에너지 저장이란 무엇입니까?
에너지 저장은 전기를 저장하고 필요할 때 사용하는 것입니다.
그리고 전기의 생산에서 최종 사용까지의 과정은 다음과 같습니다.
전기 생산(발전소, 발전소) - 전기 전송(계통 회사) - 전기 사용(사용자)
위의 세 링크에서 에너지 저장을 설정할 수 있으므로 에너지 저장을 다음과 같이 나눌 수 있습니다. 발전 에너지 저장; 그리드 에너지 저장; 애플리케이션 시나리오에 따른 사용자 에너지 저장.
에너지 저장 산업 체인은 비교적 간단합니다. 업스트림은 장비 제조업체, 미드스트림은 통합 제조업체, 다운스트림은 다양한 애플리케이션입니다. 업스트림 링크는 집중해야 할 방향입니다.
에너지 저장 시스템 비용
배터리가 60%로 가장 높은 비중을 차지했고 PCS(컨버터), EMS(에너지 관리 시스템), BMS(배터리 관리 시스템)가 각각 20%, 10%, 5%를 차지했다.
1) 배터리 부문: 산업 집중도가 점차 높아지고 있다. 미래에는 높은 안전성, 긴 수명, 낮은 비용으로 발전할 것입니다. 인산철리튬이 주류 경로가 될 것이며 선도적인 전력 배터리 제조업체가 이를 주도할 것으로 예상됩니다.
2) PCS 링크: XNUMX가지 핵심 역량(반복적 비용 절감 능력, 브랜드 파워 및 은행 가능성, 채널 능력)에 주목하고 태양광 인버터의 미래 경쟁 패턴과 융합을 판단합니다.
3) EMS 링크: 전력망과 상호 작용해야 합니다. 기존 EMS 회사는 주로 State Grid Department 출신입니다. 미래에 EMS의 핵심 경쟁력은 소프트웨어 개발 능력과 에너지 최적화 전략 설계 능력에 달려 있습니다.
4) BMS 연계: 현재 기술 성숙도가 낮고 산업 표준이 부족하며 경쟁 구도가 흩어져 있습니다. 앞으로 에너지 저장 배터리 BMS는 전원 배터리 BMS 시장 패턴을 계속할 것입니다.
5) 시스템 통합 링크: 많은 국내 시스템 통합 업체가 있으며 통합 기능, 운영 및 유지 보수 서비스, 로컬 채널 및 브랜드 파워를 가진 회사가 승리합니다.
현재 화력이 지배하는 전력소비 환경으로 볼 때 발전소에서 생산된 전력(전력망으로 전달)은 사용자에게 전달되어 사용되며 중간에 에너지 저장장치가 없다. 소수의 전력망 회사는 피크 주파수를 조정하고 계곡을 채우기 위해 펌프식 스토리지를 사용할 것입니다. 즉, 야간에 전력이 많을 때 전기(워터펌프로)를 이용하여 수력발전소의 하류에 있는 물을 상류로 펌프하여 전기를 생산한다.
왜 에너지를 저장합니까?
에너지 시스템의 업데이트 및 업그레이드와 이중 탄소 목표의 고도화로 인해 태양 에너지와 풍력 에너지를 중심으로 한 재생 에너지가 널리 사용되기 시작했습니다. 풍력과 태양광은 날씨의 영향을 많이 받고 불안정성이 크기 때문에 에너지 저장 기술이 중요한 역할을 합니다. Keheng 신에너지 제조업체는 풍력과 태양열 에너지 저장의 조합이 미래의 신에너지 발전 추세가 될 것이라고 믿습니다.
글로벌 관점에서: 미국 에너지 저장 시장은 2020년에 폭발적으로 증가하여 세계에서 세 번째로 큰 에너지 저장 시장이 될 것입니다. 공공 유틸리티 에너지 저장 프로젝트의 중앙 집중식 구현은 2021년에서 2024년까지 중요한 증가가 될 것입니다. 동시에 불안정한 전원 공급은 에너지 저장에 대한 사용자의 수요를 자극할 것입니다. ; 유럽은 2019년에 에너지 저장의 첫 해를 시작했으며 2020년에 새로운 최고치를 달성하여 세계 최대의 누적 에너지 저장 시장이 되기 위해 도약했으며 독일과 영국이 주도하고 있으며 독일은 주로 세계 최대의 사용자 에너지 저장 시장입니다. 주민들의 높은 전기요금과 보조금 정책이 가계로 옮겨갔다. 에너지 저장으로 인해 영국은 주로 대규모 에너지 저장 프로젝트를 추진하고 있습니다. 한국은 에너지 저장 배터리의 안전성에 영향을 받고 새로 설치되는 용량이 감소했지만 2020년에도 여전히 세계 XNUMX위의 에너지 저장 시장입니다.
