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Il y a plus de dix ans, le terme « stockage d'énergie » était encore en marge de la conscience publique. Cependant, avec le développement rapide des nouvelles sources d'énergie, la contradiction entre la continuité de la production d'énergie et la discontinuité de la demande d'électricité persiste. à intensifier. L'application de systèmes de stockage d'énergie peut résoudre les problèmes de fort caractère aléatoire et de forte volatilité provoqués par l'intégration de nouvelles énergies dans le système électrique dans différents scénarios. Par conséquent, l'appel au développement du stockage d'énergie est devenu plus fort. est faible et la sécurité doit être améliorée. Des problèmes tels que la modernisation limitent le développement de l’industrie du stockage d’énergie.

Après des années de travail acharné dans la technologie de stockage d'énergie, les batteries de stockage d'énergie des sociétés de stockage d'énergie de mon pays passent désormais du liquide traditionnel à l'état solide plus sûr, et la capacité de stockage d'énergie est également passée de 2 000 degrés dans le passé à une nouvelle hauteur de 5 000 degrés. Le contexte de développement de l'industrie du stockage d'énergie est l'innovation technologique. Avec l'aide de l'innovation technologique pour rester à la pointe du développement énergétique, la valeur de flexibilité du stockage d'énergie sera également efficacement mise en œuvre.

5 000 kilowattheures d'électricité emballés dans un conteneur de 20 pieds

Le système de stockage d'énergie est comme une énorme banque d'énergie. Il convertit d'abord l'énergie électrique en d'autres formes d'énergie par des moyens physiques ou chimiques et la stocke, puis convertit l'énergie en énergie électrique et la libère en cas de besoin.

Avec de telles caractéristiques, l’écrêtement des pics et le remplissage des vallées, la régulation des pics et la modulation de fréquence sont devenus des fonctions courantes des systèmes de stockage d’énergie. Lors de la construction de nouveaux systèmes électriques, les systèmes de stockage d'énergie peuvent également favoriser la consommation de nouvelles sources d'énergie telles que le photovoltaïque et l'énergie éolienne, et augmenter la proportion d'énergie renouvelable dans le système électrique.

Les informations publiques montrent qu'en 2023, la capacité de production d'électricité installée en énergie renouvelable de la Chine représentera plus de 50 %, la capacité installée d'énergie éolienne et photovoltaïque représentant 1,04 milliard de kilowatts, soit 15 % de la production d'électricité au premier semestre 2024. , la capacité cumulée éolienne et solaire installée du pays a dépassé 1,18 milliard de kilowatts.

Poussé par le système électrique, le développement de nouveaux systèmes de stockage d’énergie s’est accéléré. À la fin de 2023, la capacité totale installée des nouveaux projets de stockage d'énergie en opération dans mon pays a atteint environ 34,5 GW/74,5 GWh (le stockage d'énergie par batterie lithium-ion représente 97 %), et le taux de croissance annuel moyen dans le les cinq dernières années a dépassé 100 %. En outre, selon les statistiques incomplètes de la base de données mondiale de stockage d'énergie du CNESA, en juin 2024, l'ampleur des nouveaux projets nationaux de stockage d'énergie mis en service s'élevait à 5,40 GW/11,77 GWh, un nouveau sommet depuis 2024, +21 %/+25. % d'année en année.

La demande de stockage d'énergie augmente de jour en jour. L'amélioration de la densité énergétique et de l'économie des systèmes de stockage d'énergie est devenue l'orientation de développement de l'industrie du stockage d'énergie. Beijing Haibosi Chuang Technology Co., Ltd. (ci-après dénommée « Haibosi Chuang ») est une société « licorne » dans l'industrie du stockage d'énergie. Selon Qian Hao, directeur général adjoint de Haibosi Chuang, les améliorations technologiques peuvent permettre à des conteneurs de même taille de stocker plus d'électricité. L'augmentation de la densité énergétique du produit améliore non seulement directement l'efficacité du système, mais signifie également que dans les mêmes conditions de production. La capacité a considérablement augmenté. Avec l'amélioration de la capacité de production de produits et l'expansion de la taille des stations de stockage d'énergie, l'effet d'échelle de l'industrie du stockage d'énergie est devenu plus important, ce qui continuera également à entraîner des réductions de coûts.

Après plus de dix ans d'exploration dans l'industrie du stockage d'énergie, Hyperstron a pris les devants en installant 5 000 kilowattheures d'électricité dans le conteneur de système de stockage d'énergie de 20 pieds connu dans l'industrie. Du point de vue de la densité énergétique, Hyperstron a emballé. l'énergie du conteneur du système de stockage d'énergie dans La densité a été augmentée à 339,56 kWh/m3 et la capacité de stocker de l'électricité par unité de volume se classe au premier rang de l'industrie.

