エネルギー貯蔵とは何ですか？
エネルギー貯蔵とは、電気を蓄え、必要なときに使うことです。
そして、電気の生産から最終使用までのプロセスは次のとおりです。
電力の生産（発電所、発電所）—送電（グリッド会社）-電力の使用（ユーザー）
上記のXNUMXつのリンクでは、エネルギー貯蔵を確立できるため、エネルギー貯蔵は次のように分割できます。 グリッドエネルギー貯蔵; アプリケーションシナリオに応じたユーザーエネルギー貯蔵。
エネルギー貯蔵産業チェーンは比較的単純です。 上流は機器メーカー、中流は統合メーカー、下流はさまざまなアプリケーションです。 アップストリームリンクは、注目する必要のある方向です。
エネルギー貯蔵システムのコスト
バッテリーが最も多く、60％に達し、次にPCS（コンバーター）、EMS（エネルギー管理システム）、BMS（バッテリー管理システム）が続き、それぞれ20％、10％、5％を占めています。
1）バッテリーセグメント：業界の集中度は徐々に高まっています。 将来的には、高安全性、長寿命、低コストに向けて発展していきます。 リン酸鉄リチウムが主流となり、主要なパワーバッテリーメーカーが主導することが期待されています。
2）PCSリンク：XNUMXつのコアコンピタンス（反復的なコスト削減能力、ブランド力と銀行能力、チャネル能力）に注意を払い、将来の競争パターンと太陽光発電インバーターの収束を判断します。
3）EMSリンク：電力網と相互作用する必要があります。 既存のEMS企業は主に国電網局からのものです。 将来的には、EMSのコアコンピタンスは、ソフトウェア開発機能とエネルギー最適化戦略設計機能に依存します。
4）BMSリンク：現在の技術の成熟度は低く、業界標準がなく、競争環境は散在しています。 将来的には、エネルギー貯蔵バッテリーBMSは、パワーバッテリーBMSの市場パターンを継続する可能性があります。
5）システムインテグレーションリンク：国内のシステムインテグレータープレーヤーは多く、統合機能、運用および保守サービス、ローカルチャネル、ブランド力を備えた企業が勝ちます。
火力発電が支配的な現在の電力消費環境から判断すると、発電所で発電された電力（送電網に送られる）は利用者に送られ使用され、途中にエネルギー貯蔵はありません。 少数の電力網会社は、揚水発電を使用してピーク周波数を調整し、谷を埋めます。 つまり、夜間に電気が多い場合は、水力発電所の下流から上流に水を汲み上げて発電するために、（送水ポンプを使って）電気を使用します。
なぜエネルギーを蓄えるのですか？
エネルギーシステムの更新とアップグレード、およびデュアルカーボン目標の進展に伴い、太陽エネルギーと風力エネルギーを中心とした再生可能エネルギーが広く使用され始めています。 風力や太陽光発電は天候の影響を大きく受け、不安定性が大きいため、エネルギー貯蔵技術が重要な役割を果たします。 Kehengの新エネルギーメーカーは、風力と太陽エネルギーの貯蔵の組み合わせが将来の新エネルギーの開発トレンドになる可能性が高いと考えています。
グローバルな視点から：米国のエネルギー貯蔵市場は2020年に爆発し、世界で2021番目に大きなエネルギー貯蔵市場になります。 公益事業のエネルギー貯蔵プロジェクトの集中的な実施は、2024年から2019年にかけて重要な増加となるでしょう。同時に、不安定な電力供給は、エネルギー貯蔵に対するユーザーの需要を刺激します。 ; ヨーロッパは2020年にエネルギー貯蔵の最初の年を開始し、2020年に新たな高値に達し、世界最大の累積エネルギー貯蔵市場に躍り出て、ドイツと英国が先導し、ドイツは主に世界最大のユーザーエネルギー貯蔵市場です。住民の電気料金の高騰に伴い、補助金政策は家庭にシフトしました。 エネルギー貯蔵のため、英国は主に大規模なエネルギー貯蔵プロジェクトの展開によって推進されています。 韓国はエネルギー貯蔵電池の安全性の影響を受けており、新たに設置された容量は減少していますが、XNUMX年には依然として世界第XNUMX位のエネルギー貯蔵市場です。
我が国の発展の観点から、再生可能エネルギーの発電比率が高まるにつれ、消費、送電、配電、変動などの問題が発生し、エネルギー貯蔵に対する厳しい需要が徐々に形成されつつあります。 成長率のほぼ100倍。
以下は、15のエネルギー貯蔵業界の調査レポートです。
