Ogledi: 0 Avtor: Urednik mesta Čas objave: 2023-07-18 Izvor: Spletno mesto
Domači obsežni trg je doživel hiter razvoj, pri čemer je več blagovnih znamk za shranjevanje energije povečalo svoje pošiljke z izkoriščanjem virov domačih kanalov. Leta 2021 je kitajske pošiljke za shranjevanje energije vodil CATL. Hitro so rasle tudi pošiljke PCS za shranjevanje energije.
Poleg tega se je pojavilo vedno več novih tehnologij, ki prispevajo k trajnostnemu razvoju industrije shranjevanja energije. Visokonapetostna energija ponuja znatne prednosti v scenarijih velike zmogljivosti. Elektrarne za shranjevanje požara so se soočale s pogostimi požari, zaradi česar je v politikah poudarek na varnosti shranjevanja energije. Tekočinsko hlajenje in raztopine polnega fluorovega ketona so pritegnile pozornost. Nove elektrokemične tehnologije shranjevanja energije, kot so shranjevanje natrijevih ionskih baterij, shranjevanje energije v tekočih baterijah in shranjevanje vodika, so se hitro industrializirale. Nove tehnologije fizičnega shranjevanja energije, kot so shranjevanje svetlobe in toplote, gravitacijsko shranjevanje energije, shranjevanje stisnjenega zraka in shranjevanje energije na vztrajniku, se postopoma uvajajo z demonstracijskimi projekti.
Industrijska veriga za shranjevanje energije vključuje različne člene:
Sistem za shranjevanje energije: To vključuje baterije, PCS, BMS, EMS in druge komponente. Ključni akterji na tem področju so CATL, EVE Lithium Energy, Sunshine Power, Nandu Power, Kesta, Kehua Data, BYD, Sunshine Power, Jinlang Technology in drugi, ki so pomembno prisotni v tujini.
Inženiring EPC, odkrivanje v omrežju ter po obratovanju in vzdrževanje: pomembna podjetja v tem segmentu so South China Technology, Ates, Linyang Energy, Baoguan
Materialni sistem baterij za shranjevanje energije se v glavnem vrti okoli litijevega železovega fosfata, baterije pa se razvijajo proti večjim zmogljivostim.
V skladu z zahtevami Ministrstva za industrijo in informacijsko tehnologijo mora biti energijska gostota baterij za shranjevanje energije ≥145 Wh/kg, energijska gostota baterijskih paketov pa ≥110 Wh/kg. Življenjska doba cikla mora biti ≥5000-krat, stopnja vzdrževanja zmogljivosti pa ≥80 %. Elektrokemično shranjevanje energije, zlasti tehnologija shranjevanja energije iz litijevih baterij, je v novem ciklu transformacije. Postopoma se pojavljajo nove tehnologije in funkcije, kot so velike baterije, visoka napetost in vodno hlajenje/tekočinsko hlajenje. Poleg tega lahko natrijeve ionske baterije v prihodnosti pridobijo konkurenčno prednost zaradi svoje stroškovne učinkovitosti.
Kitajski proizvajalci vodijo svetovne pošiljke baterijskih celic za shranjevanje energije, pri čemer je CATL največji svetovni dobavitelj. Ocenjuje se, da so svetovne pošiljke baterij za shranjevanje energije leta 2021 znašale 59,9 GWh, pri čemer je Ningde Times predstavljal 16,7 GWh ali 27,9 % celotne količine. Paineng Technology je poslala 1,5 GWh, kar predstavlja 2,6 %. Pošiljke naj bi leta 2022 dosegle 114,9 GWh, kar je 91,9-odstotno povečanje, pri čemer Ningde Times predstavlja 45,0 GWh ali 169,5 %. Glede na izračune je predvideno, da bodo svetovne pošiljke baterij za shranjevanje energije v letih 2022–2023 dosegle 122,5/219,6 GWh, kar predstavlja 101 %/79 % povečanje. Pričakuje se, da bo Ningde Times zasedel 50/100 GWh pošiljk, kar odraža 199 %/100 % povečanje, in ohranil vodilni položaj.