우리나라 발전의 관점에서 보면 재생에너지 발전의 비중이 증가함에 따라 소비, 송배전, 변동 등의 문제가 나타나고 에너지 저장에 대한 경직된 수요가 점차 구체화되고 있다. 성장률이 거의 100배에 달합니다.
다음은 15개의 에너지 저장 산업 연구 보고서입니다.
1. XNUMX년 이상의 개발 끝에 전기 에너지 저장 장치는 실험실에서 상용화 초기 단계로 이동했으며 이제는 상용화 초기 단계에서 대규모로 점진적으로 전환하고 있습니다. 이 단계에는 몇 가지 특징이 있습니다. 첫째, 기술 개발 측면에서 일부 에너지 저장 장치의 비용 성능은 이미 촉진되고 적용될 수 있습니다. XNUMX여 년 전 전력 시스템에 필요한 에너지 저장 장치는 긴 수명, 낮은 비용, 높은 안전성의 세 가지 요소를 가지고 있습니다. 이제 긴 수명과 저렴한 비용이 기본적으로 제공됩니다. 그러나 높은 보안에는 여전히 마지막 마일이 있습니다. 연구 개발 측면에서 우리나라의 거의 모든 에너지 저장 기술이 관련되어 있습니다. 응용 측면에서 전원 공급 장치, 전력망 및 사용자 측에서 다양한 응용 프로그램을 시도했습니다. 비즈니스 모델 면에서 보면 참으로 단점이고, 탐색할 시간이 길고, 세계의 다른 나라들도 같은 문제를 안고 있습니다.
2. 양수 저장은 여전히 주요 힘입니다. 새로운 에너지 저장의 개발은 매우 빠르며 그 성장률은 양수식 수력 저장의 성장률보다 훨씬 빠릅니다. 새로운 에너지 저장 기술 중 리튬 이온 배터리는 에너지 저장 기술의 비율이 가장 높고 가장 빠르게 성장하고 있습니다. 물론 전기차 동시 개발에는 고유한 조건이 있다. 그러나 에너지 저장 기술은 리튬 이온 배터리에 국한되지 않습니다. 적용 단계에는 납-탄소 배터리, 나트륨-황 배터리 및 액체-황 배터리가 있습니다. 시연 단계에는 압축 공기, 나트륨 이온 배터리, 슈퍼 커패시터 및 나노 니켈 배터리가 있습니다. 실험실 단계에는 플라이휠, 초전도, 상변화 수소, 펌핑되지 않은 중력 에너지 저장 장치 및 몇 가지 새로운 유형의 배터리가 있습니다. 에너지 저장은 어떤 형태의 에너지로 저장되는지에 따라 물리적 에너지 저장, 전자기 에너지 저장, 전기화학적 에너지 저장, 열에너지 저장 및 화학적 연료 에너지 저장으로 구분됩니다.
3. 리튬 이온 배터리 기술이 가장 빠르게 발전했으며 비용 대비 성능이 대중화 및 적용 단계에 가깝습니다. 이는 주로 전기 자동차에 대한 수요에 의해 주도됩니다. 리튬 배터리 연구 개발 팀이 가장 크고 투자가 가장 많으며 효과가 가장 분명합니다. 리튬 배터리의 성능은 전력 시스템의 거의 모든 애플리케이션 시나리오를 포괄하거나 대부분의 애플리케이션 시나리오에서 사용할 수 있습니다. 전력 측정, 그리드 측정, 사용자 측정, 피크 조절, 주파수 조절, 소비, 비상 건설, 백업, 블랙 스타트 여부. 그러나 가장 큰 단점은 소비할 시간이 충분하지 않다는 것입니다. 용량은 일반적으로 XNUMX시간으로 바람이 없는 계절에는 충분하지 않습니다. 안전상의 문제, 한국은 화재가 너무 많고, 사람들은 가끔 리튬 배터리를 조금 두려워하고, 전기 자전거도 때때로 불이 나는데 전 세계가 전고체 배터리를 포함하여 이 문제에 대해 열심히 노력하고 있습니다. 주요 방향으로 일부 통합 기술, 관리 기술, 화재 방지 기술, 조기 경보 기술 등이 더 안전하고 해결 가능합니다.
