Qu'est-ce que le stockage d'énergie ?
Le stockage d'énergie consiste à stocker de l'électricité et à l'utiliser quand on en a besoin.
Et le processus de l'électricité de la production à l'utilisation finale est le suivant :
Production d'électricité (centrales électriques, centrales électriques) — transport d'électricité (société de réseau) —- utilisation d'électricité (utilisateurs)
Dans les trois liens ci-dessus, le stockage d'énergie peut être établi, de sorte que le stockage d'énergie peut être divisé en : stockage d'énergie de production d'électricité ; réseau de stockage d'énergie ; stockage d'énergie de l'utilisateur selon les scénarios d'application.
La chaîne de l'industrie du stockage de l'énergie est relativement simple. L'amont est le fabricant d'équipements, le milieu est le fabricant intégré et l'aval est diverses applications. Le lien en amont est la direction sur laquelle il faut se concentrer.
coût du système de stockage d'énergie
La batterie représentait la proportion la plus élevée, atteignant 60 %, suivie du PCS (convertisseur), de l'EMS (système de gestion de l'énergie) et du BMS (système de gestion de la batterie), représentant respectivement 20 %, 10 % et 5 %.
1) Segment des batteries : la concentration de l'industrie augmente progressivement. À l'avenir, il évoluera vers une sécurité élevée, une longue durée de vie et un faible coût. Le phosphate de fer au lithium sera la voie principale, et il devrait être dirigé par les principaux fabricants de batteries électriques ;
2) Liaison PCS : faites attention aux trois compétences de base (capacité de réduction des coûts itérative, puissance et bancabilité de la marque, capacité de canal), et jugez le futur modèle de concurrence et la convergence des onduleurs photovoltaïques ;
3) Liaison EMS : elle doit interagir avec le réseau électrique. Les sociétés EMS existantes appartiennent principalement au State Grid Department. À l'avenir, la compétitivité de base d'EMS dépendra des capacités de développement de logiciels et des capacités de conception de stratégies d'optimisation énergétique ;
4) Lien BMS : la maturité technologique actuelle est faible, le manque de normes industrielles et le paysage concurrentiel est dispersé. À l'avenir, la batterie de stockage d'énergie BMS poursuivra probablement le modèle de marché de la batterie de puissance BMS ;
5) Lien d'intégration du système : il existe de nombreux acteurs nationaux des intégrateurs de systèmes, et les entreprises dotées de capacités d'intégration, de services d'exploitation et de maintenance, de canaux locaux et de la puissance de la marque gagneront.
À en juger par l'environnement actuel de consommation d'électricité dominé par l'énergie thermique, l'énergie générée par la centrale électrique - transmise au réseau électrique - est transmise à l'utilisateur pour être utilisée, et il n'y a pas de stockage d'énergie au milieu. Un petit nombre de sociétés de réseaux électriques utiliseront le stockage par pompage pour ajuster la fréquence de pointe et combler les creux. C'est-à-dire que lorsqu'il y a beaucoup d'électricité la nuit, l'électricité (avec une pompe à eau) est utilisée pour pomper l'eau en aval de la centrale hydroélectrique vers l'amont pour produire de l'électricité.
Pourquoi stocker de l'énergie ?
Avec la mise à jour et la modernisation du système énergétique et l'avancement de l'objectif du double carbone, les énergies renouvelables, menées par l'énergie solaire et l'énergie éolienne, ont commencé à être largement utilisées. Parce que l'énergie éolienne et le photovoltaïque sont fortement affectés par les conditions météorologiques et présentent une grande instabilité, la technologie de stockage de l'énergie joue un rôle crucial. Les fabricants de nouvelles énergies de Keheng estiment que la combinaison du stockage de l'énergie éolienne et solaire est susceptible de devenir la tendance de développement des nouvelles énergies à l'avenir.
