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10年以上前、「エネルギー貯蔵」という言葉はまだ世間の認知度が低かったが、新エネルギーの飛躍的な発展に伴い、電力供給の連続性と電力需要の非連続性との矛盾は続いている。強化すること。エネルギー貯蔵システムの応用は、さまざまなシナリオでの電力システムへの新エネルギーの統合によって引き起こされる強いランダム性と高い変動性の問題を解決できるため、エネルギー貯蔵の開発への要求が高まっています。が低く、安全性を改善する必要があるため、アップグレードなどの問題がエネルギー貯蔵産業の発展を制限しています。

エネルギー貯蔵技術における長年の努力の結果、我が国のエネルギー貯蔵会社のエネルギー貯蔵電池は現在、従来の液体からより安全な固体に移行しており、エネルギー貯蔵容量も過去の 2,000 度から新たな高さまで飛躍しました。 5,000度。エネルギー貯蔵産業の発展の背景は技術革新であり、エネルギー開発の最前線を維持するための技術革新の助けにより、エネルギー貯蔵の柔軟性の価値も効果的に発揮されます。

20 フィートのコンテナに詰め込まれた 5,000 キロワット時の電力

エネルギー貯蔵システムは、巨大なパワーバンクのようなもので、最初に物理的または化学的手段を通じて電気エネルギーを他の形式のエネルギーに変換して貯蔵し、その後、そのエネルギーを電気エネルギーに変換して、必要に応じて放出します。

このような特性の下で、ピークシェービングとバレーフィリング、ピーク調整および周波数変調は、エネルギー貯蔵システムの日常的な機能となっています。新しい電力システムの構築において、エネルギー貯蔵システムは太陽光発電や風力発電などの新しいエネルギー源の消費を促進し、電力システムにおける再生可能エネルギーの割合を増やすこともできます。

公表情報によると、2023年には我が国の再生可能エネルギーの発電設備容量は50％以上を占め、風力発電と太陽光発電の設備容量は10億4,000万キロワットとなり、2024年上半期には発電量の15％を占めることになる。 、国の風力と太陽光の累積設置容量は11億8000万キロワットを超えています。

電力システムに牽引されて、新しいエネルギー貯蔵の開発が加速しています。 2023年末の時点で、我が国で稼働中の新エネルギー貯蔵プロジェクトの総設置容量は約34.5GW/74.5GWhに達しており（リチウムイオン電池エネルギー貯蔵が97％を占める）、過去5年間は100％を超えています。さらに、CNESA 世界エネルギー貯蔵データベースの不完全な統計によると、2024 年 6 月に新たに稼働した国内の新エネルギー貯蔵プロジェクトの規模は合計 5.40GW/11.77GWh となり、2024 年以来最高を記録しました (+21%/+25)。前年比%。

エネルギー貯蔵システムのエネルギー密度と経済性の向上は、エネルギー貯蔵業界の発展の方向性となっています。北京海伯司荘科技有限公司（以下「海伯司荘」）は、エネルギー貯蔵業界の「ユニコーン」企業です。 Haibosi Chuang の副ゼネラルマネジャー、Qian Hao 氏によると、技術の向上により、同じサイズのコンテナでより多くの電力を貯蔵できるようになり、製品のエネルギー密度の増加はシステム効率を直接向上させるだけでなく、同じ生産ライン条件下での生産効率も向上します。製品の生産能力の向上とエネルギー貯蔵ステーションの規模の拡大により、エネルギー貯蔵産業の規模効果はさらに顕著になり、それがコスト削減にもつながります。

エネルギー貯蔵業界における 10 年以上の探求を経て、ハイパーストロンは業界で知られる 20 フィートのエネルギー貯蔵システム コンテナに 5,000 キロワット時の電力を導入することに先駆けて、エネルギー密度の観点から詰め込みました。蓄電システムの容器のエネルギーを蓄電密度が339.56kWh/㎥まで高め、単位体積あたりの蓄電能力は業界トップクラスです。

5000キロワット時の電力の概念とは何ですか? 「電気自動車のエネルギー貯蔵量は約 50 キロワット時であり、5,000 キロワット時の電力は 100 台の電気自動車に貯蔵されるエネルギーに相当します。」と Qian Hao 氏は述べています。

Haiboxtron が実施したプロジェクトでは、2018 年頃には 20 フィートのコンテナに 2,000 キロワット時の電力を蓄えることができ、2023 年までに同じサイズのエネルギー貯蔵システムは 3,300 キロワット時の電力を蓄えることができました。コンテナには 2018 年の 2 倍以上となる 5,000 キロワット時の電力を蓄えることができます。

エネルギー貯蔵製品の開発と反復は非常に迅速であり、Haiboxtron の研究開発チームは、需要のアップグレードの速度に追いつくために 24 時間体制で働いていることがよくあります。 「エネルギー貯蔵は活気に満ち、急速に発展している産業です。近年、年間設備容量は前年の2～3倍であり、製品のエネルギー密度も増加し続けています。私たちはこのリズムに適応し、製品を迅速に開発し、プロセス全体を検証し、新製品を迅速に発売します」と Qian Hao 氏は述べています。

デジタルインテリジェンスは統合の問題を克服します

「統合テクノロジーがなければ、企業は遅かれ早かれ淘汰されるだろう。」と Qian Hao 氏は信じています。

複数の分野を統合する業界として、エネルギー貯蔵システムの制御と最適化は企業が克服しなければならない課題です。しかし、統合テクノロジーを所有することは簡単ではなく、統合テクノロジーの反復を実装することも困難です。

2011 年から 2015 年まで、我が国の電気化学エネルギー貯蔵技術はまだ実証応用段階にありました。ほとんどの企業にとって、今は厳しい時期でもあります。技術的な問題を解決するために、エネルギー貯蔵会社は多額のエネルギーを投資する必要があります。

