Новости

Более десяти лет назад термин «накопление энергии» все еще находился на периферии общественного сознания. Однако с резким развитием новых источников энергии противоречие между непрерывностью производства электроэнергии и прерывистостью спроса на электроэнергию сохраняется. усилиться. Применение систем хранения энергии может решить проблемы сильной случайности и высокой волатильности, вызванные интеграцией новой энергии в энергосистему в различных сценариях. Однако необходимость в развитии систем хранения энергии стала более сильной. является низким, и безопасность необходимо улучшить. Такие проблемы, как модернизация, ограничивают развитие отрасли хранения энергии.

После многих лет напряженной работы в области технологий хранения энергии аккумуляторные батареи компаний по хранению энергии в моей стране теперь переходят из традиционного жидкого состояния в более безопасное твердое состояние, а емкость хранения энергии также подскочила с 2000 градусов в прошлом до новой высоты 5000 градусов. Основой развития отрасли хранения энергии являются технологические инновации. Благодаря технологическим инновациям, позволяющим оставаться на переднем крае развития энергетики, также будет эффективно задействована гибкость хранения энергии.

5000 киловатт-часов электроэнергии упакованы в 20-футовый контейнер

Система хранения энергии подобна огромному банку энергии. Она сначала преобразует электрическую энергию в другие формы энергии физическими или химическими средствами и сохраняет ее, а затем преобразует энергию в электрическую и высвобождает ее при необходимости.

При таких характеристиках сглаживание пиков и заполнение впадин, регулирование пиков и частотная модуляция становятся рутинными функциями систем хранения энергии. При строительстве новых энергетических систем системы хранения энергии также могут способствовать потреблению новых источников энергии, таких как фотоэлектрическая энергия и энергия ветра, а также увеличить долю возобновляемых источников энергии в энергосистеме.

Публичная информация показывает, что в 2023 году установленная мощность возобновляемых источников энергии в моей стране будет составлять более 50%, при этом установленная мощность ветровой и фотоэлектрической энергии составит 1,04 миллиарда киловатт, что составит 15% производства электроэнергии в первой половине 2024 года. Совокупная установленная мощность ветровой и солнечной энергии в стране превысила 1,18 миллиарда киловатт.

Благодаря энергетической системе ускорилась разработка новых систем хранения энергии. По состоянию на конец 2023 года общая установленная мощность новых проектов по хранению энергии, действующих в моей стране, достигла примерно 34,5 ГВт/74,5 ГВтч (на долю литий-ионных аккумуляторов приходится 97%), а среднегодовые темпы роста в за последние пять лет превысил 100%. Кроме того, согласно неполным статистическим данным глобальной базы данных по хранению энергии CNESA, в июне 2024 года масштаб новых отечественных проектов по хранению энергии, введенных в эксплуатацию, составил 5,40 ГВт/11,77 ГВтч, что является новым максимумом с 2024 года, +21%/+25. % год за годом.

Спрос на хранение энергии растет с каждым днем. Повышение плотности энергии и экономичности систем хранения энергии стало направлением развития отрасли хранения энергии. Beijing Haibosi Chuang Technology Co., Ltd. (далее именуемая «Haibosi Chuang») — компания-единорог в отрасли хранения энергии. По словам Цянь Хао, заместителя генерального директора Haibosi Chuang, технологические усовершенствования могут позволить контейнерам одинакового размера хранить больше электроэнергии. Увеличение плотности энергии продукта не только напрямую повышает эффективность системы, но также означает, что при тех же условиях производственной линии производится производство. мощность значительно увеличилась. С улучшением производственных мощностей и расширением масштабов станций хранения энергии эффект масштаба в отрасли хранения энергии стал более заметным, что также будет продолжать приводить к снижению затрат.

После более чем десяти лет исследований в области хранения энергии компания Hyperstron взяла на себя инициативу по установке 5000 киловатт-часов электроэнергии в известный в отрасли 20-футовый контейнер системы хранения энергии. С точки зрения плотности энергии компания Hyperstron упаковала. энергия контейнера системы хранения энергии в Плотность была увеличена до 339,56 кВтч/м3, а способность хранить электроэнергию на единицу объема занимает первое место в отрасли.