D'un point de vue mondial : le marché américain du stockage de l'énergie va exploser en 2020, devenant le troisième plus grand marché du stockage de l'énergie au monde. La mise en œuvre centralisée des projets de stockage d'énergie des services publics sera une augmentation importante de 2021 à 2024. Dans le même temps, l'instabilité de l'alimentation électrique stimulera la demande des utilisateurs en stockage d'énergie. ; L'Europe a commencé la première année de stockage d'énergie en 2019 et a atteint un nouveau sommet en 2020, bondissant pour devenir le plus grand marché cumulatif de stockage d'énergie au monde, avec l'Allemagne et la Grande-Bretagne en tête, l'Allemagne est le plus grand marché de stockage d'énergie utilisateur au monde, principalement en raison aux prix élevés de l'électricité pour les résidents, et la politique de subventions s'est déplacée vers les ménages. En raison du stockage d'énergie, le Royaume-Uni est principalement porté par le déploiement de projets de stockage d'énergie à grande échelle ; La Corée du Sud est affectée par la sécurité des batteries de stockage d'énergie et la capacité nouvellement installée a diminué, mais c'est toujours le deuxième plus grand marché de stockage d'énergie au monde en 2020.
Du point de vue du développement de mon pays : à mesure que la proportion de la production d'énergie renouvelable augmente, des problèmes tels que la consommation, le transport et la distribution, et des fluctuations apparaissent, et la demande rigide de stockage d'énergie se dessine progressivement. près de 100 fois le taux de croissance.
Voici les 15 rapports de recherche de l'industrie du stockage d'énergie :
1. Après plus de dix ans de développement, le stockage de l'énergie électrique est passé du laboratoire au stade précoce de la commercialisation, et maintenant il passe progressivement du stade précoce de la commercialisation à grande échelle. Cette étape a plusieurs caractéristiques. Premièrement, en termes de développement technologique, le rapport coût-performance de certains dispositifs de stockage d'énergie peut déjà être promu et appliqué. Le stockage d'énergie requis par le système électrique il y a plus de dix ans comporte trois éléments : longue durée de vie, faible coût et haute sécurité. Désormais, une longue durée de vie et un faible coût sont essentiellement disponibles. Mais la haute sécurité a toujours le dernier kilomètre. En termes de recherche et de développement, presque toutes les technologies de stockage d'énergie de mon pays sont concernées. En termes d'applications, nous avons essayé diverses applications côté alimentation, réseau électrique et côté utilisateur. En termes de modèles d'affaires, c'est effectivement une lacune, et il y a beaucoup de temps à explorer, et d'autres pays dans le monde ont les mêmes problèmes.
2. Le stockage par pompage est toujours la principale force. Le développement du nouveau stockage d'énergie est très rapide et son taux de croissance est beaucoup plus rapide que celui du stockage hydraulique par pompage. Parmi les nouvelles technologies de stockage d'énergie, les batteries lithium-ion ont la plus forte proportion de technologies de stockage d'énergie et la croissance la plus rapide. Bien sûr, il existe une condition unique pour le développement simultané de véhicules électriques. Cependant, la technologie de stockage d'énergie ne se limite pas aux batteries lithium-ion. Au stade de l'application, il existe des batteries plomb-carbone, des batteries sodium-soufre et des batteries liquide-soufre. Au stade de la démonstration, il y a l'air comprimé, les batteries sodium-ion, les supercondensateurs et les batteries au nano-nickel. L'étage de laboratoire comprend des volants d'inertie, de la supraconductivité, de l'hydrogène à changement de phase et un stockage d'énergie par gravité non pompé, ainsi que de nouveaux types de batteries. Sous quelle forme d'énergie le stockage d'énergie est-il stocké, il est divisé en stockage d'énergie physique, stockage d'énergie électromagnétique, stockage d'énergie électrochimique, stockage d'énergie thermique et stockage d'énergie chimique.
3. La technologie des batteries lithium-ion a progressé le plus rapidement et la performance des coûts est proche du stade de vulgarisation et d'application. Elle est principalement tirée par la demande de véhicules électriques. L'équipe de recherche et développement sur les batteries au lithium est la plus importante, l'investissement est le plus important et l'effet est le plus évident. Les performances des batteries au lithium peuvent couvrir presque tous les scénarios d'application du système d'alimentation, ou elles peuvent être utilisées dans la plupart des scénarios d'application. Qu'il s'agisse de mesure de puissance, de mesure de réseau, de mesure d'utilisateur, de régulation de pointe, de régulation de fréquence, de consommation, de construction d'urgence, de secours, de démarrage à vide. Mais le gros défaut est que le temps de consommation ne suffit pas. La capacité est généralement de quatre heures, ce qui n'est pas suffisant en saison sans vent. Problèmes de sécurité, il y a tellement d'incendies en Corée du Sud, les gens ont parfois un peu peur des batteries au lithium, et les vélos électriques sont aussi en feu de temps en temps, mais le monde entier travaille dur sur ce sujet, y compris les batteries à semi-conducteurs comme direction principale, et certaines technologies intégrées, technologies de gestion, technologies de protection contre les incendies, technologies d'alerte précoce, etc. le rendent plus sûr, et il est possible de le résoudre.
