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Vor mehr als zehn Jahren stand der Begriff „Energiespeicherung“ noch am Rande der öffentlichen Wahrnehmung. Doch mit der rasanten Entwicklung neuer Energiequellen bleibt der Widerspruch zwischen der Kontinuität der Stromproduktion und der Diskontinuität der Stromnachfrage bestehen intensivieren. Der Einsatz von Energiespeichersystemen kann die Probleme der starken Zufälligkeit und hohen Volatilität lösen, die durch die Integration neuer Energie in das Stromsystem in verschiedenen Szenarien entstehen. Daher ist der Ruf nach der Entwicklung von Energiespeichern immer stärker geworden ist niedrig und die Sicherheit muss verbessert werden. Probleme wie Modernisierung schränken die Entwicklung der Energiespeicherindustrie ein.

Nach Jahren harter Arbeit in der Energiespeichertechnologie bewegen sich die Energiespeicherbatterien der Energiespeicherunternehmen meines Landes nun vom traditionellen flüssigen Zustand zum sichereren festen Zustand, und auch die Energiespeicherkapazität ist von 2.000 Grad in der Vergangenheit auf eine neue Höhe von 2.000 Grad gestiegen 5.000 Grad. Der Entwicklungshintergrund der Energiespeicherbranche ist technologische Innovation. Um an der Spitze der Energieentwicklung zu bleiben, wird auch der Flexibilitätswert der Energiespeicherung effektiv zum Tragen kommen.

5.000 Kilowattstunden Strom verpackt in einem 20-Fuß-Container

Das Energiespeichersystem ist wie eine riesige Powerbank. Es wandelt elektrische Energie zunächst auf physikalischem oder chemischem Wege in andere Energieformen um, speichert sie und wandelt die Energie dann in elektrische Energie um und gibt sie bei Bedarf ab.

Aufgrund dieser Eigenschaften sind Spitzenausgleich und Talfüllung, Spitzenregulierung und Frequenzmodulation zu Routinefunktionen von Energiespeichersystemen geworden. Beim Bau neuer Energiesysteme können Energiespeicher auch den Verbrauch neuer Energiequellen wie Photovoltaik und Windkraft fördern und den Anteil erneuerbarer Energien im Stromsystem erhöhen.

Öffentliche Informationen zeigen, dass die installierte Stromerzeugungskapazität meines Landes im Jahr 2023 mehr als 50 % ausmachen wird, wobei Windkraft und Photovoltaik 1,04 Milliarden Kilowatt ausmachen werden, was 15 % der Stromerzeugung im ersten Halbjahr 2024 ausmacht Die kumulierte installierte Wind- und Solarkapazität des Landes hat 1,18 Milliarden Kilowatt überschritten.

Getrieben durch das Energiesystem hat sich die Entwicklung neuer Energiespeicher beschleunigt. Bis Ende 2023 hat die installierte Gesamtkapazität der in meinem Land in Betrieb befindlichen neuen Energiespeicherprojekte etwa 34,5 GW/74,5 GWh erreicht (Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeicher machen 97 % aus), und die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate in den USA Die letzten fünf Jahre haben 100 % überschritten. Darüber hinaus belief sich laut unvollständigen Statistiken der globalen Energiespeicherdatenbank CNESA im Juni 2024 der Umfang der in Betrieb genommenen neuen inländischen Energiespeicherprojekte auf insgesamt 5,40 GW/11,77 GWh, ein neuer Höchststand seit 2024, +21 %/+25 % Jahr für Jahr.

Die Nachfrage nach Energiespeichern wächst von Tag zu Tag. Die Verbesserung der Energiedichte und Wirtschaftlichkeit von Energiespeichersystemen ist zur Entwicklungsrichtung der Energiespeicherbranche geworden. Beijing Haibosi Chuang Technology Co., Ltd. (im Folgenden „Haibosi Chuang“ genannt) ist ein „Einhorn“-Unternehmen in der Energiespeicherbranche. Laut Qian Hao, stellvertretender Geschäftsführer von Haibosi Chuang, können technologische Verbesserungen es Behältern gleicher Größe ermöglichen, mehr Strom zu speichern. Die Erhöhung der Produktenergiedichte verbessert nicht nur direkt die Systemeffizienz, sondern führt auch dazu, dass die Produktion bei gleichen Produktionslinien erfolgt Mit der Verbesserung der Produktproduktionskapazität und der Vergrößerung der Größe der Energiespeicherstationen ist der Skaleneffekt der Energiespeicherindustrie stärker in den Vordergrund gerückt, was auch weiterhin zu Kostensenkungen führen wird.

Nach mehr als zehnjähriger Erkundung der Energiespeicherbranche hat Hyperstron die Führung bei der Installation von 5.000 Kilowattstunden Strom in den in der Branche bekannten 20-Fuß-Energiespeichersystemcontainer übernommen. Aus Sicht der Energiedichte hat Hyperstron gepackt Die Energie des Energiespeichersystembehälters in Die Dichte wurde auf 339,56 kWh/m3 erhöht, und die Fähigkeit, Strom pro Volumeneinheit zu speichern, steht branchenweit an erster Stelle.