4. 납-탄소 배터리의 사용 범위는 두 번째입니다. 산업 사슬은 매우 완전하며 많은 납축전지 공장이 곧 납축전지를 생산할 수 있게 될 것입니다. 안전은 여전히 수성이며 타거나 폭발하기 쉽지 않습니다. 이것은 장점이 있으며 과도기 기술입니다.
5. 세 번째는 액체 유황 배터리로 안전하고 불연성이며 수명이 길다. 전력과 용량은 독립적일 수 있습니다. 구성할 때 고출력이 필요한 장면의 경우 의도적으로 불필요한 투자를 줄일 수 있습니다. 리튬 이온 배터리의 전력 및 시간은 기본적으로 고정되어 있으며 조정할 수 있습니다. 숏보드는 효율이 상대적으로 낮고 발열과 보조 모터 소모가 많다는 점이다. 에너지 밀도가 비교적 낮고 액체 유황 배터리 에너지 저장 스테이션이 넓은 면적을 차지하며 가격을 낮출 수 없으며 비용을 결정하기 어려워 전기 자동차에 사용할 수 없습니다. 그러나 국제 연구 개발은 멈추지 않았고 포기하지 않았으며 미국은 심지어 주요 연구 개발 방향으로 사용되었습니다. 이 현상의 원인 중 하나는 이 시스템에서 선택할 수 있는 재료가 많기 때문입니다. 연구개발 공간에 상한선이 없고 장기적으로 보면 리튬이온 배터리에 비해 장점이 있다.
6. 액체 금속 공기 및 유기 배터리를 포함한 기타 배터리는 실험실 단계에 있으며, 이는 저비용 및 높은 에너지 밀도일 수 있습니다. 일부 시스템은 아직 탐색할 여지가 있으며 기본 연구 단계에 있습니다. 그러나 나트륨 이온 배터리의 발전 속도는 상대적으로 빠르며 실험실에서 실증 응용까지 몇 년이 걸립니다. 그 시스템은 기본적으로 리튬 배터리의 산화 환원 반응 메커니즘과 동일하기 때문입니다. 리튬이온전지를 만드는 팀이 나트륨이온전지로 전환하는데 큰 걸림돌은 없다. 리튬 자원의 제약, 탄산리튬 가격의 불확실성, 나트륨 이온 자원에 대한 제약이 너무 많기 때문에 이에 대한 탁월한 이점이 나타날 수 있습니다. 이것은 에너지 저장 기술에 대한 중요한 전략이라고 말해야 합니다. 스페어 타이어는 국가 차원에서 사용할 수 있어야하지만 산업 체인이 아직 성숙하지 않고 재료 시스템이 완전히 집중되고 완성되지 않았기 때문에 이론상 리튬 이온 배터리보다 안전하므로 연구 방향은 다음과 같습니다. 또한 리튬 이온 배터리와 다소 유사합니다. 우리는 고체와 전해질에 대해 소란을 피워야 하므로 이 길은 아직 시간이 걸릴 수 있습니다.
7. 압축 공기는 전체 전력 시스템의 모든 요구 사항에 사용할 수 있습니다. 발전기, 압축기 등을 사용하고 응답속도가 상대적으로 느리기 때문에 전기기계적 속도에 의존하는 것이 특징이다. 또한 회전하는 키가 많고 복구할 수 없는 손실이 있으므로 효율성이 상대적으로 낮습니다. 또한 가격 인하 공간이 제한되어 있습니다. 그러나 그것은 특히 큰 장점이 있습니다. 즉, 동굴의 사용이 매우 커질 수 있습니다. 우리의 높은 비율의 에너지가 대규모로 대규모로 소비되어야 하는 경우 전기화학 배터리는 어려움을 겪을 것입니다. 그러나 지리적 한계가 있습니다.