Na področju inverterske tehnologije se trend premika k arhitekturi DC 1500 V, ki nadomešča tradicionalno arhitekturo 1000 V, zlasti v elektrarnah. Leta 2021 je približno 49,4 % domačih fotonapetostnih naprav delovalo na ravni enosmerne napetosti, medtem ko je trg 1000 V predstavljal 50,6 %. Distribuirani fotovoltaični sistemi še vedno pretežno uporabljajo napetostni nivo 1000V. Na primer, vsi stanovanjski sistemi uporabljajo sistem na ravni 1000 V, medtem ko 80 % industrijskih in komercialnih sistemov uporablja raven 1000 V.
Sistem za shranjevanje energije 1500 V ima pomembne prednosti. Osrednji izdelek sistema 1500 V je PCS za shranjevanje energije 1500 V. V primerjavi s prejšnjimi sistemi sistem za shranjevanje energije 1500 V ponuja 35 %+ povečanje energijske gostote in gostote moči, 5 %+ znižanje stroškov sistema in 0,3 %+ povečanje učinkovitosti sistema. Pri 40-čeveljskem kontejnerju in bateriji 280AH je največja nameščena zmogljivost za 1000V baterijo 3,3MWh, medtem ko lahko sistem 1500V doseže 4,5MWh. Poleg zmanjšanja stroškov, povezanih z PCS, baterijami in pomožnim priborom, se bistveno zmanjšajo tudi stroški dela, temeljev in zemljišča. Nedavni obsežni projekti so pokazali, da je stopnja prodora 1500 V presegla dve tretjini. Reprezentativni proizvajalci na tem področju vključujejo Sunshine, Shangneng in Kehua, pri čemer Shangneng Electric zagotavlja projekt shranjevanja energije na ravni 500 MW v Shandongu z uporabo 1500 V PCS.
Uporaba inverterske tehnologije se nenehno razvija in skupinski PCS se vse bolj izvaja v velikem obsegu. Group PCS obravnava omejitve centraliziranih PCS sistemov in omogoča obsežne aplikacije. Trenutni sistemi za shranjevanje energije iz baterij uporabljajo predvsem centraliziran PCS, kar lahko privede do neravnovesij med grozdi baterij in morebitne premajhne izkoriščenosti nekaterih baterij. PCS skupinskega niza omogoča upravljanje na ravni gruče, podaljšuje življenjsko dobo sistema, izboljšuje zmogljivost praznjenja v celotnem življenjskem ciklu in kaže naraščajoči trend v aplikacijah velikega obsega. Projekt Huaneng Huangtai 100MW/200MWH je prva obsežna elektrarna za shranjevanje energije na Kitajskem, ki je sprejela vrsto PCS arhitekture. Podobno tudi projekt 3MW/6MWH v Teksasu, Shandong, uporablja to sistemsko arhitekturo.
Guodian Investment Oil City Daqing je implementiral 200MW eksperimentalno platformo za optično shranjevanje. Shangneng Electric je ponudil različne modele razsmernikov, vključno s skupinskimi nizskimi razsmerniki z močjo 230 kW, na desetine skupinskih nizskih razsmernikov z močjo 225 kW in 175 kW, centraliziranimi napravami vse-v-enem s 3,125 MW in porazdeljenimi napravami vse-v-enem z močjo 3,15 MW. Zlasti 250kW skupinski nizni pretvornik je revolucioniral tradicionalni pristop decentralizirane namestitve. Z 1MW integrirano platformo in centraliziranim modelom upravljanja delovanja in vzdrževanja je znatno zmanjšal potrebe po času in delovni sili, hkrati pa izboljšal učinkovitost delovanja.
