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Há mais de dez anos, o termo “armazenamento de energia” ainda estava à margem da consciência pública. No entanto, com o desenvolvimento acelerado de novas fontes de energia, a contradição entre a continuidade da produção do fornecimento de energia e a descontinuidade da procura de electricidade continua. para intensificar. A aplicação de sistemas de armazenamento de energia pode resolver os problemas de forte aleatoriedade e alta volatilidade causados ​​pela integração de nova energia no sistema de energia em diferentes cenários. Portanto, o apelo para o desenvolvimento do armazenamento de energia tornou-se mais forte. é baixa e a segurança precisa de ser melhorada. Problemas como a modernização estão a restringir o desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia.

Depois de anos de trabalho árduo na tecnologia de armazenamento de energia, as baterias de armazenamento de energia das empresas de armazenamento de energia do meu país estão agora a passar do estado líquido tradicional para o estado sólido mais seguro, e a capacidade de armazenamento de energia também saltou de 2.000 graus no passado para um novo patamar de 5.000 graus. O pano de fundo do desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia é a inovação tecnológica. Com a ajuda da inovação tecnológica para permanecer na vanguarda do desenvolvimento energético, o valor da flexibilidade do armazenamento de energia também será efetivamente colocado em jogo.

5.000 quilowatts-hora de eletricidade embalados em um contêiner de 20 pés

O sistema de armazenamento de energia é como um enorme banco de energia. Ele primeiro converte a energia elétrica em outras formas de energia por meios físicos ou químicos e a armazena, e depois converte a energia em energia elétrica e a libera quando necessário.

Sob tais características, a redução de picos e o preenchimento de vales, a regulação de picos e a modulação de frequência tornaram-se funções rotineiras dos sistemas de armazenamento de energia. Na construção de novos sistemas de energia, os sistemas de armazenamento de energia também podem promover o consumo de novas fontes de energia, como a energia fotovoltaica e a energia eólica, e aumentar a proporção de energia renovável no sistema de energia.

A informação pública mostra que em 2023, a capacidade instalada de geração de energia renovável do meu país será responsável por mais de 50%, com a energia eólica e a capacidade instalada fotovoltaica representando 1,04 bilhão de quilowatts, representando 15% da geração de energia no primeiro semestre de 2024. , a capacidade instalada acumulada de energia eólica e solar do país ultrapassou 1,18 mil milhões de quilowatts.

Impulsionado pelo sistema de energia, o desenvolvimento de novos armazenamentos de energia foi acelerado. No final de 2023, a capacidade total instalada de novos projetos de armazenamento de energia em operação no meu país atingiu aproximadamente 34,5 GW/74,5 GWh (o armazenamento de energia por bateria de íons de lítio é responsável por 97%), e a taxa média de crescimento anual no últimos cinco anos ultrapassou 100%. Além disso, de acordo com estatísticas incompletas da base de dados global de armazenamento de energia da CNESA, em junho de 2024, a escala de novos projetos nacionais de armazenamento de energia colocados em operação totalizou 5,40 GW/11,77 GWh, um novo máximo desde 2024, +21%/+25 % ano a ano.

A demanda por armazenamento de energia está crescendo dia a dia. Melhorar a densidade energética e a economia dos sistemas de armazenamento de energia tornou-se a direção de desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia. Pequim Haibosi Chuang Technology Co., Ltd. (doravante denominada "Haibosi Chuang") é uma empresa "unicórnio" na indústria de armazenamento de energia. De acordo com Qian Hao, vice-gerente geral da Haibosi Chuang, as melhorias tecnológicas podem permitir que contêineres do mesmo tamanho armazenem mais eletricidade. O aumento na densidade energética do produto não apenas melhora diretamente a eficiência do sistema, mas também significa que, nas mesmas condições da linha de produção, a produção. a capacidade aumentou significativamente.Com a melhoria da capacidade de produção de produtos e a expansão da escala das estações de armazenamento de energia, o efeito de escala da indústria de armazenamento de energia tornou-se mais proeminente, o que também continuará a trazer reduções de custos.

Após mais de dez anos de exploração na indústria de armazenamento de energia, a Hyperstron assumiu a liderança na instalação de 5.000 quilowatts-hora de eletricidade no contêiner do sistema de armazenamento de energia de 20 pés conhecido na indústria. Do ponto de vista da densidade de energia, a Hyperstron empacotou. a energia do contêiner do sistema de armazenamento de energia em A densidade foi aumentada para 339,56 kWh/m3, e a capacidade de armazenar eletricidade por unidade de volume ocupa o primeiro lugar na indústria.