Quel est le concept de 5 000 kilowattheures d’électricité ? "Le stockage d'énergie d'un véhicule électrique est d'environ 50 kilowattheures, et 5 000 kilowattheures d'électricité équivalent à l'énergie stockée dans 100 véhicules électriques."

Vers 2018, dans les projets livrés par Haiboxtron, un conteneur de 20 pieds pouvait stocker 2 000 kilowattheures d'électricité ; d'ici 2023, le système de stockage d'énergie de la même taille pourrait stocker 3 300 kilowattheures d'électricité et désormais un 20 pieds ; Le conteneur peut stocker 5 000 kilowattheures d’électricité, soit plus du double de celui de 2018.

Le développement et l'itération des produits de stockage d'énergie sont très rapides, et l'équipe R&D de Haiboxtron travaille souvent 24 heures sur 24 pour rattraper la vitesse d'évolution de la demande. « Le stockage d'énergie est une industrie dynamique et en développement rapide. Ces dernières années, la capacité annuelle installée a été deux ou trois fois supérieure à celle de l'année précédente, et la densité énergétique des produits a également continué d'augmenter. Nous devons nous adapter à ce rythme et développer rapidement des produits. Vérifier l'ensemble du processus et lancer de nouveaux produits rapidement », a déclaré Qian Hao.

L’intelligence numérique surmonte les problèmes d’intégration

"S'il n'y a pas de technologie intégrée, une entreprise sera tôt ou tard éliminée."

En tant qu’industrie intégrant de multiples disciplines, le contrôle et l’optimisation des systèmes de stockage d’énergie sont des difficultés que les entreprises doivent surmonter. Mais posséder une technologie intégrée n’est pas facile, et mettre en œuvre des itérations de technologie intégrée est également difficile.

De 2011 à 2015, la technologie de stockage électrochimique de l'énergie de la Chine en était encore au stade de l'application de démonstration. Pour la plupart des entreprises, c’est aussi une période difficile. Afin de résoudre les problèmes techniques, les entreprises de stockage d’énergie doivent investir beaucoup d’énergie.

À cette époque, Haibositron était encore au stade de l'accumulation de technologies et de l'exploration du marché. Bien que l'équipe R&D de l'entreprise disposait de réserves techniques dans de nombreux domaines, elle maîtrisait principalement certaines technologies de base liées aux systèmes de gestion de batterie, et les produits qu'elle développait manquaient également. standardisation., chaque projet nécessite d’envoyer de nombreux collaborateurs sur site pour participer au débogage.

Des systèmes de stockage d’énergie de précision, des cellules aux batteries en passant par les conteneurs, et même jusqu’à l’utilisation finale, chaque maillon nécessite une attention particulière.

Qian Hao a mentionné que le stockage d'énergie est un système très complexe et non linéaire. L'une des principales formes d'application du stockage d'énergie est le stockage d'énergie électrochimique utilisant des batteries au lithium comme supports. Les cellules utilisent la technologie électrochimique et produisent généralement du courant continu, alors que ce que nous utilisons. la production et la vie quotidiennes sont en courant alternatif. La conversion du courant continu en courant alternatif nécessite une technologie électronique de puissance. De plus, le système de stockage d'énergie nécessite également une technologie de gestion et de contrôle des batteries, une technologie de conception électrique pour connecter un grand nombre de batteries en série et en parallèle, etc.

Cependant, en 2016, Haibisi a établi une base de production à Beijing Fangshan intégrant la R&D et la production, et a également construit un centre de tests expérimentaux pour améliorer systématiquement les capacités de R&D des technologies et des produits, les capacités de vérification des tests, les capacités de production et de fabrication.

"Du point de vue de la recherche et du développement, nous devons promouvoir la numérisation des produits." Qian Hao a déclaré que le centre de tests expérimentaux susmentionné a enregistré l'identification unique des cellules de batterie dès leur entrée dans l'usine, en enregistrant leur capacité de charge et de décharge. , Les indicateurs de performance et d'autres indicateurs peuvent permettre une gestion raffinée de la production et une traçabilité complète du processus de la qualité des produits. À mesure que l'ensemble du système devient de plus en plus intelligent et numérique, le système de stockage d'énergie peut être entièrement débogué en usine. Après avoir été transporté sur le site du projet, il ne nécessite que des opérations de débogage standardisées et simples pour être connecté au réseau. Les données du site du projet peuvent également être renvoyées à distance pour faciliter l'exploitation et la maintenance à distance.

