Visninger: 0 Forfatter: Nettstedredaktør Publiseringstidspunkt: 2023-07-18 Opprinnelse: nettsted
Det innenlandske storskalamarkedet har opplevd rask utvikling, med flere energilagringsmerker som øker forsendelsene sine ved å utnytte innenlandske kanalressurser. I 2021 ble kinesiske energilagringsforsendelser ledet av CATL. Energilagring PCS-forsendelser har også vokst raskt.
Videre har flere og flere nye teknologier dukket opp, som bidrar til en bærekraftig utvikling av energilagringsindustrien. Høyspentenergi gir betydelige fordeler i scenarier med stor kapasitet. Brannkraftverk har møtt hyppige branner, noe som har ført til en vektlegging av energilagringssikkerhet i politikken. Væskekjøling og hele fluorketonløsninger har fått oppmerksomhet. Nye elektrokjemiske energilagringsteknologier, som natriumionbatterilagring, væskestrømbatterienergilagring og hydrogenlagring, har raskt industrialisert seg. Nye fysiske energilagringsteknologier, som lys- og varmelagring, gravitasjonsenergilagring, trykkluftlagring og svinghjulsenergilagring, implementeres gradvis gjennom demonstrasjonsprosjekter.
Industrikjeden for energilagring inkluderer ulike ledd:
Energilagringssystem: Dette omfatter batterier, PCS, BMS, EMS og andre komponenter. Nøkkelaktører på dette området inkluderer CATL, EVE Lithium Energy, Sunshine Power, Nandu Power, Kesta, Kehua Data, BYD, Sunshine Power, Jinlang Technology og andre som har en betydelig oversjøisk tilstedeværelse.
Engineering EPC, netttilkoblet deteksjon og etterdrift og vedlikehold: Kjente selskaper i dette segmentet inkluderer South China Technology, Ates, Linyang Energy, Baoguan
Materialsystemet for energilagringsbatterier dreier seg først og fremst om litiumjernfosfat, og batterier utvikler seg mot større kapasiteter.
I henhold til kravene satt av Nærings- og informasjonsdepartementet skal energitettheten til energilagringsbatterier være ≥145Wh/kg, og energitettheten til batteripakker skal være ≥110Wh/kg. Sykluslevetiden bør være ≥5 000 ganger, og kapasitetsvedlikeholdshastigheten bør være ≥80 %. Elektrokjemisk energilagring, spesielt litiumbatteriers energilagringsteknologi, gjennomgår en ny transformasjonssyklus. Nye teknologier og funksjoner som store batterier, høyspenning og vannkjøling/væskekjøling dukker gradvis opp. I tillegg kan natriumionbatterier få et konkurransefortrinn i fremtiden på grunn av kostnadseffektiviteten.
Kinesiske produsenter leder de globale forsendelsene av energilagringsbatterier, med CATL som verdens beste leverandør. Det er anslått at globale forsendelser av energilagringsbatterier i 2021 utgjorde 59,9 GWh, med Ningde Times som står for 16,7 GWh, eller 27,9 % av totalen. Paineng Technology sendte 1,5 GWh, noe som utgjør 2,6 %. Forsendelser forventes å nå 114,9 GWh i 2022, en økning på 91,9 %, med Ningde Times som står for 45,0 GWh, eller 169,5 %. I følge beregninger er det anslått at globale forsendelser av energilagringsbatterier vil nå 122,5/219,6 GWh i 2022-2023, noe som representerer en økning på 101 %/79 %. Ningde Times forventes å okkupere 50/100GWh av forsendelsene, noe som reflekterer en økning på 199%/100%, og opprettholder en ledende posisjon.
Innenfor inverterteknologien går trenden mot DC 1500V-arkitektur, og erstatter den tradisjonelle 1000V-arkitekturen, spesielt i kraftstasjoner. I 2021 drev omtrent 49,4 % av innenlandske solcelleanlegg på likespenningsnivå, mens 1000V-markedet utgjorde 50,6 %. Distribuerte solcelleanlegg bruker fortsatt hovedsakelig 1000V spenningsnivået. For eksempel bruker alle boligsystemer 1000V-nivåsystemet, mens 80% av industrielle og kommersielle systemer bruker 1000V-nivået.