4. L'étendue de l'utilisation des batteries au plomb-carbone se classe au deuxième rang. La chaîne industrielle est très complète et de nombreuses usines de batteries au plomb seront bientôt en mesure de produire des batteries au plomb. La sécurité est toujours à base d'eau, et il n'est pas facile de brûler et d'exploser. Cela a des avantages et c'est une technologie de transition.
5. La troisième est la batterie au soufre liquide, qui est sûre, incombustible et a une longue durée de vie. La puissance et la capacité peuvent être indépendantes. Lors de la configuration, si la scène nécessite une puissance élevée, vous pouvez intentionnellement réduire certains investissements inutiles. La puissance et les heures des batteries lithium-ion sont essentiellement fixes et peuvent être ajustées. Le conseil court est que le rendement est relativement faible et qu'il y a beaucoup de chaleur et de consommation de moteur auxiliaire. La densité d'énergie est relativement faible, la station de stockage d'énergie de la batterie au soufre liquide occupe une grande surface, le prix ne peut pas être réduit et le coût est difficile à déterminer, il ne peut donc pas être utilisé dans les véhicules électriques. Cependant, la recherche et le développement internationaux ne se sont pas arrêtés et n'ont pas été abandonnés, et les États-Unis ont même été utilisés comme direction majeure de la recherche et du développement. L'une des raisons de ce phénomène est qu'il existe de nombreux matériaux parmi lesquels choisir dans ce système. Il n'y a pas de plafond dans l'espace de recherche et développement, et il présente un avantage sur les batteries lithium-ion à long terme.
6. D'autres batteries sont au stade de laboratoire, y compris les batteries à air et organiques à métal liquide, qui peuvent être à faible coût et à haute densité d'énergie. Certains systèmes ont encore de la place pour l'exploration et sont encore au stade de la recherche fondamentale. Cependant, les progrès des batteries sodium-ion sont relativement rapides et il faut plusieurs années du laboratoire à l'application de démonstration. Parce que son système est fondamentalement le même que le mécanisme de réaction redox des batteries au lithium. Il n'y a pas beaucoup d'obstacles pour que l'équipe qui fabrique les batteries lithium-ion passe aux batteries sodium-ion. Avec les contraintes des ressources en lithium, l'incertitude des prix du carbonate de lithium et l'absence de trop nombreuses contraintes sur les ressources en ions sodium, les avantages exceptionnels de cela peuvent apparaître. Il faut dire qu'il s'agit d'une stratégie importante pour la technologie de stockage d'énergie. Le pneu de secours doit être disponible au niveau national, mais parce que la chaîne industrielle n'est pas encore mature et que le système matériel n'a pas été entièrement ciblé et finalisé, en théorie, il est plus sûr que les batteries lithium-ion, donc sa direction de recherche est également quelque peu similaire aux batteries lithium-ion. Nous devons faire des histoires sur les solides et les électrolytes, donc cette route peut encore prendre un certain temps.
7. L'air comprimé peut être utilisé dans tous les besoins de l'ensemble de notre système d'alimentation. Il se caractérise par sa dépendance à la vitesse électromécanique, car il utilise des générateurs, des compresseurs, etc., et la vitesse de réponse est relativement lente. De plus, il possède de nombreuses clés rotatives et quelques pertes irrécupérables, de sorte que l'efficacité est relativement faible. De plus, l'espace de réduction des prix est limité. Mais il a un avantage particulièrement important, c'est que l'utilisation des grottes peut être très importante. Si notre forte proportion d'énergie doit être consommée à grande échelle et à grande échelle, les batteries électrochimiques auront des difficultés. Il a cependant des limites géographiques.