1. XNUMX年以上の開発を経て、電気エネルギー貯蔵は実験室から商業化の初期段階に移行し、現在では商業化の初期段階から大規模に徐々に移行しています。 この段階にはいくつかの特徴があります。 第一に、技術開発の観点から、いくつかのエネルギー貯蔵装置のコストパフォーマンスはすでに促進され、適用されている。 XNUMX年以上前に電力システムに必要とされたエネルギー貯蔵には、長寿命、低コスト、高安全というXNUMXつの要素があります。 現在、長寿命と低コストが基本的に利用可能です。 しかし、高いセキュリティにはまだラストマイルがあります。 研究開発に関しては、私の国のほとんどすべてのエネルギー貯蔵技術が関わっています。 アプリケーションに関しては、電源、電力網、ユーザー側でさまざまなアプリケーションを試してきました。 ビジネスモデルの面では、それは確かに欠点であり、探求するのに長い時間がかかり、世界の他の国々も同じ問題を抱えています。
2.揚水発電は依然として主力です。 新エネルギー貯蔵の開発は非常に急速であり、その成長率は揚水発電よりもはるかに速い。 新しいエネルギー貯蔵技術の中で、リチウムイオン電池はエネルギー貯蔵技術の割合が最も高く、最も急速に成長しています。 もちろん、電気自動車の同時開発には独特の条件があります。 ただし、エネルギー貯蔵技術はリチウムイオン電池に限定されません。 適用段階では、鉛炭素電池、ナトリウム硫黄電池、液体硫黄電池があります。 実証段階では、圧縮空気、ナトリウムイオン電池、スーパーキャパシター、ナノニッケル電池があります。 実験室のステージには、フライホイール、超伝導、相変化水素、非ポンプ重力エネルギー貯蔵、およびいくつかの新しいタイプのバッテリーがあります。 エネルギー貯蔵の形態は、物理的エネルギー貯蔵、電磁エネルギー貯蔵、電気化学的エネルギー貯蔵、熱的エネルギー貯蔵、化学燃料エネルギー貯蔵に分けられます。
3.リチウムイオン電池技術は最も急速に進歩しており、コストパフォーマンスは普及と応用の段階に近づいています。 これは主に電気自動車の需要によって推進されています。 リチウム電池の研究開発チームが最大で、投資が最も多く、効果が最も明白です。 リチウム電池の性能は、電力システムのほぼすべてのアプリケーションシナリオをカバーできます。または、ほとんどのアプリケーションシナリオで使用できます。 電力測定、グリッド測定、ユーザー測定、ピーク調整、周波数調整、消費、緊急時の建設、バックアップ、ブラックスタートのいずれであっても。 しかし、主な欠点は、消費する時間が十分でないことです。 容量は通常XNUMX時間ですが、無風の季節には十分ではありません。 安全上の問題、韓国では非常に多くの火災が発生し、人々はリチウム電池を少し恐れることがあり、電気自転車も時々火災になりますが、全世界は全固体電池を含めてこの問題に懸命に取り組んでいます主な方向性として、いくつかの統合された技術、管理技術、防火技術、早期警告技術などがそれをより安全にし、これは解決することが可能です。
4.鉛乾電池の使用幅はXNUMX番目にランクされています。 産業チェーンは非常に完成しており、多くの鉛蓄電池工場がまもなく鉛蓄電池を生産できるようになります。 安全性は依然として水ベースであり、燃焼や爆発は容易ではありません。 これには利点があり、移行技術です。
5. XNUMXつ目は、安全で不燃性で、サイクル寿命が長い液体硫黄電池です。 電力と容量は独立しています。 構成時に、シーンに高電力が必要な場合は、不要な投資を意図的に減らすことができます。 リチウムイオン電池の電力と時間は基本的に固定されており、調整することができます。 ショートボードは、効率が比較的低く、熱と補助モーターの消費量が多いということです。 エネルギー密度が比較的低く、液体硫黄電池のエネルギー貯蔵ステーションが広い面積を占め、価格を下げることができず、コストを決定するのが難しいため、電気自動車には使用できません。 しかし、国際的な研究開発は止まらず、放棄されておらず、米国も主要な研究開発の方向性として利用されてきました。 この現象の理由のXNUMXつは、このシステムで選択できる材料が多いことです。 研究開発スペースに上限はなく、長期的にはリチウムイオン電池よりも有利です。
6.液体金属空気や有機電池など、他の電池は実験段階にあり、低コストでエネルギー密度が高い可能性があります。 一部のシステムにはまだ調査の余地があり、まだ基礎研究段階にあります。 ただし、ナトリウムイオン電池の進歩は比較的速く、実験室から実証までには数年かかります。 そのシステムは基本的にリチウム電池の酸化還元反応機構と同じだからです。 リチウムイオン電池をナトリウムイオン電池に切り替えるチームにとって、大きな障害はありません。 リチウム資源の制約、炭酸リチウム価格の不確実性、およびナトリウムイオン資源に対するあまりにも多くの制約の欠如により、これの顕著な利点が現れる可能性があります。 これはエネルギー貯蔵技術にとって重要な戦略であると言わなければなりません。 スペアタイヤは全国レベルで入手可能である必要がありますが、業界チェーンがまだ成熟しておらず、材料システムが完全に集中して完成していないため、理論的にはリチウムイオン電池よりも安全であるため、研究の方向性はまた、リチウムイオン電池にいくらか似ています。 固体や電解質に大騒ぎしなければならないので、この道はまだ時間がかかるかもしれません。