В чем заключается понятие 5000 киловатт-часов электроэнергии? «Энергоемкость электромобиля составляет около 50 киловатт-часов, а 5000 киловатт-часов электроэнергии эквивалентны энергии, запасенной в 100 электромобилях», — сказал Цянь Хао.

Примерно в 2018 году в проектах Haiboxtron 20-футовый контейнер мог хранить 2000 киловатт-часов электроэнергии, к 2023 году система хранения энергии того же размера могла хранить 3300 киловатт-часов электроэнергии, а теперь и 20-футовый; контейнер может хранить 5000 киловатт-часов электроэнергии, что более чем вдвое больше, чем в 2018 году.

Разработка и внедрение продуктов для хранения энергии происходит очень быстро, и команда исследований и разработок Haiboxtron часто работает круглосуточно, чтобы успевать за скоростью обновления спроса. «Хранение энергии — это динамичная и быстро развивающаяся отрасль. В последние годы годовая установленная мощность в два-три раза превышает показатель предыдущего года, а энергоемкость продукции также продолжает расти. Мы должны адаптироваться к этому ритму и быстро разрабатывать продукты. Проверяйте весь процесс и быстро запускайте новые продукты», — сказал Цянь Хао.

Цифровой интеллект преодолевает проблемы интеграции

«Если не будет интегрированной технологии, предприятие рано или поздно ликвидируется».

В отрасли, объединяющей множество дисциплин, контроль и оптимизация систем хранения энергии представляют собой трудности, которые компаниям приходится преодолевать. Но владеть интегрированной технологией непросто, и внедрение итераций интегрированной технологии также сложно.

С 2011 по 2015 год технология электрохимического хранения энергии в моей стране все еще находилась на стадии демонстрационного применения. Для большинства компаний это тоже непростой период. Чтобы решить технические проблемы, компаниям по хранению энергии необходимо инвестировать много энергии.

В то время Haibositron все еще находился на стадии накопления технологий и изучения рынка. Хотя команда исследований и разработок компании имела технические резервы во многих областях, она в основном освоила некоторые основные технологии, связанные с системами управления батареями, а разработанные ею продукты также отсутствовали. стандартизация, каждый проект требует отправки на объект большого количества сотрудников для участия в отладке.

Точные системы хранения энергии, от элементов до батарей, контейнеров и даже до конечного использования, каждое звено требует внимания.

Цянь Хао отметил, что накопление энергии — это очень сложная и нелинейная система. Одной из основных форм хранения энергии является электрохимическое хранение энергии с использованием литиевых батарей в качестве носителей. Элементы используют электрохимическую технологию и обычно выдают постоянный ток, в то время как то, что мы используем в. ежедневное производство и жизнь — это переменный ток. Для преобразования постоянного тока в переменный требуется технология силовой электроники. Мало того, система хранения энергии также требует технологии управления и контроля батарей, технологии электрического проектирования для последовательного и параллельного подключения большого количества батарей и т. д.

Однако в 2016 году Haibisi создала производственную базу в Пекине Фаншань, объединяющую исследования и разработки, а также построила экспериментальный испытательный центр для систематического улучшения возможностей исследований и разработок технологий и продуктов, возможностей проверки испытаний, производственных и производственных возможностей.

«С точки зрения исследований и разработок мы должны способствовать цифровизации продукции», — сказал Цянь Хао, упомянутый выше экспериментально-испытательный центр фиксировал уникальные идентификаторы аккумуляторных элементов с момента их поступления на завод, фиксируя их зарядную и разрядную емкость. , Производительность и другие показатели позволяют добиться усовершенствованного управления производством и полного отслеживания качества продукции. Поскольку вся система становится все более интеллектуальной и цифровой, система хранения энергии может быть полностью отлажена на заводе. После транспортировки на площадку проекта для ее подключения к сети требуются только стандартизированные и простые операции отладки. Данные с объекта проекта также можно отправлять обратно удаленно, чтобы облегчить удаленную эксплуатацию и обслуживание.