Z integracijo digitalne informacijske tehnologije s fotovoltaiko in tehnologijami za shranjevanje energije se je pojavil nov koncept oblikovanja, inteligentne in modularne zasnove sistemov za shranjevanje energije. Ta pristop omogoča izboljšano upravljanje na ravni baterijskega modula, kar ima za posledico povečano praznjenje, zmanjšano konfiguracijo baterije za 13 %, izboljšano življenjsko dobo baterije za 50 %, boljšo naložbo s 30-odstotnim zmanjšanjem začetne konfiguracije, minimalistično delovanje in vzdrževanje (zmanjšanje stroškov transporta in vzdrževanja za 50 milijonov juanov v 25 letih), večjo varnost in stabilnost (doseganje stopnje zanesljivosti od 99 % do 99 %) ter skupno zmanjšanje za več kot 20 %. v izravnanih stroških skladiščenja (LCOS). Ta zasnova pomaga tudi pri prehodu s fotonapetostne paritete na pariteto za shranjevanje energije.
Ena od pomanjkljivosti je, da so trenutni stroški PCS razmeroma visoki, vendar obstaja dovolj prostora za znižanje cene. Reprezentativni proizvajalci na tem področju so Huawei, Shangneng in Shenghong.
Kar zadeva električno topološko strukturo, visokonapetostni spojni načrti ponujajo pomembne prednosti za sisteme za shranjevanje energije z veliko zmogljivostjo.
Ko se zmogljivost integriranih sistemov za shranjevanje energije povečuje, se tradicionalna shema serijske naraščajoče napetosti sooča z več izzivi. Prvič, velike zmogljivosti zahtevajo veliko število baterij, kar povečuje varnostna tveganja. Drugič, ko se število baterijskih ciklov poveča, postopoma upada doslednost delovanja posameznih celic. Ti dejavniki skupaj omejujejo zmogljivost enega stroja sistema. Poleg tega, ko se vzporedna oprema poveča, sekundarna komunikacija in koordinacijski nadzor postaneta bolj zapletena.
Prednosti visokonapetostnih skupnih načrtov za sisteme z veliko zmogljivostjo so v njihovi vzporedni kombinaciji več enot za shranjevanje energije. Vsaka enota za shranjevanje energije oddaja na desetine do stotine voltov, kar zagotavlja širok razpon napetosti za diskretno zlaganje baterij. To zmanjša prostornino paketa baterij in število potrebnih baterij, kar znatno poveča zmogljivost sistema in hkrati izboljša varnost.
Trenutno domača podjetja z visokonapetostno tehnologijo vključujejo Guodian Nanrui, Jinpan Technology, Zhiguang Electric, Sifang Co., Ltd. in New Scenery. Ta podjetja so objavila in prejela naročila v vrednosti 135 milijonov juanov.
V zadnjih letih so bili pogosti požari v elektrarnah za shranjevanje energije, kar poudarja pomen nadzora temperature, upravljanja toplote in požarne zaščite v sistemih za shranjevanje energije. Uvedene so bile industrijske politike za reševanje teh vprašanj, kar je vodilo k pospešenemu razvoju sistemov za shranjevanje energije in požarne zaščite. Kovinski litij, ki je prisoten v litij-ionskih baterijah, kaže visoko reaktivnost in je sprožil pomisleke glede varnosti uporabe litijevih baterij pri shranjevanju energije. Nepopolni statistični podatki kažejo, da se je leta 2022 po vsem svetu zgodilo več kot 17 incidentov pri shranjevanju energije. Država je od leta 2021 uvedla politike v zvezi s shranjevanjem energije in požarno varnostjo, pri čemer poudarja pomen požarne zaščite v skladu z novimi standardi.
Na področju integracije sistemov za shranjevanje energije soobstajajo različni načini in pri integraciji sistemov sodeluje veliko akterjev. Trenutno obstajajo trije glavni načini:
Postavitev celotne industrijske verige: Podjetja, ki se ukvarjajo s proizvodnjo baterij, PCS, BMS, EMS, kot je BYD, predstavljajo ta način doma.