Qual é o conceito de 5.000 quilowatts-hora de eletricidade? "O armazenamento de energia de um veículo elétrico é de cerca de 50 quilowatts-hora, e 5.000 quilowatts-hora de eletricidade equivalem à energia armazenada em 100 veículos elétricos", disse Qian Hao.

Por volta de 2018, nos projetos entregues pela Haiboxtron, um contêiner de 20 pés poderia armazenar 2.000 quilowatts-hora de eletricidade até 2023, o sistema de armazenamento de energia do mesmo tamanho poderia armazenar 3.300 quilowatts-hora de eletricidade e agora um de 20 pés; contêiner pode armazenar 5.000 quilowatts-hora de eletricidade, mais que o dobro de 2018.

O desenvolvimento e a iteração de produtos de armazenamento de energia são muito rápidos, e a equipe de P&D da Haiboxtron frequentemente trabalha 24 horas por dia para acompanhar a velocidade das atualizações de demanda. "O armazenamento de energia é uma indústria vibrante e em rápido desenvolvimento. Nos últimos anos, a capacidade instalada anual foi duas ou três vezes maior que a do ano anterior, e a densidade energética dos produtos também continuou a aumentar. Devemos nos adaptar a esse ritmo e desenvolver produtos rapidamente. Verifique todo o processo e lance novos produtos rapidamente”, disse Qian Hao.

Inteligência digital supera problemas de integração

"Se não houver tecnologia integrada, uma empresa será eliminada mais cedo ou mais tarde."

Sendo uma indústria que integra múltiplas disciplinas, o controlo e otimização dos sistemas de armazenamento de energia são dificuldades que as empresas devem ultrapassar. Mas possuir tecnologia integrada não é fácil e implementar iterações de tecnologia integrada também é difícil.

De 2011 a 2015, a tecnologia de armazenamento de energia eletroquímica do meu país ainda estava em fase de aplicação de demonstração. Para a maioria das empresas, este também é um período difícil. Para resolver problemas técnicos, as empresas de armazenamento de energia precisam investir muita energia.

Naquela época, a Haibositron ainda estava em fase de acumulação de tecnologia e exploração de mercado. Embora a equipe de P&D da empresa tivesse reservas técnicas em muitas áreas, ela dominava principalmente algumas tecnologias básicas relacionadas aos sistemas de gerenciamento de baterias, e os produtos que desenvolveu também careciam de. padronização, cada projeto exige o envio de muitos funcionários ao local para participar da depuração.

Sistemas de armazenamento de energia de precisão, desde células a baterias, passando por contêineres e até mesmo o uso final, cada elo requer atenção.

Qian Hao mencionou que o armazenamento de energia é um sistema muito complexo e não linear. Uma das principais formas de aplicação de armazenamento de energia é o armazenamento de energia eletroquímica usando baterias de lítio como transportadores. a produção e a vida diárias são corrente alternada. A conversão de corrente contínua em corrente alternada requer tecnologia de eletrônica de potência. Além disso, o sistema de armazenamento de energia também requer tecnologia de gerenciamento e controle de bateria, tecnologia de projeto elétrico para conectar um grande número de baterias em série e paralelo, etc.

No entanto, em 2016, Haibisi estabeleceu uma base de produção em Pequim Fangshan integrando P&D e produção, e também construiu um centro de testes experimentais para melhorar sistematicamente a tecnologia e as capacidades de P&D de produtos, testando capacidades de verificação, capacidades de produção e fabricação.

“Do ponto de vista da investigação e desenvolvimento, devemos promover a digitalização dos produtos.” Qian Hao disse que o referido centro de testes experimentais registou a identificação única das células da bateria desde o momento em que entraram na fábrica, registando a sua capacidade de carga e descarga. , O desempenho e outros indicadores podem alcançar um gerenciamento de produção refinado e rastreabilidade de todo o processo da qualidade do produto. À medida que todo o sistema se torna cada vez mais inteligente e digital, o sistema de armazenamento de energia pode ser totalmente depurado na fábrica. Depois de transportado para o local do projeto, requer apenas operações de depuração padronizadas e simples para ser conectado à rede. Os dados do local do projeto também podem ser enviados remotamente para facilitar a operação e manutenção remotas.