7.圧縮空気は、電力システム全体のすべてのニーズに使用できます。 発電機やコンプレッサーなどを使用し、応答速度が比較的遅いため、電気機械速度に依存しているのが特徴です。 さらに、回転キーが多く、回復不能な損失が発生するため、効率は比較的低くなります。 また、値下げスペースには限りがあります。 しかし、それは特に大きな利点があります。つまり、洞窟の使用は非常に多くなる可能性があります。 私たちの高い割合のエネルギーを大規模かつ大規模に消費する必要がある場合、電気化学電池は困難になります。 ただし、地理的な制限があります。
8.フライホイールの使用スペースは比較的小さく、主にユーザーの電力品質の向上と、一部のブースの電力サポートおよびサポートに使用されます。 エネルギー密度は確かに低すぎます。 さらに、ロータリーキーに必要な技術的しきい値は非常に高くなっています。 それが蓄えるエネルギーはフライホイールの速度と質量によって定義されるため、高いエネルギー密度を達成したい場合は、非常に高い回転速度が必要であり、すでに数万が開始されています。 品質と安全性は相反する要件です。 品質が高すぎる場合は、速度を上げることができ、速度を上げた後の安全性には高い技術的しきい値があります。 さらに、アプリケーションスペースも限られており、主流のアプリケーションシナリオはそれに依存できません。
9.スーパーキャパシタはフライホイールよりもはるかに優れていますが、それでも高価です。 問題は同じで、電力密度が高く、エネルギー密度が低く、制御の要件が高くなっています。 したがって、市場スペースは限られていますが、技術の進歩はまだ比較的速いです。
10.他の20つの技術は、将来大きな可能性を秘めています。 30つは、ホットランド、国際エネルギー貯蔵開発ロードマップであり、彼はXNUMX年、XNUMX年、またはそれ以上で非常に高い割合を占めていると述べています。 長期的なエネルギー貯蔵技術は不可欠であり、英国は洋上風力発電が季節変化の影響を受けるため、熱エネルギー貯蔵に特別な注意を払っています。 私たちの国の状況は同じではありません。 太陽光発電が主力である場合、昼と夜の間に季節的なエネルギー貯蔵はありません。 したがって、私たちは今彼にあまり注意を払っていません。 今では主に太陽光発電についてです。 空調などのエネルギー消費量では、暖房が非常に高い割合を占めています。 これらは蓄熱技術によって解決することができます。 この空間はまだまだ広いですが、電気と熱の時間が非常に狭く、ギャップが大きすぎるため、誰もがこの応用空間の大きな市場を見たことがないようで、研究者は比較的少ないようです。 数年後、徐々に可能になるかもしれませんが、かなりの数の研究開発要員が研究のこの部分に投資されるでしょう。 もうXNUMXつは水素で、季節を超えて貯蔵でき、液体燃料や気体燃料に置き換えることができます。 従来のガス焚きエンジンとエンジンを使用できますが、技術的および財政的なしきい値、およびその安全性に対する人々の懸念はすべて、彼の開発と研究のプロセスになります。 水素には、発電、貯蔵、送電、使用のXNUMXつの主要なリンクが含まれ、数百のルートが存在する可能性があるため、我が国における水素開発の技術ロードマップを整理する必要があります。 結局のところ、私たちの国の状況、インフラストラクチャの状態、および私たちのニーズは、技術的なルートが重要な研究に値するものであり、トップレベルの設計をうまく行う必要があります。そうしないと、何百ものエネルギーが分散しすぎて、投資収益率は良くありません。
