー密度と電力密度が 35% 以上向上し、システム コストが 5% 以上削減され、システム効率が 0.3% 以上向上しました。 40 フィートのコンテナと 280AH バッテリーを使用すると、1000V バッテリーの最大設置容量は 3.3MWh ですが、1500V システムでは 4.5MWh を達成できます。 PCS、バッテリー、補助アクセサリに関連するコストが削減されるだけでなく、人件費、基礎コスト、土地コストも大幅に削減されます。最近の大規模プロジェクトでは、1500V の普及率が 3 分の 2 を超えています。この分野の代表的なメーカーには、Sunshine、Shangneng、Kehua があり、Shangneng Electric は、1500V PCS を使用して山東省で 500 MW レベルのエネルギー貯蔵プロジェクトを確保しています。
インバーター技術の応用は常に進化しており、グループ PCS はますます大規模に導入されています。 Group PCS は、集中型 PCS システムの制限に対処し、大規模なアプリケーションを可能にします。現在のバッテリー エネルギー貯蔵システムは主に集中型 PCS を採用しているため、バッテリー クラスター間の不均衡が生じ、一部のバッテリーが十分に活用されない可能性があります。グループ ストリング PCS はクラスター レベルの管理を可能にし、システムの寿命を延ばし、ライフサイクル全体を通じて放電容量を向上させ、大規模アプリケーションで増加傾向を示しています。 Huaneng Huangtai 100MW/200MWH プロジェクトは、一連の PCS アーキテクチャを採用した中国初の大規模エネルギー貯蔵発電所です。同様に、山東省テキサス州の 3MW/6MWH プロジェクトでもこのシステム アーキテクチャが利用されています。
国電投資石油都市大慶は、200MW 光ストレージ実験プラットフォームを導入しました。 Shanneng Electric は、230kW グループのストリング インバータ、数十台の 225kW および 175kW グループのストリング インバータ、3.125MW 集中型オールインワン マシン、3.15MW 分散型オールインワン マシンなど、さまざまなモデルのインバータを提供しました。特に、250kW グループのストリング インバータは、従来の分散型設置アプローチに革命をもたらしました。 1MW の統合プラットフォームと集中運用および保守管理モデルにより、運用効率を向上させながら、必要な時間と人員を大幅に削減しました。
デジタル情報技術と太陽光発電およびエネルギー貯蔵技術を統合することにより、エネルギー貯蔵システムの形成、インテリジェント、モジュール設計という新しい概念が登場しました。このアプローチにより、バッテリーモジュールレベルでの洗練された管理が可能になり、放電量の増加、バッテリー構成の13%削減、バッテリー寿命の50%向上、初期構成の30%削減による投資の改善、最小限の運用とメンテナンス(25年間で輸送とメンテナンスのコストを5,000万元削減)、安全性と安定性の向上(99%から99%の信頼性を達成)、保管の平準化コストの全体的な20%以上の削減が可能になります。 (LCOS)。この設計は、太陽光発電パリティからエネルギー貯蔵パリティへの移行にも役立ちます。
欠点の 1 つは、PCS の現在のコストが比較的高いことですが、価格引き下げの余地は十分にあります。この分野の代表的なメーカーとしては、Huawei、Shangneng、Shenghong などがあります。
電気トポロジー構造の観点から見ると、高電圧レベルの共同計画は大容量エネルギー貯蔵システムに大きな利点をもたらします。
エネルギー貯蔵統合システムの容量が増加するにつれて、従来の直列昇圧方式はいくつかの課題に直面しています。まず、大容量には多数のバッテリーが必要となり、安全上のリスクが高まります。次に、バッテリーのサイクル数が増加するにつれて、個々のセル間のパフォーマンスの一貫性が徐々に低下します。これらの要因が集合的に、システムの単一マシンの処理能力を制限します。さらに、並列機器が増加すると、二次通信と調整制御がより複雑になります。
大容量システム向けの高電圧レベルの共同計画の利点は、複数のエネルギー貯蔵ユニットの並列組み合わせにあります。各エネルギー貯蔵ユニットは数十から数百ボルトを出力し、個別のバッテリーのスタッキングに広い電圧範囲を提供します。これにより、バッテリースタックの体積と必要なバッテリーの数が削減され、安全性が向上しながらシステム容量が大幅に増加します。