Was ist das Konzept von 5000 Kilowattstunden Strom? „Der Energiespeicher eines Elektrofahrzeugs beträgt etwa 50 Kilowattstunden, und 5.000 Kilowattstunden Strom entsprechen der Energie, die in 100 Elektrofahrzeugen gespeichert ist“, sagte Qian Hao.

Um 2018 herum konnte ein 20-Fuß-Container 2.000 Kilowattstunden Strom speichern, das Energiespeichersystem derselben Größe könnte 3.300 Kilowattstunden Strom speichern; Der Container kann 5.000 Kilowattstunden Strom speichern, mehr als doppelt so viel wie 2018.

Die Entwicklung und Iteration von Energiespeicherprodukten erfolgt sehr schnell, und das Forschungs- und Entwicklungsteam von Haiboxtron arbeitet oft rund um die Uhr, um mit der Geschwindigkeit der Nachfrageverbesserungen Schritt zu halten. „Energiespeicherung ist eine dynamische und sich schnell entwickelnde Branche. In den letzten Jahren war die jährlich installierte Kapazität zwei- bis dreimal so hoch wie im Vorjahr, und auch die Energiedichte der Produkte ist weiter gestiegen. Wir müssen uns diesem Rhythmus anpassen und.“ Entwickeln Sie schnell Produkte und bringen Sie neue Produkte schnell auf den Markt“, sagte Qian Hao.

Digitale Intelligenz überwindet Integrationsprobleme

„Wenn es keine integrierte Technologie gibt, wird ein Unternehmen früher oder später eliminiert.“

Als Branche, die mehrere Disziplinen integriert, sind die Steuerung und Optimierung von Energiespeichersystemen Herausforderungen, die Unternehmen bewältigen müssen. Der Besitz integrierter Technologie ist jedoch nicht einfach, und die Implementierung integrierter Technologie in Iterationen ist ebenfalls schwierig.

Von 2011 bis 2015 befand sich die elektrochemische Energiespeichertechnologie meines Landes noch in der Demonstrationsanwendungsphase. Auch für die meisten Unternehmen ist dies eine schwierige Zeit. Um technische Probleme zu lösen, müssen Energiespeicherunternehmen viel Energie investieren.

Zu diesem Zeitpunkt befand sich Haibositron noch in der Phase der Technologieakkumulation und Markterkundung. Obwohl das Forschungs- und Entwicklungsteam des Unternehmens in vielen Bereichen über technische Reserven verfügte, beherrschte es hauptsächlich einige Kerntechnologien im Zusammenhang mit Batteriemanagementsystemen, und die von ihm entwickelten Produkte waren ebenfalls mangelhaft Bei der Standardisierung müssen bei jedem Projekt viele Mitarbeiter zur Website geschickt werden, um am Debuggen teilzunehmen.

Präzisionsenergiespeichersysteme, von Zellen über Batterien bis hin zu Behältern und sogar bis zur endgültigen Verwendung, jede Verbindung erfordert Aufmerksamkeit.

Qian Hao erwähnte, dass die Energiespeicherung ein sehr komplexes und nichtlineares System ist. Eine der häufigsten Anwendungsformen der Energiespeicherung ist die elektrochemische Energiespeicherung mit Lithiumbatterien als Träger. Die Zellen verwenden normalerweise elektrochemische Technologie und geben normalerweise Gleichstrom aus Die tägliche Produktion und das Leben ist Wechselstrom. Die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom erfordert Leistungselektronik. Darüber hinaus erfordert das Energiespeichersystem auch Batteriemanagement- und Steuerungstechnik, elektrische Designtechnik für die Reihen- und Parallelschaltung einer großen Anzahl von Batterien usw.

Im Jahr 2016 gründete Haibisi jedoch eine Produktionsbasis in Beijing Fangshan, die Forschung und Entwicklung sowie Produktion integriert, und errichtete außerdem ein experimentelles Testzentrum, um die Technologie- und Produkt-F&E-Fähigkeiten, die Testverifizierungsfähigkeiten sowie die Produktions- und Fertigungskapazitäten systematisch zu verbessern.

„Aus Sicht der Forschung und Entwicklung müssen wir die Digitalisierung von Produkten vorantreiben.“ Qian Hao sagte, dass das oben genannte experimentelle Testzentrum die eindeutige ID-Identifizierung der Batteriezellen ab dem Zeitpunkt ihrer Ankunft in der Fabrik aufzeichnete und ihre Lade- und Entladekapazität aufzeichnete , Leistung und andere Indikatoren können ein verfeinertes Produktionsmanagement und eine vollständige Rückverfolgbarkeit der Produktqualität ermöglichen. Da das gesamte System immer intelligenter und digitaler wird, kann das Energiespeichersystem bereits im Werk vollständig debuggt werden. Nach dem Transport zum Projektstandort sind nur noch standardisierte und einfache Debugging-Vorgänge erforderlich, um es an das Netz anzuschließen. Daten vom Projektstandort können auch aus der Ferne zurückgesendet werden, um den Fernbetrieb und die Fernwartung zu erleichtern.