8. L'espace d'utilisation du volant d'inertie est relativement petit, principalement dans l'amélioration de la qualité de l'alimentation de l'utilisateur et du support de puissance et du support de certaines cabines. La densité d'énergie est en effet trop faible. De plus, le seuil technique requis pour les touches rotatives est très élevé. Parce que l'énergie qu'il stocke est définie par la vitesse et la masse du volant d'inertie, si vous voulez atteindre une densité d'énergie élevée, vous avez besoin d'une vitesse de rotation très élevée, et des dizaines de milliers ont déjà commencé. Qualité et sécurité sont des exigences contradictoires. Si la qualité est trop grande, la vitesse peut être augmentée et si la sécurité après l'augmentation de la vitesse a un seuil technique élevé. De plus, l'espace d'application est également limité et les scénarios d'application grand public ne peuvent pas s'y fier.
9. Les super condensateurs sont bien meilleurs que les volants d'inertie, mais ils restent chers. Le problème est le même, la densité de puissance est élevée, la densité d'énergie est faible et les exigences de contrôle sont plus élevées. Par conséquent, l'espace de marché est limité, mais le progrès technologique est encore relativement rapide.
10. Les deux autres technologies ont un grand potentiel pour l'avenir. L'un est la terre chaude, la feuille de route internationale pour le développement du stockage de l'énergie, notant qu'il a une telle proportion élevée dans 20, 30 ans ou plus. La technologie de stockage d'énergie à long terme est indispensable, et le Royaume-Uni accorde une attention particulière au stockage d'énergie thermique, car son énergie éolienne offshore est affectée par les changements saisonniers. Les conditions dans notre pays ne sont pas les mêmes. Si le photovoltaïque est le pilier, il n'y aura pas de stockage d'énergie saisonnier pendant la journée et la nuit. Par conséquent, nous ne prêtons pas beaucoup d'attention à lui maintenant. Aujourd'hui, il s'agit principalement de production d'énergie solaire thermique. Dans nos consommations d'énergie, comme la climatisation, le chauffage représente une part très importante. Ceux-ci peuvent être résolus par la technologie de stockage de chaleur. Cet espace est encore très grand, mais comme le temps entre l'électricité et la chaleur est très serré et que l'écart est trop grand, il semble que tout le monde n'ait pas vu un grand marché pour cet espace d'application, il y a donc relativement peu de chercheurs. Après quelques années, ce sera peut-être possible. Progressivement, un nombre considérable de personnel de R&D sera investi dans cette partie de la recherche. L'autre est l'hydrogène, qui peut être stocké au fil des saisons et peut être remplacé par des combustibles liquides et des combustibles gazeux. Les moteurs et les moteurs à gaz traditionnels peuvent être utilisés, mais les seuils techniques et financiers, et les craintes des gens quant à sa sécurité, seront tous son processus de développement et de recherche. Nous devons définir la feuille de route technique pour le développement de l'hydrogène dans notre pays, car l'hydrogène implique les quatre grands maillons de la production, du stockage, du transport et de l'utilisation, et il peut y avoir des centaines de routes. En fin de compte, nos conditions nationales, l'état de nos infrastructures et nos besoins, quels itinéraires techniques méritent une recherche clé et une conception de haut niveau doivent être bien faits, sinon des centaines d'énergie seront trop dispersées, et l'effet de le retour sur investissement ne sera pas bon.
11. En général, le stockage par pompage est toujours la force principale parmi tous les types de stockage d'énergie, mais le développement de nouveaux stockages d'énergie va augmenter. La batterie est la technologie de stockage d'énergie la plus précieuse, et elle deviendra également le centre de la recherche et du développement et de l'application à long terme. En ce qui concerne l'industrie des batteries au lithium, il existe des liens tels que les minéraux, les matériaux, les monomères, l'intégration des packs et des systèmes, l'application et le recyclage, et la chaîne industrielle est très longue. Cependant, notre pays a les atouts d'un rassemblement de talents, d'une chaîne de production complète et d'une forte capacité d'expansion. Notre équipement de ligne de production d'origine est arriéré, essentiellement des lignes de production haut de gamme sont importées du Japon ou de Corée du Sud, et maintenant nous les remplaçons progressivement. Ce goulot d'étranglement a quasiment disparu. Certaines parties devront peut-être faire l'objet d'une attention particulière lors de l'étape suivante, à savoir le recyclage des batteries usagées et la régénération des matériaux. L'orientation actuelle de cette partie n'est toujours pas suffisante, l'investissement est encore relativement faible et l'espace futur est relativement grand, ce qui est également nécessaire. Au cours de la période du 13e plan quinquennal, le plan national clé de R&D s'est concentré sur les batteries lithium-ion, les batteries à flux et l'utilisation en cascade, ainsi que sur l'air comprimé. Certaines dispositions ont été conçues pour des technologies d'avenir telles que l'ultra-électricité, l'état solide, l'état liquide, le métal, le volant d'inertie et le pompage en mer, qui sont essentiellement réalisées grâce aux travaux du 13e plan quinquennal. Les objectifs que nous nous sommes fixés à l'époque, la durée de vie, le coût, l'efficacité et d'autres indicateurs des batteries au lithium ont tous atteint les attentes. Mais il y a encore des lacunes en matière de sécurité. Le plan national de recherche et développement clé se concentre principalement sur les percées en matière de sécurité, et en plus, la durée de vie du cycle est plus longue, et la partie recyclage a également commencé à prêter attention.
