Visningar: 0 Författare: Webbplatsredaktör Publiceringstid: 2023-07-18 Ursprung: Plats
Den inhemska storskaliga marknaden har upplevt en snabb utveckling, med flera varumärken för energilagring som har ökat sina leveranser genom att utnyttja inhemska kanalresurser. 2021 leddes kinesiska energilagringstransporter av CATL. Energilagring PCS-leveranser har också vuxit snabbt.
Dessutom har fler och fler nya tekniker dykt upp som bidrar till en hållbar utveckling av energilagringsindustrin. Högspänningsenergi erbjuder betydande fördelar i scenarier med stor kapacitet. Elkraftverk har ofta drabbats av bränder, vilket har lett till en betoning på säkerheten för energilagring i politiken. Vätskekylning och hela fluorketonlösningar har väckt uppmärksamhet. Nya elektrokemiska energilagringstekniker, såsom natriumjonbatterilagring, vätskeflödesbatterienergilagring och vätelagring, har snabbt industrialiserats. Ny fysisk energilagringsteknik, såsom ljus- och värmelagring, gravitationsenergilagring, tryckluftslagring och svänghjulsenergilagring, implementeras gradvis genom demonstrationsprojekt.
Industrikedjan för energilagring inkluderar olika länkar:
Energilagringssystem: Detta omfattar batterier, PCS, BMS, EMS och andra komponenter. Nyckelaktörer inom detta område inkluderar CATL, EVE Lithium Energy, Sunshine Power, Nandu Power, Kesta, Kehua Data, BYD, Sunshine Power, Jinlang Technology och andra som har en betydande närvaro utomlands.
Engineering EPC, nätansluten detektering och efterdrift och underhåll: Anmärkningsvärda företag i detta segment inkluderar South China Technology, Ates, Linyang Energy, Baoguan
Materialsystemet för energilagringsbatterier kretsar främst kring litiumjärnfosfat, och batterier utvecklas mot större kapacitet.
Enligt de krav som ställs av ministeriet för industri och informationsteknik bör energitätheten för energilagringsbatterier vara ≥145Wh/kg och energitätheten för batteripaket bör vara ≥110Wh/kg. Cykelns livslängd bör vara ≥ 5 000 gånger, och kapacitetsunderhållsgraden bör vara ≥ 80 %. Elektrokemisk energilagring, särskilt litiumbatterienergilagringsteknik, genomgår en ny omvandlingscykel. Nya teknologier och funktioner som stora batterier, högspänning och vattenkylning/vätskekylning dyker gradvis upp. Dessutom kan natriumjonbatterier få en konkurrensfördel i framtiden på grund av deras kostnadseffektivitet.
Kinesiska tillverkare leder de globala leveranserna av energilagringsbatterier, där CATL är världens främsta leverantör. Det uppskattas att globala leveranser av energilagringsbatterier 2021 uppgick till 59,9 GWh, med Ningde Times som står för 16,7 GWh, eller 27,9 % av det totala antalet. Paineng Technology levererade 1,5 GWh, vilket motsvarar 2,6 %. Leveranserna förväntas nå 114,9 GWh 2022, en ökning med 91,9 %, där Ningde Times står för 45,0 GWh, eller 169,5 %. Enligt beräkningar beräknas det att globala leveranser av energilagringsbatterier kommer att nå 122,5/219,6 GWh under 2022-2023, vilket motsvarar en ökning med 101%/79%. Ningde Times förväntas uppta 50/100 GWh av leveranserna, vilket återspeglar en ökning med 199%/100%, och behålla en ledande position.
Inom växelriktartekniken går trenden mot DC 1500V-arkitektur, som ersätter den traditionella 1000V-arkitekturen, särskilt i kraftverk. År 2021 drev cirka 49,4 % av inhemska solcellsanläggningar på likspänningsnivån, medan 1000V-marknaden stod för 50,6 %. Distribuerade solcellssystem använder fortfarande övervägande 1000V-spänningsnivån. Till exempel använder alla bostadssystem 1000V-nivåsystemet, medan 80% av industriella och kommersiella system använder 1000V-nivån.