Profesionalna integracija: Ta način vključuje integratorje, ki komponente nabavljajo od zunaj in so specializirani za sistemsko integracijo. Ima manj aplikacij doma, vendar ga zastopajo tuja podjetja, kot sta DOOSAN in IHI.
Preoblikovanje iz dobaviteljev opreme v sistemske integratorje: ta način se široko uporablja doma. Podjetja, ki so se prej osredotočala na posebne izdelke, kot so proizvajalci fotovoltaičnih pretvornikov, kot so Jinlang Technology, Gudewei in Deye Technology, proizvajalci baterij za shranjevanje energije, kot so Energy, Penghui Energy, in proizvajalci PCS/BMS/EMS, kot so Jinpan Technology, Cosmald, Ke Shida, Kesta, KOCS, China Data, Baoguang Co., Ltd., Kelu Electronics, so se preoblikovala v sistemske integratorje. Na ameriškem trgu je mogoče najti glavne integrirane proizvajalce, ki delujejo v vseh treh modelih.
Natrijeve ionske baterije: Poslovni proces za natrijeve ionske baterije se pospešuje. Natrijeve baterije nudijo boljše delovanje kot litijeve baterije po stroškovno učinkovitejši ceni zaradi obilice virov natrija. Natrijeve baterije izkazujejo zmogljivost hitrega polnjenja (dosežejo 80 % moči v 15 minutah pri sobni temperaturi), dobro delovanje pri nizkih temperaturah, življenjsko dobo 4.000-5.000-krat pri normalnih temperaturnih pogojih in energijsko gostoto, primerljivo z železo-litijevimi baterijami. Medtem ko so dokazani svetovni viri litija leta 2022 znašali približno 89 milijonov ton, od tega več kot polovica v Južni Ameriki, ima Kitajska 5,1 milijona ton, kar predstavlja le 6 % svetovnega deleža. Poleg tega je treba uvoziti 65 % surovin litija. Nasprotno pa so viri natrija v izobilju in široko razširjeni po vsem svetu, z morsko vodo, bogato z natrijevim kloridom.
Pretočne baterije: Tekočinske baterije, kjer so pozitivni in negativni elektroliti ločeni, nudijo odlično delovanje. Železo-krom in pretočne baterije polnega obsega sta dve veliki komercialni smeri na tem področju.
Shranjevanje lahke toplotne energije: Proizvodnja lahke toplotne energije ima naravno prednost kot način shranjevanja energije, zlasti za prilagajanje konic in regulacijo frekvence.
Gravitacijsko shranjevanje energije: Gravitacijsko shranjevanje energije je metoda mehanskega shranjevanja energije, ki izkorišča potencialno energijo iz višinske razlike za olajšanje postopkov polnjenja in praznjenja.
Shranjevanje stisnjenega zraka: Shranjevanje energije s stisnjenim zrakom vključuje stiskanje zraka v obdobjih nizke porabe energije in njegovo shranjevanje v visokotlačnih posodah, kot so zapuščeni rudniki, rezervoarji za skladiščenje plina, jame, naftne in plinske vrtine ali novo zgrajene plinske vrtine. V primerjavi s shranjevanjem zraka v tlačnih posodah, kot so jeklene pločevinke, uporaba podzemnih prostorov, kot so solne jame, za gradnjo visoko zmogljivih elektrarn bistveno zmanjša stroške surovin in zemlje. Sisteme za shranjevanje stisnjenega zraka lahko razvrstimo kot tradicionalne sisteme (ki zahtevajo dopolnjevanje), sisteme z napravami za shranjevanje toplote in sisteme za shranjevanje stisnjene energije v tekočini/plinu, na podlagi delovnega medija, medija za shranjevanje in vira toplote.
Shranjevanje energije z vztrajnikom: Shranjevanje energije z vztrajnikom je nova tehnologija, ki je še vedno v zgodnjih fazah komercializacije. Za shranjevanje in sproščanje energije uporablja vrtljivi vztrajnik.