現在、高電圧レベルの技術を持つ国内企業としては、国電南瑞、金盤科技、志光電気、四方有限公司、新風景などが挙げられる。これらの企業は1億3,500万元相当の注文を発表し受注した。
近年、エネルギー貯蔵発電所での火災が頻繁に発生しており、エネルギー貯蔵システムにおける温度管理、熱管理、防火の重要性が浮き彫りになっています。これらの懸念に対処するために業界政策が導入され、エネルギー貯蔵および防火システムの開発が加速されています。リチウムイオン電池に含まれる金属リチウムは高い反応性を示すため、エネルギー貯蔵におけるリチウム電池の使用に対する安全性の懸念が生じています。不完全な統計によると、2022年に世界中で17件を超えるエネルギー貯蔵事故が発生した。同国は2021年からエネルギー貯蔵と火災安全に関する政策を導入し、新しい基準に基づく防火の重要性を強調している。
蓄電システムインテグレーションの分野では、さまざまなモードが混在しており、システムインテグレーションには多くのプレイヤーが関与しています。現在、次の 3 つの主要なモードがあります。
業界チェーン全体のレイアウト: BYD など、バッテリー、PCS、BMS、EMS 生産に携わる企業が国内でこのモードを代表しています。
プロフェッショナル統合: このモードには、コンポーネントを外部から調達し、システム統合を専門とするインテグレーターが関与します。国内での出願は少ないですが、DOOSAN や IHI などの外国企業が代表を務めています。
機器サプライヤーからシステムインテグレーターへの転換：このモードは国内で広く適用されています。 Jinlang Technology、Gudewei、Deye Technologyなどの太陽光発電インバーターメーカー、Energy、Penghui Energyなどのパワーバッテリーエネルギー貯蔵メーカー、Jinpan Technology、Cosmald、Ke Shida、Kesta、KOCS、China Data、Baoguang Co., Ltd.、Kelu ElectronicsなどのPCS/BMS/EMSメーカーなど、以前は特定の製品に焦点を当てていた企業がシステムインテグレーターに変身しました。米国市場では、主流の総合メーカーが 3 つのモデルすべてを扱っています。
ナトリウムイオン電池: ナトリウムイオン電池のビジネスプロセスは加速しています。ナトリウム電池は、豊富なナトリウム資源により、リチウム電池よりも優れた性能を、より費用対効果の高い価格で提供します。ナトリウム電池は、急速充電性能（室温で 15 分で 80% の電力に達する）、低温条件下での優れた性能、常温条件下で 4,000 ～ 5,000 回のサイクル寿命、および鉄リチウム電池に匹敵するエネルギー密度を示します。 2022年の世界の確認済みリチウム資源量は約8900万トンで、その半分以上が南米に分布しているが、中国の保有量は510万トンで世界全体の6％に過ぎない。さらに、リチウム原料の65％は輸入が必要です。対照的に、ナトリウム資源は豊富で世界中に広く分布しており、海水には塩化ナトリウムが豊富に含まれています。
フロー電池: 正極と負極の電解質が分離されている液体フロー電池は、優れた性能を発揮します。鉄クロム電池とフルスケールフロー電池は、この分野における 2 つの主要な商業的方向性です。
光熱エネルギー貯蔵：光熱発電は、エネルギー貯蔵方法として、特にピーク調整と周波数調整において自然な利点を持っています。
重力エネルギー貯蔵: 重力エネルギー貯蔵は、高低差からの位置エネルギーを利用して充電および放電プロセスを促進する機械的エネルギー貯蔵方法です。
圧縮空気貯蔵: 圧縮空気エネルギー貯蔵には、電力需要が低い期間に空気を圧縮し、廃鉱山、ガス貯蔵タンク、洞窟、期限切れの油井やガス井、または新しく建設されたガス井などの高圧容器に空気を貯蔵することが含まれます。スチール缶などの圧力容器に空気を貯蔵する場合と比較して、塩の洞窟などの地下空間を利用して大容量発電所を建設することで、原材料や土地のコストが大幅に削減されます。圧縮空気貯蔵システムは、作動媒体、貯蔵媒体、および熱源に基づいて、従来のシステム（補充が必要）、蓄熱装置を備えたシステム、および液体/気体の圧縮エネルギー貯蔵システムに分類できます。
フライホイール エネルギー ストレージ: フライホイール エネルギー ストレージは、まだ商業化の初期段階にある新しい技術です。回転フライホイールを利用してエネルギーを蓄積および放出します。