1500V energilagringssystemet uppvisar betydande fördelar. Kärnprodukten i 1500V-systemet är 1500V energilagrings-PCS. Jämfört med tidigare system erbjuder 1500V energilagringssystemet en ökning med 35 %+ i energitäthet och effekttäthet, en 5 %+ minskning av systemkostnaden och en 0,3 %+ ökning i systemeffektivitet. Med en 40-fotsbehållare och ett 280AH batteri är den maximala installerade kapaciteten för ett 1000V batteri 3,3MWh, medan 1500V-systemet kan uppnå 4,5MWh. Förutom att minska kostnaderna för PCS, batterier och extra tillbehör, minskar också kostnader för arbete, grund och mark avsevärt. De senaste storskaliga projekten har sett att penetrationshastigheten på 1500V överstiger två tredjedelar. Representativa tillverkare inom detta område inkluderar Sunshine, Shangneng och Kehua, där Shangneng Electric säkerställer ett energilagringsprojekt på 500 MW-nivå i Shandong med hjälp av 1500V PCS.
Tillämpningen av inverterteknik utvecklas ständigt och grupp-PCS implementeras i allt större skala. Group PCS adresserar begränsningarna hos centraliserade PCS-system och möjliggör storskaliga applikationer. De nuvarande systemen för lagring av batterienergi använder i första hand centraliserade PCS, vilket kan leda till obalanser mellan batterikluster och potentiellt underutnyttjande av vissa batterier. Group string PCS möjliggör hantering på klusternivå, förbättrar systemets livslängd, förbättrar urladdningskapaciteten under hela livscykeln och uppvisar en växande trend i storskaliga applikationer. Huaneng Huangtai 100MW/200MWH-projektet är det första storskaliga energilagringskraftverket i Kina som antar en serie PCS-arkitektur. På samma sätt använder 3MW/6MWH-projektet i Texas, Shandong, också denna systemarkitektur.
Guodian Investment Oil City Daqing implementerade en experimentell plattform för optisk lagring på 200 MW. Shangneng Electric levererade olika modeller av växelriktare, inklusive 230kW gruppsträngväxelriktare, dussintals 225kW och 175kW gruppsträngväxelriktare, 3,125MW centraliserade allt-i-ett-maskiner och 3,15MW distribuerade allt-i-ett-maskiner. Speciellt 250 kW gruppsträngväxelriktaren revolutionerade den traditionella decentraliserade installationsmetoden. Med en 1MW integrerad plattform och centraliserad drift- och underhållshanteringsmodell minskade det avsevärt tids- och arbetskraftsbehov samtidigt som den operativa effektiviteten förbättrades.
Genom att integrera digital informationsteknik med solcells- och energilagringsteknologier har ett nytt koncept för formning, intelligent och modulär design av energilagringssystem uppstått. Detta tillvägagångssätt möjliggör förfinad hantering på batterimodulnivå, vilket resulterar i ökad urladdning, minskad batterikonfiguration med 13 %, förbättrad batterilivslängd med 50 %, bättre investering med 30 % minskning av den initiala konfigurationen, minimalistisk drift och underhåll (sänker transport- och underhållskostnaderna med 50 miljoner yuan under 25 år), ökad säkerhet och stabilitet (uppnå en tillförlitlighet på mer än 9 % och totalt 9 %) 20 % i utjämnad kostnad för lagring (LCOS). Denna design underlättar också övergången från fotovoltaisk paritet till energilagringsparitet.
En nackdel är att den nuvarande kostnaden för PCS är relativt hög, men det finns gott om utrymme för prissänkningar. Representativa tillverkare inom detta område inkluderar Huawei, Shangneng och Shenghong.
När det gäller elektrisk topologisk struktur erbjuder högspänningsnivå gemensamma planer betydande fördelar för energilagringssystem med stor kapacitet.
När kapaciteten hos integrerade energilagringssystem ökar, står det traditionella seriestigande spänningsschemat inför flera utmaningar. För det första kräver stor kapacitet ett stort antal batterier, vilket ökar säkerhetsriskerna. För det andra, när antalet battericykler ökar, minskar prestandakonsistensen mellan enskilda celler gradvis. Dessa faktorer begränsar kollektivt systemets enmaskinskapacitet. Dessutom, när parallellutrustningen ökar, blir sekundär kommunikation och koordinationskontroll mer komplex.
Fördelarna med gemensamma planer på högspänningsnivå för system med stor kapacitet ligger i deras parallella kombination av flera energilagringsenheter. Varje energilagringsenhet avger dussintals till hundratals volt, vilket ger ett brett spänningsområde för diskret batteristapling. Detta minskar volymen på batteristapeln och antalet batterier som krävs, vilket avsevärt ökar systemkapaciteten samtidigt som säkerheten förbättras.
För närvarande inkluderar inhemska företag med högspänningsteknik Guodian Nanrui, Jinpan Technology, Zhiguang Electric, Sifang Co., Ltd. och New Scenery. Dessa företag har publicerat och fått order värda 135 miljoner yuan.