1500V energilagringssystemet viser betydelige fordeler. Kjerneproduktet til 1500V-systemet er 1500V energilagrings-PCS. Sammenlignet med tidligere systemer tilbyr 1500V energilagringssystemet en 35 %+ økning i energitetthet og effekttetthet, en 5 %+ reduksjon i systemkostnad og en 0,3 %+ økning i systemeffektivitet. Med en 40 fots container og et 280AH batteri er den maksimale installerte kapasiteten for et 1000V batteri 3,3MWh, mens 1500V systemet kan oppnå 4,5MWh. I tillegg til å redusere kostnadene forbundet med PCS, batterier og tilleggsutstyr, reduseres også kostnadene for arbeid, fundamentering og land betydelig. Nylige storskalaprosjekter har sett at 1500V penetrasjonshastigheten har overgått to tredjedeler. Representative produsenter i dette området inkluderer Sunshine, Shangneng og Kehua, med Shangneng Electric som sikrer et energilagringsprosjekt på 500 MW-nivå i Shandong ved bruk av 1500V PCS.
Anvendelsen av inverterteknologi er i stadig utvikling, og gruppe-PCS blir i økende grad implementert i stor skala. Group PCS adresserer begrensningene til sentraliserte PCS-systemer og muliggjør store applikasjoner. De nåværende lagringssystemene for batterienergi bruker primært sentraliserte PCS, noe som kan føre til ubalanse mellom batteriklynger og potensiell underutnyttelse av enkelte batterier. Gruppestreng-PCS gir mulighet for styring på klyngenivå, øker systemets levetid, forbedrer utladningskapasiteten gjennom hele livssyklusen, og viser en økende trend i storskalaapplikasjoner. Huaneng Huangtai 100MW/200MWH-prosjektet er den første storskala energilagringskraftstasjonen i Kina som tar i bruk en serie PCS-arkitektur. På samme måte bruker 3MW/6MWH-prosjektet i Texas, Shandong, også denne systemarkitekturen.
Guodian Investment Oil City Daqing implementerte en 200MW eksperimentell plattform for optisk lagring. Shangneng Electric leverte forskjellige modellomformere, inkludert 230kW gruppestrenginvertere, dusinvis av 225kW og 175kW gruppestrenginvertere, 3,125MW sentraliserte alt-i-ett-maskiner og 3,15MW distribuerte alt-i-ett-maskiner. Spesielt 250kW gruppestreng-inverteren revolusjonerte den tradisjonelle desentraliserte installasjonsmetoden. Med en 1MW integrert plattform og sentralisert drifts- og vedlikeholdsstyringsmodell, reduserte det tids- og arbeidskraftbehovet betydelig, samtidig som driftseffektiviteten ble forbedret.
Ved å integrere digital informasjonsteknologi med solcelle- og energilagringsteknologier har et nytt konsept for forming, intelligent og modulær design av energilagringssystemer dukket opp. Denne tilnærmingen gir mulighet for raffinert styring på batterimodulnivå, noe som resulterer i økt utladning, redusert batterikonfigurasjon med 13 %, forbedret batterilevetid med 50 %, bedre investering med 30 % reduksjon i innledende konfigurasjon, minimalistisk drift og vedlikehold (reduserer transport- og vedlikeholdskostnadene med 50 millioner yuan over 25 år), økt sikkerhet og stabilitet (oppnår en reduksjon på mer enn 9 % og 9 % totalt), 20 % i nivåiserte lagringskostnader (LCOS). Denne utformingen hjelper også overgangen fra fotovoltaisk paritet til energilagringsparitet.
En ulempe er at dagens kostnad for PCS er relativt høy, men det er god plass for prisreduksjon. Representative produsenter på dette feltet inkluderer Huawei, Shangneng og Shenghong.
Når det gjelder elektrisk topologisk struktur, gir høyspenningsnivå fellesplaner betydelige fordeler for energilagringssystemer med stor kapasitet.
Ettersom kapasiteten til integrerte energilagringssystemer øker, står den tradisjonelle seriestigende spenningsordningen overfor flere utfordringer. For det første krever stor kapasitet et høyt antall batterier, noe som øker sikkerhetsrisikoen. For det andre, ettersom antall batterisykluser øker, avtar ytelseskonsistensen mellom individuelle celler gradvis. Disse faktorene begrenser samlet systemets enkeltmaskinkapasitet. I tillegg, etter hvert som parallellutstyret øker, blir sekundær kommunikasjon og koordinasjonskontroll mer kompleks.
Fordelene med fellesplaner på høyspentnivå for systemer med stor kapasitet ligger i deres parallelle kombinasjon av flere energilagringsenheter. Hver energilagringsenhet gir ut dusinvis til hundrevis av volt, og gir et bredt spenningsområde for diskret batteristabling. Dette reduserer volumet på batteristabelen og antallet batterier som kreves, noe som øker systemkapasiteten betydelig samtidig som sikkerheten forbedres.
For tiden inkluderer innenlandske selskaper med høyspenningsteknologi Guodian Nanrui, Jinpan Technology, Zhiguang Electric, Sifang Co., Ltd. og New Scenery. Disse selskapene har publisert og mottatt bestillinger verdt 135 millioner yuan.