L'année suivante, Haibositron a livré avec succès le projet de système de stockage d'énergie côté utilisateur de 57,45 MWh et maîtrise depuis pleinement les technologies clés et les capacités d'industrialisation des systèmes de stockage d'énergie. Cette année également, l'Administration nationale de l'énergie a publié les « Avis directeurs sur la promotion du développement de la technologie et de l'industrie du stockage d'énergie de mon pays », qui ont été le premier document d'orientation pour l'industrie du stockage d'énergie de mon pays. de commercialisation.

Les batteries semi-solides perturbent la sécurité du stockage d’énergie

En 2022, le « 14e plan quinquennal » Plan de mise en œuvre du développement du nouveau stockage d'énergie a été publié, précisant que d'ici 2025, le nouveau stockage d'énergie passera du stade précoce de commercialisation au stade de développement à grande échelle et aura les conditions pour une application commerciale à grande échelle.

Avec le développement rapide du marché chinois du stockage d'énergie et la clarté progressive du soutien politique, les grandes entreprises nationales et étrangères ont commencé à accroître leur déploiement de produits de stockage d'énergie, les acteurs du marché ont progressivement augmenté et la taille du marché s'est progressivement élargie. Le « Livre blanc 2024 sur la recherche sur l'industrie du stockage d'énergie » publié par l'Alliance technologique de l'industrie du stockage d'énergie de Zhongguancun montre que la nouvelle capacité installée de stockage d'énergie de la Chine dépassera 20 GW pour la première fois en 2023, soit trois fois le niveau de la même période en 2022.

Cependant, les problèmes de sécurité ont toujours limité le développement rapide de l’industrie du stockage d’énergie. Dans l'industrie nationale du stockage d'énergie, les batteries au lithium fer phosphate constituent la voie technologique principale, mais il existe des risques pour la sécurité tels que l'emballement thermique et les fuites d'électrolyte lors de l'utilisation des batteries au lithium fer phosphate.

Zhao Yongqiang, directeur du Centre de développement des énergies renouvelables de l'Institut de recherche sur l'énergie de la Commission nationale du développement et de la réforme, a déclaré un jour publiquement que du point de vue des nouvelles technologies de stockage d'énergie, les coûts ont diminué au cours des dernières années ; la durée, le coût, la sécurité et la sécurité des ressources sont les facteurs les plus critiques pour le développement technologique. Les facteurs déterminants sont que les problèmes de sécurité dans le développement de nouveaux systèmes de stockage d'énergie à grande échelle sont devenus de plus en plus importants.

En conséquence, de nombreuses entreprises de stockage d’énergie se sont tournées vers les batteries semi-solides plus sûres. Contrairement aux batteries liquides, les batteries semi-solides sont plus sûres et intrinsèquement sûres en raison de risques réduits de fuite d'électrolyte liquide et d'inflammabilité. En prenant comme exemple les batteries au lithium semi-solides, les batteries au lithium semi-solides allient sécurité, densité énergétique et économie en réduisant la teneur en électrolyte liquide et en augmentant le revêtement d'électrolyte solide, et sont désormais prêtes pour une production de masse.

Il est entendu que Haibosichuang a également collaboré avec son partenaire Beijing Weilan New Energy Technology Co., Ltd. pour développer des produits de système de stockage d'énergie basés sur des batteries lithium-ion semi-solides, qui ont été appliqués dans des projets tels que le système de stockage semi-solide de Longquan. centrale électrique de stockage d'énergie à Lishui, Zhejiang.

Depuis 2022, des progrès significatifs ont été réalisés dans la recherche, le développement et l’industrialisation des batteries à semi-solides, et les batteries semi-solides sont désormais industrialisées. Cependant, les rapports de recherche de l'industrie montrent que l'industrie chinoise des batteries à l'état solide en est actuellement à ses balbutiements, et l'industrie estime généralement que la production de masse à grande échelle de batteries entièrement solides prendra 5 à 10 ans.

En ce qui concerne l'avenir, certaines institutions prédisent que la production et l'application de masse de batteries à semi-conducteurs commenceront vers 2027 ; les expéditions mondiales de batteries à semi-conducteurs devraient atteindre 614,1 GWh d'ici 2030, et la taille du marché dépassera 250 milliards de yuans. D'un point de vue national, la Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance prévoit que d'ici là, la capacité installée cumulée du nouveau marché chinois du stockage d'énergie dépassera 200 GW, avec un taux de croissance composé de plus de 30 % de 2024 à 2030.

Ran Lili, journaliste du Beijing Business Daily