No ano seguinte, a Haibositron entregou com sucesso o projeto do sistema de armazenamento de energia do lado do usuário de 57,45 MWh e, desde então, dominou totalmente as principais tecnologias e capacidades de industrialização dos sistemas de armazenamento de energia. Também neste ano, a Administração Nacional de Energia emitiu as "Opiniões Orientadoras sobre a Promoção do Desenvolvimento da Tecnologia e Indústria de Armazenamento de Energia do meu país", que foi o primeiro documento orientador para a indústria de armazenamento de energia do meu país entrar na fase inicial. de comercialização.

Baterias de estado semi-sólido perturbam a segurança do armazenamento de energia

Em 2022, foi emitido o "14º Plano Quinquenal" Plano de Implementação de Desenvolvimento de Novo Armazenamento de Energia, esclarecendo que até 2025, o novo armazenamento de energia passará da fase inicial de comercialização para a fase de desenvolvimento em grande escala, e terá as condições para aplicação comercial em larga escala.

Com o rápido desenvolvimento do mercado de armazenamento de energia do meu país e a clareza gradual do apoio político, as principais empresas nacionais e estrangeiras começaram a aumentar a sua implantação de produtos de armazenamento de energia, os participantes no mercado aumentaram gradualmente e o tamanho do mercado expandiu-se gradualmente. O "Livro Branco de Pesquisa da Indústria de Armazenamento de Energia 2024" divulgado pela Aliança Tecnológica da Indústria de Armazenamento de Energia de Zhongguancun mostra que a nova capacidade instalada de armazenamento de energia da China excederá 20 GW pela primeira vez em 2023, três vezes o nível do mesmo período em 2022.

No entanto, as questões de segurança sempre restringiram o rápido desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia. Na indústria doméstica de armazenamento de energia, as baterias de fosfato de ferro-lítio são a principal rota tecnológica, mas existem riscos de segurança, como fuga térmica e vazamento de eletrólitos durante o uso de baterias de fosfato de ferro-lítio.

Zhao Yongqiang, diretor do Centro de Desenvolvimento de Energia Renovável do Instituto de Pesquisa Energética da Comissão Nacional de Desenvolvimento e Reforma, declarou publicamente que, do ponto de vista das novas rotas de tecnologia de armazenamento de energia, os custos têm diminuído nos últimos anos; prazo, custo, segurança e proteção de recursos são os mais críticos para o seu desenvolvimento tecnológico. Os fatores determinantes são que as questões de segurança no desenvolvimento de novo armazenamento de energia em grande escala se tornaram cada vez mais proeminentes.

Como resultado, muitas empresas de armazenamento de energia voltaram sua atenção para baterias de estado semissólido mais seguras. Ao contrário das baterias líquidas, as baterias semissólidas são mais seguras e intrinsecamente seguras devido aos riscos reduzidos de vazamento de eletrólito líquido e inflamabilidade. Tomando como exemplo as baterias de lítio semissólidas, as baterias de lítio semissólidas combinam segurança, densidade de energia e economia, reduzindo o conteúdo de eletrólito líquido e aumentando o revestimento de eletrólito sólido, e agora estão prontas para produção em massa.

Entende-se que Haibosichuang também colaborou com seu parceiro Beijing Weilan New Energy Technology Co., Ltd. para desenvolver produtos de sistemas de armazenamento de energia baseados em baterias semissólidas de íons de lítio, que foram aplicadas em projetos como o semissólido Longquan usina de armazenamento de energia em Lishui, Zhejiang.

Desde 2022, foram feitos progressos significativos na investigação, desenvolvimento e industrialização de baterias de estado sólido, e as baterias de estado semissólido foram agora industrializadas. No entanto, os relatórios de pesquisa da indústria mostram que a indústria de baterias de estado sólido do meu país está atualmente em sua infância, e a indústria geralmente acredita que a produção em massa em grande escala de baterias totalmente de estado sólido levará de 5 a 10 anos.

Olhando para o futuro, algumas instituições prevêem que a produção em massa e a aplicação de baterias de estado sólido começarão por volta de 2027; Do ponto de vista interno, a Aliança Tecnológica da Indústria de Armazenamento de Energia de Zhongguancun prevê que até lá, a capacidade instalada acumulada do novo mercado de armazenamento de energia da China excederá 200 GW, com uma taxa composta de crescimento superior a 30% de 2024 a 2030.

Repórter do Beijing Business Daily, Ran Lili