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Più di dieci anni fa il termine "accumulo di energia" era ancora ai margini della consapevolezza pubblica. Tuttavia, con il balzo in avanti dello sviluppo di nuove fonti energetiche, continua la contraddizione tra la continuità della produzione di energia elettrica e la discontinuità della domanda di energia elettrica. intensificare. L’applicazione di sistemi di accumulo dell’energia può risolvere i problemi di forte casualità e alta volatilità causati dall’integrazione di nuova energia nel sistema energetico in diversi scenari. Pertanto, la richiesta per lo sviluppo dello stoccaggio dell’energia è diventata più forte è basso e la sicurezza deve essere migliorata. Problemi come il potenziamento stanno limitando lo sviluppo del settore dello stoccaggio dell’energia.

Dopo anni di duro lavoro nella tecnologia di accumulo dell'energia, le batterie di accumulo delle società di stoccaggio dell'energia del mio paese stanno ora passando dal tradizionale liquido allo stato solido più sicuro, e anche la capacità di accumulo dell'energia è balzata dai 2.000 gradi del passato a una nuova altezza di 5.000 gradi. Il contesto di sviluppo del settore dello stoccaggio dell’energia è l’innovazione tecnologica. Con l’aiuto dell’innovazione tecnologica per rimanere in prima linea nello sviluppo dell’energia, anche il valore della flessibilità dello stoccaggio dell’energia verrà effettivamente messo in gioco.

5.000 kilowattora di elettricità racchiusi in un container da 20 piedi

Il sistema di accumulo dell'energia è come un'enorme power bank. Innanzitutto converte l'energia elettrica in altre forme di energia attraverso mezzi fisici o chimici e la immagazzina, quindi converte l'energia in energia elettrica e la rilascia quando necessario.

Con tali caratteristiche, il peak shaving e il riempimento delle valli, la regolazione dei picchi e la modulazione di frequenza sono diventate funzioni di routine dei sistemi di accumulo dell’energia. Nella costruzione di nuovi sistemi energetici, i sistemi di accumulo dell’energia possono anche promuovere il consumo di nuove fonti energetiche come il fotovoltaico e l’energia eolica e aumentare la percentuale di energia rinnovabile nel sistema energetico.

Le informazioni pubbliche mostrano che nel 2023, la capacità installata di energia rinnovabile del mio Paese rappresenterà più del 50%, con una capacità installata di energia eolica e fotovoltaica pari a 1,04 miliardi di kilowatt, pari al 15% della produzione di energia nella prima metà del 2024 , la capacità installata cumulativa di energia eolica e solare del Paese ha superato 1,18 miliardi di kilowatt.

Spinto dal sistema energetico, lo sviluppo di nuovi sistemi di stoccaggio dell’energia ha subito un’accelerazione. Alla fine del 2023, la capacità installata totale dei nuovi progetti di stoccaggio dell’energia in funzione nel mio paese ha raggiunto circa 34,5 GW/74,5 GWh (lo stoccaggio dell’energia tramite batterie agli ioni di litio rappresenta il 97%) e il tasso di crescita medio annuo nel ultimi cinque anni ha superato il 100%. Inoltre, secondo le statistiche incomplete del database globale di stoccaggio dell’energia del CNESA, nel giugno 2024, la portata dei nuovi progetti nazionali di stoccaggio dell’energia messi in funzione è stata pari a 5,40 GW/11,77 GWh, un nuovo massimo dal 2024, +21%/+25 % anno dopo anno.

La domanda di stoccaggio dell’energia cresce di giorno in giorno. Migliorare la densità energetica e l’economia dei sistemi di stoccaggio dell’energia è diventata la direzione di sviluppo del settore dello stoccaggio dell’energia. Beijing Haibosi Chuang Technology Co., Ltd. (di seguito denominata "Haibosi Chuang") è una società "unicorno" nel settore dello stoccaggio dell'energia. Secondo Qian Hao, vice direttore generale di Haibosi Chuang, i miglioramenti tecnologici possono consentire ai contenitori della stessa dimensione di immagazzinare più elettricità. L'aumento della densità energetica del prodotto non solo migliora direttamente l'efficienza del sistema, ma significa anche che, a parità di condizioni della linea di produzione, si produce la capacità è aumentata in modo significativo Con il miglioramento della capacità di produzione dei prodotti e l’espansione della scala delle stazioni di stoccaggio dell’energia, l’effetto scala del settore dello stoccaggio dell’energia è diventato più evidente, il che continuerà anche a portare a riduzioni dei costi.

Dopo più di dieci anni di esplorazione nel settore dello stoccaggio dell'energia, Hyperstron ha preso l'iniziativa di installare 5.000 kilowattora di elettricità nel container del sistema di stoccaggio dell'energia da 20 piedi noto nel settore. Dal punto di vista della densità energetica, Hyperstron ha fatto il pieno l'energia del contenitore del sistema di accumulo dell'energia. La densità è stata aumentata a 339,56 kWh/m3 e la capacità di immagazzinare elettricità per unità di volume è al primo posto nel settore.