12. En termes de technologie dure de stockage d'énergie, le front est la technologie ontologique. En fait, il existe une technologie d'intégration, une technologie de sécurité et une technologie de gestion des opérations. Nous avons tous une marge d'amélioration sur ces aspects, y compris la topologie intégrée et l'architecture de communication. , système de refroidissement, diagnostic de sécurité, alerte précoce, isolation, protection incendie, gestion de l'exploitation et de la maintenance, gestion du cloud, virtualisation et agrégation, réutilisation multi-scénarios, etc., tous peuvent être améliorés. À cet égard, l'Union européenne est particulièrement représentée à l'échelle internationale, et c'est l'objet de sa recherche et de son développement. En termes d'applications, les sources d'alimentation, les réseaux électriques et les utilisateurs reflètent tous des préoccupations différentes. Par exemple, les sources d'énergie accordent plus d'attention à la consommation d'énergie renouvelable, les réseaux électriques espèrent stocker l'énergie en toute sécurité et l'écrêtage des pics. Lorsque l'utilisateur souhaite s'intégrer à plusieurs réseaux, il s'agit d'un buff important. Le réseau de transport, le réseau aérien et le lien d'interconversion à l'échelle du temps et de l'espace.
13. Le dilemme actuel de l'application est toujours le modèle d'affaires, s'il peut faire de l'argent. Statut, business model et contraintes tarifaires de l'électricité. Le problème derrière cela est que l'identité et le statut sont incertains et que la politique est quelque peu discontinue. De plus, le mécanisme de retour doit être déterminé, ce qui est un problème courant dans le monde. Bien sûr, nous avons un système d'alimentation électrique et des réformes du marché de l'électricité et de l'électricité en dynamique. En fait, notre pays a publié des orientations sur le stockage de l'énergie au niveau national depuis 2017. En regardant ces documents, nous pouvons voir que le jugement sur la situation à l'époque était relativement précis et qu'il s'agissait d'une industrie encouragée par l'État.
14. En termes d'investissement, il y a principalement deux aspects : l'un est d'être un fabricant leader très mature de batteries de puissance, et l'autre est d'être un fabricant très mature d'onduleurs photovoltaïques.
Le marché du stockage de l'énergie augmentera sans aucun doute considérablement la demande de batteries. C'est relativement certain, nous pouvons donc nous concentrer principalement sur les pistes connexes qui sont déjà très matures. D'une part, les fournisseurs de batteries à haute certitude et à faible coût, tels que CATL, BYD, Yiwei Lithium, Paineng Technology (objectifs plus purement de stockage d'énergie), etc. ; d'autre part, les onduleurs qui sont bons pour la gestion de la conversion actuelle Les fabricants d'appareils, tels que Sungrow, GoodWe, Jinlang Technology, etc.
Dans le même temps, le marché du stockage de l'énergie apportera également de nombreux marchés supplémentaires à d'autres secteurs. L'un est un maillon relativement concentré dans la chaîne de l'industrie du stockage d'énergie, comme les sociétés de matières premières pour batteries Longpan Technology, Defang Nano, Fulin Precision, etc., et les intégrateurs de systèmes de stockage d'énergie Yongfu Co., Ltd., Kelu Electronics, etc. ; l'autre est l'institut de stockage d'énergie. L'élargissement de la voie a provoqué, comme les sociétés de gestion thermique de stockage d'énergie imaginables Sanhua Zhikong, Yinlun et ainsi de suite. Bien sûr, le marché incrémental est plus difficile à appréhender, et s'il a besoin du soutien de nouvelles voies technologiques doit également être constamment vérifié avec la chaîne de l'industrie.
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