Im darauffolgenden Jahr lieferte Haibositron erfolgreich das 57,45 MWh-Projekt für ein benutzerseitiges Energiespeichersystem ab und beherrscht seitdem die Schlüsseltechnologien und Industrialisierungsfähigkeiten von Energiespeichersystemen vollständig. Ebenfalls in diesem Jahr veröffentlichte die Nationale Energieverwaltung die „Leitmeinungen zur Förderung der Entwicklung der Energiespeichertechnologie und -industrie meines Landes“, das erste Leitdokument für die Energiespeicherindustrie meines Landes, die in die Anfangsphase gelangte der Kommerzialisierung.

Halbfestkörperbatterien stören die Sicherheit der Energiespeicherung

Im Jahr 2022 wurde der „14. Fünfjahresplan“ zur Umsetzung des neuen Energiespeicher-Entwicklungsplans herausgegeben, in dem klargestellt wird, dass neue Energiespeicher bis 2025 von der frühen Phase der Kommerzialisierung in die Phase der groß angelegten Entwicklung übergehen und über die entsprechenden Voraussetzungen verfügen werden für großtechnische kommerzielle Anwendungen.

Mit der rasanten Entwicklung des Energiespeichermarktes meines Landes und der allmählichen Klarheit der politischen Unterstützung haben große in- und ausländische Unternehmen begonnen, ihren Einsatz von Energiespeicherprodukten zu steigern, die Marktteilnehmer sind nach und nach gewachsen und die Marktgröße hat sich nach und nach vergrößert. Das von der Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance veröffentlichte „Energy Storage Industry Research White Paper 2024“ zeigt, dass Chinas neu installierte Energiespeicherkapazität im Jahr 2023 erstmals 20 GW überschreiten wird, dreimal so viel wie im gleichen Zeitraum im Jahr 2022.

Sicherheitsprobleme haben jedoch schon immer die rasante Entwicklung der Energiespeicherbranche eingeschränkt. In der heimischen Energiespeicherindustrie sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien der gängige Technologieweg, es bestehen jedoch Sicherheitsrisiken wie thermisches Durchgehen und Elektrolytaustritt bei der Verwendung von Lithium-Eisenphosphat-Batterien.

Zhao Yongqiang, Direktor des Zentrums für die Entwicklung erneuerbarer Energien des Energieforschungsinstituts der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission, erklärte einmal öffentlich, dass die Kosten im Hinblick auf neue Wege der Energiespeichertechnologie in den letzten Jahren gesunken seien; Laufzeit, Kosten, Sicherheit und Ressourcensicherheit sind die wichtigsten Faktoren für die Technologieentwicklung. Die treibenden Faktoren sind, dass die Sicherheitsprobleme bei der Entwicklung großer neuer Energiespeicher immer wichtiger werden.

Aus diesem Grund haben viele Energiespeicherunternehmen ihr Augenmerk auf sicherere Halbfestkörperbatterien gerichtet. Im Gegensatz zu Flüssigbatterien sind halbfeste Batterien aufgrund des geringeren Risikos des Austretens von flüssigem Elektrolyt und der Entflammbarkeit sicherer und eigensicherer. Am Beispiel halbfester Lithiumbatterien vereinen halbfeste Lithiumbatterien Sicherheit, Energiedichte und Wirtschaftlichkeit durch Reduzierung des Flüssigelektrolytgehalts und Erhöhung der Festelektrolytbeschichtung und sind nun für die Massenproduktion bereit.

Es wird davon ausgegangen, dass Haibosichuang auch mit seinem Partner Beijing Weilan New Energy Technology Co., Ltd. zusammengearbeitet hat, um Energiespeichersystemprodukte auf Basis halbfester Lithium-Ionen-Batterien zu entwickeln, die in Projekten wie dem halbfesten Longquan eingesetzt wurden Energiespeicherkraftwerk in Lishui, Zhejiang.

Seit 2022 wurden erhebliche Fortschritte in der Forschung und Entwicklung sowie der Industrialisierung von Festkörperbatterien erzielt, und Halbfestkörperbatterien wurden inzwischen industrialisiert. Branchenforschungsberichte zeigen jedoch, dass die Festkörperbatterieindustrie meines Landes derzeit noch in den Kinderschuhen steckt und die Branche allgemein davon ausgeht, dass die Massenproduktion von Festkörperbatterien in großem Maßstab 5 bis 10 Jahre dauern wird.

Mit Blick auf die Zukunft gehen einige Institutionen davon aus, dass die Massenproduktion und -anwendung von Festkörperbatterien etwa im Jahr 2027 beginnen wird; die weltweiten Lieferungen von Festkörperbatterien werden bis 2030 voraussichtlich 614,1 GWh erreichen und die Marktgröße wird 250 Milliarden Yuan überschreiten. Aus inländischer Sicht prognostiziert die Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance, dass die kumulierte installierte Kapazität von Chinas neuem Energiespeichermarkt bis dahin 200 GW überschreiten wird, mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von über 30 % von 2024 bis 2030.

Ran Lili, Reporter des Beijing Business Daily