Qual è il concetto di 5000 kilowattora di elettricità? "L'accumulo di energia di un veicolo elettrico è di circa 50 kilowattora e 5.000 kilowattora di elettricità equivalgono all'energia immagazzinata in 100 veicoli elettrici", ha affermato Qian Hao.

Intorno al 2018, nei progetti consegnati da Haiboxtron, un container da 20 piedi poteva immagazzinare 2.000 kilowattora di elettricità entro il 2023, il sistema di accumulo dell’energia delle stesse dimensioni potrebbe immagazzinare 3.300 kilowattora di elettricità; Il container può immagazzinare 5.000 kilowattora di elettricità, più del doppio rispetto al 2018.

Lo sviluppo e l'iterazione dei prodotti per lo stoccaggio dell'energia sono molto rapidi e il team di ricerca e sviluppo di Haiboxtron lavora spesso 24 ore su 24 per tenere il passo con la velocità degli aggiornamenti della domanda. "Lo stoccaggio dell'energia è un settore vivace e in rapido sviluppo. Negli ultimi anni, la capacità installata annuale è stata due o tre volte quella dell'anno precedente, e anche la densità energetica dei prodotti ha continuato ad aumentare. Dobbiamo adattarci a questo ritmo e sviluppare rapidamente prodotti, verificare l'intero processo e lanciare rapidamente nuovi prodotti", ha affermato Qian Hao.

L’intelligenza digitale supera i problemi di integrazione

"Se non esiste una tecnologia integrata, un'impresa prima o poi verrà eliminata", ritiene Qian Hao.

Essendo un settore che integra molteplici discipline, il controllo e l’ottimizzazione dei sistemi di accumulo dell’energia sono difficoltà che le aziende devono superare. Ma possedere una tecnologia integrata non è facile, e anche implementare iterazioni della tecnologia integrata è difficile.

Dal 2011 al 2015, la tecnologia di accumulo dell'energia elettrochimica del mio paese era ancora in fase di applicazione dimostrativa. Per la maggior parte delle aziende, anche questo è un periodo difficile. Per risolvere i problemi tecnici, le società di stoccaggio dell’energia devono investire molta energia.

A quel tempo, Haibositron era ancora in una fase di accumulo di tecnologia ed esplorazione del mercato. Sebbene il team di ricerca e sviluppo dell'azienda avesse riserve tecniche in molti campi, padroneggiava principalmente alcune tecnologie chiave relative ai sistemi di gestione delle batterie e anche i prodotti che sviluppava erano carenti. standardizzazione, ogni progetto richiede l'invio di molti dipendenti sul sito per partecipare al debug.

Nei sistemi di accumulo di energia di precisione, dalle celle alle batterie ai contenitori e persino all'uso finale, ogni collegamento richiede attenzione.

Qian Hao ha affermato che l'accumulo di energia è un sistema molto complesso e non lineare. Una delle forme di applicazione principali dell'accumulo di energia è l'accumulo di energia elettrochimica che utilizza batterie al litio come vettori la produzione e la vita quotidiana sono corrente alternata. La conversione dalla corrente continua alla corrente alternata richiede la tecnologia dell'elettronica di potenza. Non solo, il sistema di accumulo dell’energia richiede anche una tecnologia di gestione e controllo delle batterie, una tecnologia di progettazione elettrica per il collegamento di un gran numero di batterie in serie e in parallelo, ecc.

Tuttavia, nel 2016, Haibisi ha creato una base produttiva a Pechino Fangshan che integra ricerca e sviluppo e produzione, e ha anche costruito un centro di test sperimentale per migliorare sistematicamente le capacità di ricerca e sviluppo della tecnologia e dei prodotti, testando le capacità di verifica e le capacità di produzione e produzione.

"Dal punto di vista della ricerca e dello sviluppo, dobbiamo promuovere la digitalizzazione dei prodotti." Qian Hao ha affermato che il suddetto centro di test sperimentale ha registrato l'identificazione ID univoca delle celle della batteria dal momento in cui sono entrate nella fabbrica, registrandone la capacità di carica e scarica. , Prestazioni e altri indicatori possono raggiungere una gestione raffinata della produzione e la tracciabilità dell'intero processo della qualità del prodotto. Man mano che l'intero sistema diventa sempre più intelligente e digitale, il sistema di accumulo dell'energia può essere completamente sottoposto a debug in fabbrica. Dopo essere stato trasportato sul sito del progetto, richiede solo operazioni di debug standardizzate e semplici per essere collegato alla rete. I dati provenienti dal sito del progetto possono anche essere rinviati a distanza per facilitare il funzionamento e la manutenzione a distanza.