Under de senaste åren har det förekommit frekventa bränder i energilagringskraftverk, vilket betonar vikten av temperaturkontroll, värmehantering och brandskydd i energilagringssystem. Branschpolicyer har implementerats för att ta itu med dessa problem, vilket leder till en accelererad utveckling av energilagrings- och brandskyddssystem. Metalllitium, som finns i litiumjonbatterier, uppvisar hög reaktivitet och har väckt säkerhetsproblem för användningen av litiumbatterier vid energilagring. Ofullständig statistik visar att över 17 energilagringsincidenter inträffade över hela världen under 2022. Landet har infört policyer relaterade till energilagring och brandsäkerhet sedan 2021, och betonat vikten av brandskydd enligt nya standarder.
När det gäller integration av energilagringssystem finns olika lägen samexisterande, och det finns många aktörer involverade i systemintegration. Det finns tre huvudlägen för närvarande:
Hela industrikedjans layout: Företag involverade i batteri-, PCS-, BMS-, EMS-produktion, såsom BYD, representerar detta läge på hemmaplan.
Professionell integration: Detta läge involverar integratörer som skaffar komponenter externt och specialiserar sig på systemintegration. Den har färre applikationer inhemskt men representeras av utländska företag som DOOSAN och IHI.
Omvandling från utrustningsleverantörer till systemintegratörer: Detta läge används i stor utsträckning inhemskt. Företag som tidigare fokuserat på specifika produkter, såsom tillverkare av fotovoltaiska inverterare som Jinlang Technology, Gudewei och Deye Technology, tillverkare av energilagringsbatterier som Energy, Penghui Energy och tillverkare av PCS/BMS/EMS som Jinpan Technology, Cosmald, Ke Shida, Kesta, KOCS, China Data, Baoguang Co., Ltd. På den amerikanska marknaden finns vanliga integrerade tillverkare som verkar i alla tre modellerna.
Natriumjonbatterier: Affärsprocessen för natriumjonbatterier accelererar. Natriumbatterier ger bättre prestanda än litiumbatterier till ett mer kostnadseffektivt pris på grund av överflöd av natriumresurser. Natriumbatterier uppvisar snabb laddningsprestanda (når 80 % effekt på 15 minuter vid rumstemperatur), bra prestanda under låga temperaturer, en cykellivslängd på 4 000-5 000 gånger under normala temperaturförhållanden och en energitäthet som är jämförbar med den för järn-litiumbatterier. Medan världens bevisade litiumresurser 2022 uppgick till cirka 89 miljoner ton, med över hälften av dem distribuerade i Sydamerika, har Kina 5,1 miljoner ton, vilket motsvarar endast 6% av den globala andelen. Dessutom kräver 65 % av litiumråvarorna import. Däremot är natriumresurserna rikliga och spridda över hela världen, med natriumkloridrikt havsvatten.
Flödesbatterier: Vätskeflödesbatterier, där de positiva och negativa elektrolyterna separeras, erbjuder utmärkt prestanda. Järn-krom- och fullskaliga flödesbatterier är två stora kommersiella riktningar inom detta område.
Lätt termisk energilagring: Lätt termisk kraftgenerering har en naturlig fördel som energilagringsmetod, speciellt för toppjustering och frekvensreglering.
Gravitationsenergilagring: Gravitationsenergilagring är en mekanisk energilagringsmetod som utnyttjar den potentiella energin från en höjdskillnad för att underlätta laddnings- och urladdningsprocesser.
Lagring av tryckluft: Energilagring av tryckluft innebär att komprimera luft under perioder med lågt effektbehov och lagra den i högtryckskärl, såsom övergivna gruvor, gaslagringstankar, grottor, olje- och gaskällor som gått ut, eller nybyggda gaskällor. Jämfört med att lagra luft i tryckkärl som stålburkar, minskar råmaterial- och markkostnaderna avsevärt att använda underjordiska utrymmen som salthålor för att bygga kraftverk med hög kapacitet. Tryckluftslagringssystem kan klassificeras som traditionella system (kräver påfyllning), system med värmelagringsanordningar och vätske-/gaslagringssystem för komprimerad energi, baserade på arbetsmedium, lagringsmedium och termisk källa.
Svänghjulsenergilagring: Svänghjulsenergilagring är en ny teknik som fortfarande är i ett tidigt skede av kommersialisering. Den använder ett roterande svänghjul för att lagra och frigöra energi.