De siste årene har det vært hyppige branner i energilagringskraftverk, noe som understreker viktigheten av temperaturkontroll, varmestyring og brannbeskyttelse i energilagringssystemer. Bransjepolitikk har blitt implementert for å møte disse bekymringene, noe som fører til akselerert utvikling av energilagrings- og brannsikringssystemer. Metalllitium, tilstede i litium-ion-batterier, viser høy reaktivitet og har reist sikkerhetsproblemer for bruk av litiumbatterier i energilagring. Ufullstendig statistikk viser at over 17 hendelser med energilagring skjedde over hele verden i 2022. Landet har innført retningslinjer knyttet til energilagring og brannsikkerhet siden 2021, og understreket viktigheten av brannbeskyttelse under nye standarder.
Når det gjelder integrasjon av energilagringssystem, eksisterer ulike moduser side om side, og det er mange aktører involvert i systemintegrasjon. Det er tre hovedmoduser for øyeblikket:
Hele industrikjedeoppsettet: Selskaper involvert i batteri-, PCS-, BMS-, EMS-produksjon, for eksempel BYD, representerer denne modusen innenlands.
Profesjonell integrasjon: Denne modusen involverer integratorer som anskaffer komponenter eksternt og spesialiserer seg på systemintegrasjon. Den har færre applikasjoner innenlands, men er representert av utenlandske selskaper som DOOSAN og IHI.
Transformasjon fra utstyrsleverandører til systemintegratorer: Denne modusen brukes mye innenlands. Selskaper som tidligere fokuserte på spesifikke produkter, for eksempel produsenter av fotovoltaiske inverterer som Jinlang Technology, Gudewei og Deye Technology, produsenter av energilagring av strømbatterier som Energy, Penghui Energy og produsenter av PCS/BMS/EMS som Jinpan Technology, Cosmald, Ke Shida, Kesta, KOCS, China Data, Baoguang Co., Ltd. På det amerikanske markedet kan man finne mainstream integrerte produsenter som opererer i alle tre modellene.
Natrium-ion-batterier: Forretningsprosessen for natrium-ion-batterier akselererer. Natriumbatterier gir bedre ytelse enn litiumbatterier til en mer kostnadseffektiv pris på grunn av overflod av natriumressurser. Natriumbatterier viser rask ladeytelse (når 80 % effekt på 15 minutter ved romtemperatur), god ytelse under lave temperaturforhold, en sykluslevetid på 4000-5000 ganger under normale temperaturforhold, og en energitetthet som kan sammenlignes med jern-litiumbatterier. Mens verdens påviste litiumressurser i 2022 utgjorde omtrent 89 millioner tonn, med over halvparten av dem distribuert i Sør-Amerika, besitter Kina 5,1 millioner tonn, som representerer bare 6% av den globale andelen. Dessuten krever 65 % av litiumråvarene import. Derimot er natriumressurser rikelig og vidt distribuert over hele verden, med natriumkloridrikt sjøvann.
Strømningsbatterier: Væskestrømsbatterier, hvor de positive og negative elektrolyttene er separert, gir utmerket ytelse. Jern-krom og fullskala strømningsbatterier er to store kommersielle retninger på dette feltet.
Lett termisk energilagring: Lett termisk kraftproduksjon har en naturlig fordel som energilagringsmetode, spesielt for toppjustering og frekvensregulering.
Lagring av gravitasjonsenergi: Lagring av gravitasjonsenergi er en mekanisk energilagringsmetode som utnytter den potensielle energien fra en høydeforskjell for å lette lade- og utladingsprosesser.
Lagring av trykkluft: Energilagring av trykkluft innebærer å komprimere luft i perioder med lavt kraftbehov og lagre den i høytrykksbeholdere, som forlatte gruver, gasslagertanker, huler, utgåtte olje- og gassbrønner, eller nykonstruerte gassbrønner. Sammenlignet med lagring av luft i trykkbeholdere som stålbokser, reduserer bruk av underjordiske rom som salthuler for å bygge kraftstasjoner med høy kapasitet betydelig kostnadene for råvarer og areal. Trykkluftlagringssystemer kan klassifiseres som tradisjonelle systemer (krever etterfylling), systemer med varmelagringsenheter og væske/gass komprimert energilagringssystemer, basert på arbeidsmedium, lagringsmedium og termisk kilde.
Svinghjulsenergilagring: Svinghjulsenergilagring er en ny teknologi som fortsatt er i de tidlige stadiene av kommersialisering. Den bruker et roterende svinghjul for å lagre og frigjøre energi.