L'anno successivo, Haibositron ha consegnato con successo il progetto del sistema di accumulo di energia lato utente da 57,45 MWh e da allora ha padroneggiato appieno le tecnologie chiave e le capacità di industrializzazione dei sistemi di accumulo di energia. Sempre quest'anno, l'Amministrazione nazionale per l'energia ha pubblicato i "Pareri guida sulla promozione dello sviluppo della tecnologia e dell'industria di stoccaggio dell'energia nel mio paese", che è stato il primo documento guida per l'industria dello stoccaggio dell'energia del mio paese entrata nella fase iniziale di commercializzazione.

Le batterie semi-solide interrompono la sicurezza dello stoccaggio dell’energia

Nel 2022 è stato emanato il "14° Piano quinquennale", Piano di attuazione per lo sviluppo del nuovo stoccaggio di energia, chiarendo che entro il 2025, il nuovo stoccaggio di energia passerà dalla fase iniziale di commercializzazione alla fase di sviluppo su larga scala e avrà le condizioni per applicazioni commerciali su larga scala.

Con il rapido sviluppo del mercato dello stoccaggio dell’energia nel mio Paese e la graduale chiarezza delle politiche di sostegno, le principali aziende nazionali ed estere hanno iniziato ad aumentare la loro diffusione di prodotti per lo stoccaggio dell’energia, i partecipanti al mercato sono gradualmente aumentati e le dimensioni del mercato si sono gradualmente ampliate. Il "Libro bianco sulla ricerca sull'industria dello stoccaggio dell'energia 2024" pubblicato dalla Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance mostra che la nuova capacità installata di stoccaggio dell'energia in Cina supererà per la prima volta i 20 GW nel 2023, tre volte il livello dello stesso periodo nel 2022.

Tuttavia, i problemi di sicurezza hanno sempre limitato il rapido sviluppo del settore dello stoccaggio dell’energia. Nel settore dello stoccaggio domestico dell’energia, le batterie al litio ferro fosfato rappresentano la soluzione tecnologica principale, ma esistono rischi per la sicurezza come l’instabilità termica e la perdita di elettrolita durante l’uso delle batterie al litio ferro fosfato.

Zhao Yongqiang, direttore del Centro per lo sviluppo delle energie rinnovabili dell'Istituto di ricerca energetica della Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma, una volta ha dichiarato pubblicamente che dal punto di vista delle nuove tecnologie di stoccaggio dell'energia, i costi sono diminuiti negli ultimi anni; Il termine, i costi, la sicurezza e la sicurezza delle risorse sono i fattori più critici per lo sviluppo tecnologico. I fattori trainanti sono che le questioni di sicurezza nello sviluppo di nuovi sistemi di stoccaggio energetico su larga scala sono diventate sempre più importanti.

Di conseguenza, molte aziende di stoccaggio dell’energia hanno rivolto la loro attenzione a batterie allo stato semi-solido più sicure. A differenza delle batterie liquide, le batterie semisolide sono più sicure e intrinsecamente sicure grazie alla riduzione dei rischi di perdita di elettrolita liquido e di infiammabilità. Prendendo come esempio le batterie al litio semisolide, le batterie al litio semisolide combinano sicurezza, densità energetica ed economia riducendo il contenuto di elettrolita liquido e aumentando il rivestimento di elettrolita solido e sono ora pronte per la produzione di massa.

Resta inteso che Haibosichuang ha anche collaborato con il suo partner Beijing Weilan New Energy Technology Co., Ltd. per sviluppare prodotti per sistemi di accumulo di energia basati su batterie semisolide agli ioni di litio, che sono stati applicati in progetti come il semisolido Longquan centrale elettrica di accumulo di energia a Lishui, Zhejiang.

Dal 2022 sono stati compiuti progressi significativi nella ricerca, nello sviluppo e nell’industrializzazione delle batterie allo stato solido e le batterie allo stato semisolido sono state ora industrializzate. Tuttavia, i rapporti di ricerca di settore mostrano che l'industria delle batterie allo stato solido del mio paese è attualmente agli inizi e l'industria generalmente ritiene che la produzione di massa su larga scala di batterie allo stato solido richiederà 5-10 anni.

Guardando al futuro, alcune istituzioni prevedono che la produzione di massa e l’applicazione di batterie allo stato solido inizieranno intorno al 2027; si prevede che le spedizioni globali di batterie allo stato solido raggiungeranno i 614,1 GWh entro il 2030, e la dimensione del mercato supererà i 250 miliardi di yuan; Da un punto di vista interno, la Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance prevede che per allora la capacità installata cumulativa del nuovo mercato cinese di stoccaggio dell’energia supererà i 200 GW, con un tasso di crescita composto di oltre il 30% dal 2024 al 2030.

Ran Lili, giornalista del Beijing Business Daily