11.一般的に、揚水発電は依然としてあらゆる種類のエネルギー貯蔵の主力ですが、新しいエネルギー貯蔵の開発は増加するでしょう。 バッテリーは最も価値のあるエネルギー貯蔵技術であり、長期的な研究開発と応用の焦点にもなります。 リチウム電池業界に関する限り、鉱物、材料、モノマー、パックとシステムの統合、アプリケーション、リサイクルなどのリンクがあり、業界チェーンは非常に長いです。 しかし、私たちの国には、人材の収集、完全な生産チェーン、および拡張のための強力な能力という利点があります。 当初の生産ライン設備は後方にあり、基本的にはハイエンドの生産ラインが日本や韓国から輸入されており、現在は徐々に交換を進めています。 このボトルネックはほとんどなくなりました。 次のステップ、つまり、使用済みバッテリーのリサイクルと材料の再生で注意が必要な部分があるかもしれません。 この部分の現在の焦点はまだ十分ではなく、投資はまだ比較的小さく、将来のスペースは比較的大きく、これも必要です。 第13次13か年計画期間中、国の主要なR＆D計画は、リチウムイオン電池、フロー電池、カスケード利用、および圧縮空気に焦点を当てました。 超電気、固体、液体状態、金属、フライホイール、海上揚水などの将来を見据えた技術のためにいくつかのレイアウトが作成されました。これらは基本的に第XNUMX次XNUMXカ年計画の作業を通じて達成されます。 当時設定した目標であるリチウム電池のサイクル寿命、コスト、効率などの指標はすべて期待に応えています。 しかし、セキュリティにはまだ欠点があります。 国の主要な研究開発計画は、主に安全性の飛躍的進歩に焦点を当てており、さらにサイクル寿命が長く、リサイクル部分にも注目が集まっています。
12.エネルギー貯蔵のハードテクノロジーに関しては、最前線はオントロジーテクノロジーです。 実際、統合技術、安全技術、運用管理技術があります。 統合トポロジや通信アーキテクチャなど、これらの側面には改善の余地があります。 、冷却システム、セキュリティ診断、早期警告、隔離、防火、運用および保守管理、クラウド管理、仮想化と集約、マルチシナリオの再利用など、すべてに改善の余地があります。 この点で、欧州連合は特に国際的に代表されており、これが彼の研究開発の焦点です。 アプリケーションに関しては、電源、電力網、およびユーザーはすべて異なる懸念を反映しています。 たとえば、電源は再生可能エネルギーの消費にもっと注意を払い、電力網はエネルギーを安全に貯蔵することを望んでおり、ピークシェービングを行っています。 ユーザーが複数のネットワークと統合したい場合、それは重要なバフとして機能します。 輸送ネットワーク、航空ネットワーク、および時間と空間のスケールでの相互変換リンク。
13.アプリケーションの現在のジレンマは、それがお金を稼ぐことができるかどうかにかかわらず、依然としてビジネスモデルです。 ステータス、ビジネスモデル、および電気料金の制約。 その背後にある問題は、アイデンティティとステータスが不確実であり、ポリシーがやや不連続であるということです。 さらに、世界で一般的な問題であるリターンメカニズムを決定する必要があります。 もちろん、私たちは電力システムと電力および電力市場の改革をダイナミックに行っています。 実際、我が国は2017年から国レベルでのエネルギー貯蔵に関するガイダンスを発行しています。これらの文書を振り返ると、当時の状況に関する判断は比較的正確であり、国が奨励する産業であったことがわかります。
14.投資に関しては、主にXNUMXつの側面があります。XNUMXつはパワーバッテリーの非常に成熟した大手メーカーであり、もうXNUMXつは太陽光発電インバーターの非常に成熟したメーカーであるということです。
エネルギー貯蔵市場は間違いなくバッテリーの需要を大幅に増加させるでしょう。 これは比較的確実なので、すでに非常に成熟している関連トラックに主に焦点を当てることができます。 一方では、CATL、BYD、Yiwei Lithium、Paineng Technology（より純粋なエネルギー貯蔵ターゲット）などの高確実で低コストのバッテリープロバイダー。 一方、Sungrow、GoodWe、JinlangTechnologyなどの現在の変換管理デバイスメーカーに優れたインバーター。
同時に、エネルギー貯蔵市場はまた、他のセクターに多くの増分市場をもたらすでしょう。 XNUMXつは、電池原料会社のLongpan Technology、Defang Nano、Fulin Precisionなどのエネルギー貯蔵産業チェーン、およびエネルギー貯蔵システムのインテグレーターであるYongfu Co.、Ltd.、KeluElectronicsなどの比較的集中したリンクです。 もうXNUMXつはエネルギー貯蔵機関です。 考えられるエネルギー貯蔵熱管理会社のSanhuaZhikong、Yinlunなどのように、軌道の拡大がもたらされました。 もちろん、増分市場を把握することはより困難であり、新しいテクノロジーパスのサポートが必要かどうかも、業界チェーンで常に検証する必要があります。
より多くの電池の知識： ケヘンバタリー