В следующем году Haibositron успешно реализовала проект системы хранения энергии на стороне пользователя мощностью 57,45 МВтч и с тех пор полностью освоила ключевые технологии и возможности индустриализации систем хранения энергии. Также в этом году Национальная энергетическая администрация выпустила «Руководящие заключения по содействию развитию технологий и индустрии хранения энергии в моей стране», которые стали первым руководящим документом для отрасли хранения энергии в моей стране, проекты хранения энергии в моей стране вступили на раннюю стадию. коммерциализации.

Полутвердотельные батареи нарушают безопасность хранения энергии

В 2022 году был опубликован План реализации новых систем хранения энергии «14-й пятилетки», в котором уточняется, что к 2025 году новые системы хранения энергии перейдут от ранней стадии коммерциализации к стадии крупномасштабного развития и будут иметь условия для крупномасштабного коммерческого применения.

Благодаря быстрому развитию рынка хранения энергии в моей стране и постепенной ясности в политической поддержке, крупные отечественные и зарубежные компании начали увеличивать масштабы использования продуктов для хранения энергии, количество участников рынка постепенно увеличивалось, и размер рынка постепенно увеличивался. В «Белой книге по исследованию индустрии хранения энергии 2024», опубликованной Альянсом технологий индустрии хранения энергии Чжунгуаньцунь, показано, что установленная мощность новых новых систем хранения энергии в Китае впервые в 2023 году превысит 20 ГВт, что в три раза превысит уровень за тот же период в 2022 году.

Однако вопросы безопасности всегда ограничивали быстрое развитие индустрии хранения энергии. В отечественной отрасли хранения энергии литий-железо-фосфатные батареи являются основным технологическим маршрутом, но существуют риски для безопасности, такие как перегрев и утечка электролита во время использования литий-железо-фосфатных батарей.

Чжао Юнцян, директор Центра развития возобновляемых источников энергии Института энергетических исследований Национальной комиссии по развитию и реформам, однажды публично заявил, что с точки зрения новых технологий хранения энергии, затраты в последние несколько лет снижаются; Сроки, стоимость, безопасность и ресурсная безопасность являются наиболее важными для развития технологий. Движущими факторами являются то, что вопросы безопасности при разработке новых крупномасштабных систем хранения энергии становятся все более заметными.

В результате многие компании по хранению энергии обратили свое внимание на более безопасные полутвердотельные батареи. В отличие от жидких батарей, полутвердые батареи более безопасны и искробезопасны из-за снижения риска утечки жидкого электролита и возгорания. Если взять в качестве примера полутвердые литиевые батареи, полутвердые литиевые батареи сочетают в себе безопасность, плотность энергии и экономичность за счет уменьшения содержания жидкого электролита и увеличения покрытия из твердого электролита, и теперь готовы к массовому производству.

Понятно, что компания Haibosichuang также сотрудничала со своим партнером Beijing Weilan New Energy Technology Co., Ltd. в разработке продуктов для систем хранения энергии на основе полутвердых литий-ионных батарей, которые применялись в таких проектах, как полутвердый Longquan. Электростанция хранения энергии в Лишуе, Чжэцзян.

С 2022 года был достигнут значительный прогресс в исследованиях, разработках и индустриализации твердотельных батарей, а полутвердотельные батареи теперь промышленно внедрены. Однако отчеты об отраслевых исследованиях показывают, что индустрия твердотельных аккумуляторов в моей стране в настоящее время находится в зачаточном состоянии, и в отрасли обычно полагают, что крупномасштабное массовое производство полностью твердотельных батарей займет 5-10 лет.

Заглядывая в будущее, некоторые учреждения прогнозируют, что массовое производство и применение твердотельных батарей начнется примерно в 2027 году; ожидается, что к 2030 году мировые поставки твердотельных батарей достигнут 614,1 ГВтч, а объем рынка превысит 250 миллиардов юаней; С точки зрения внутренней экономики, Альянс технологий хранения энергии Чжунгуаньцунь прогнозирует, что к тому времени совокупная установленная мощность нового китайского рынка хранения энергии превысит 200 ГВт, а совокупный темп роста составит более 30% в период с 2024 по 2030 год.

Репортер Beijing Business Daily Ран Лили