当時、ハイボシトロンはまだ技術蓄積と市場開拓の段階にありましたが、同社の研究開発チームは多くの分野で技術的余力を持っていましたが、主にバッテリー管理システムに関連するいくつかのコア技術を習得しており、開発した製品も不足していました。標準化では、各プロジェクトに多くの従業員を現場に派遣してデバッグに参加させる必要があります。

高精度エネルギー貯蔵システムでは、セルからバッテリー、コンテナ、さらには最終使用に至るまで、各リンクに注意が必要です。

Qian Hao 氏は、エネルギー貯蔵は非常に複雑で非線形のシステムであると述べました。主流のエネルギー貯蔵応用形態の 1 つは、リチウム電池をキャリアとして使用する電気化学的エネルギー貯蔵です。セルは電気化学技術を使用しており、通常は直流を出力します。日常の生産と生活は交流で行われます。直流から交流への変換にはパワーエレクトロニクス技術が必要です。蓄電システムにはそれだけでなく、電池の管理・制御技術や、多数の電池を直並列に接続するための電気設計技術などが必要となります。

しかし、Haibisiは2016年に研究開発と生産を統合した北京方山生産基地を設立し、技術と製品の研究開発能力、試験検証能力、生産および製造能力を体系的に向上させるための実験試験センターも建設した。

「研究開発の観点から、製品のデジタル化を推進する必要がある」と銭昊氏は、前述の実験試験センターでは電池セルが工場に入った瞬間から固有のIDを記録し、充放電容量を記録したと述べた。 、パフォーマンスおよびその他の指標により、洗練された生産管理と製品品質の全プロセスのトレーサビリティを実現できます。システム全体のインテリジェント化とデジタル化が進むにつれて、エネルギー貯蔵システムはプロジェクト現場に輸送された後、系統に接続するための標準化された簡単なデバッグ作業のみが必要となります。プロジェクト サイトからのデータをリモートで送り返すこともできるため、リモートでの運用とメンテナンスが容易になります。

翌年、Haibositron は 57.45MWh のユーザー側エネルギー貯蔵システム プロジェクトの実現に成功し、それ以来、エネルギー貯蔵システムの主要な技術と産業化能力を完全に習得しました。また今年、国家エネルギー局は「我が国のエネルギー貯蔵技術と産業の発展促進に関する指導意見」を発表し、我が国のエネルギー貯蔵産業に対する最初の指導文書となり、我が国のエネルギー貯蔵プロジェクトは初期段階に入った。商品化のお知らせ。

半固体電池はエネルギー貯蔵の安全性を破壊する

2022年に「第14次5カ年計画」新エネルギー貯蔵開発実施計画が発表され、2025年までに新エネルギー貯蔵が商業化の初期段階から大規模開発段階に移行し、以下の条件が整うことを明らかにした。大規模な商業用途向け。

我が国のエネルギー貯蔵市場の急速な発展と政策支援の徐々に明確化に伴い、国内外の大手企業はエネルギー貯蔵製品の導入を増やし始め、市場参加者は徐々に増加し、市場規模は徐々に拡大してきました。中関村エネルギー貯蔵産業技術同盟が発表した「エネルギー貯蔵産業研究白書2024年」によると、中国の新エネルギー貯蔵設備容量は2023年に初めて20GWを超え、2022年の同時期の3倍となる。

しかし、安全性の問題がエネルギー貯蔵産業の急速な発展を常に制限してきました。国内エネルギー貯蔵産業では、リン酸鉄リチウム電池が技術の主流となっていますが、リン酸鉄リチウム電池の使用には熱暴走や電解液漏れなどの安全上のリスクがあります。

国家発展改革委員会エネルギー研究院再生可能エネルギー開発センター所長の趙永強氏はかつて、新しいエネルギー貯蔵技術ルートの観点から見ると、コストは過去数年間で低下していると公に述べた。技術開発には、期間、コスト、安​​全性、資源の安全性が最も重要です。その要因は、大規模な新エネルギー貯蔵の開発における安全性の問題がますます顕著になっていることです。

その結果、多くのエネルギー貯蔵会社がより安全な半固体電池に注目するようになりました。液体電池とは異なり、半固体電池は電解液の漏れや引火のリスクが軽減されるため、より安全で本質安全です。半固体リチウム電池を例にとると、半固体リチウム電池は、液体電解質の含有量を減らし、固体電解質のコーティングを増やすことにより、安全性、エネルギー密度、経済性を兼ね備えており、現在、量産の準備が整っています。

Haibosichuangはまた、パートナーであるBeijing Weilan New Energy Technology Co., Ltd.と協力して、半固体リチウムイオン電池をベースとしたエネルギー貯蔵システム製品を開発しており、これは龍泉半固体電池などのプロジェクトに応用されていると理解されている。浙江省麗水市にあるエネルギー貯蔵発電所。

2022年以降、全固体電池の研究開発と工業化が大きく進み、半固体電池も工業化されました。しかし、業界調査報告によると、我が国の全固体電池産業は現在初期段階にあり、全固体電池の大規模量産には5～10年かかると業界は一般に考えている。

将来に目を向けると、一部の研究機関は全固体電池の量産と応用が2027年頃に始まり、全世界の全固体電池出荷量は2030年までに614.1GWhに達し、市場規模は2500億元を超えると予測している。国内の観点から見ると、中関村エネルギー貯蔵産業技術同盟は、それまでに中国の新エネルギー貯蔵市場の累積設置容量は200GWを超え、2024年から2030年までの複合成長率は30％を超えると予測している。

北京商報記者ラン・リリ