8. 플라이휠의 사용 공간은 주로 사용자의 전력 품질 향상과 일부 부스의 전력 지원 및 지원에서 상대적으로 작습니다. 에너지 밀도는 실제로 너무 낮습니다. 또한 로터리 키에 필요한 기술적 한계는 매우 높습니다. 저장하는 에너지는 플라이휠의 속도와 질량으로 정의되기 때문에 높은 에너지 밀도를 달성하려면 매우 높은 회전 속도가 필요하며 이미 수만 번 회전이 시작되었습니다. 품질과 안전은 모순되는 요구 사항입니다. 품질이 너무 크면 속도를 높일 수 있고, 속도를 높인 후의 안전성 여부는 기술적 문턱이 높다. 또한 응용 프로그램 공간도 제한되어 있으며 주류 응용 프로그램 시나리오는 이에 의존할 수 없습니다.
9. 슈퍼 커패시터는 플라이휠보다 훨씬 낫지만 여전히 비쌉니다. 문제는 동일하며 전력 밀도는 높고 에너지 밀도는 낮으며 제어 요구 사항이 더 높습니다. 따라서 시장 공간은 제한되어 있지만 기술 발전은 여전히 비교적 빠릅니다.
10. 다른 두 기술은 미래에 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 하나는 핫 랜드, 국제 에너지 저장 개발 로드맵으로 그가 20년, 30년 또는 그 이상에서 높은 비율을 가지고 있음을 지적합니다. 장기 에너지 저장 기술은 필수 불가결하며 영국은 해상 풍력이 계절적 변화의 영향을 받기 때문에 열에너지 저장에 특별한 관심을 기울이고 있습니다. 우리나라의 상황은 그렇지 않습니다. 태양광 발전이 주력이라면 낮과 밤에 계절 에너지 저장 장치가 없을 것입니다. 따라서 우리는 지금 그에게 많은 관심을 기울이지 않습니다. 지금은 주로 태양열 발전에 관한 것입니다. 에어컨과 같은 에너지 소비에서 난방은 매우 높은 비율을 차지합니다. 이것은 열 저장 기술로 해결할 수 있습니다. 이 공간은 여전히 매우 넓지만 전기와 열 사이의 시간이 매우 촉박하고 그 격차가 너무 커서 모두가 이 응용 공간에 대한 큰 시장을 보지 못한 것 같아서 상대적으로 연구원이 적습니다. 몇 년 후, 점차적으로, 상당한 수의 R&D 인력이 연구의 이 부분에 투자될 것입니다. 다른 하나는 계절에 따라 저장될 수 있고 액체 연료와 기체 연료로 대체될 수 있는 수소입니다. 전통적인 가스 연소 엔진과 엔진을 사용할 수 있지만 기술 및 재정적 한계, 안전에 대한 사람들의 두려움은 모두 그의 개발 및 연구 과정이 될 것입니다. 수소는 생성, 저장, 전송 및 사용의 XNUMX가지 주요 연결을 포함하고 수백 개의 경로가 있을 수 있기 때문에 우리는 우리나라의 수소 개발을 위한 기술 로드맵을 분류해야 합니다. 결국 우리의 국가적 조건, 기반 시설의 상태, 그리고 우리의 필요, 어떤 기술 경로가 핵심 연구 가치가 있고, 최고 수준의 설계가 잘 이루어져야 합니다. 그렇지 않으면 수백 개의 에너지가 너무 흩어지고 투자 수익률이 좋지 않을 것입니다.
11. 일반적으로 양수 저장은 여전히 모든 종류의 에너지 저장 중 주력이지만 새로운 에너지 저장의 개발은 증가 할 것입니다. 배터리는 가장 가치 있는 에너지 저장 기술이며 장기적으로 연구 개발 및 적용의 초점이 될 것입니다. 리튬 배터리 산업에 관한 한 광물, 재료, 단량체, 팩 및 시스템 통합, 응용 및 재활용과 같은 연결 고리가 있으며 산업 체인이 매우 깁니다. 그러나 우리나라는 인재를 모으는 장점이 있고 생산 사슬이 완전하고 확장 능력이 뛰어납니다. 우리의 원래 생산 라인 장비는 후진하고 기본적으로 고급 생산 라인은 일본이나 한국에서 수입되며 이제는 점진적으로 교체하고 있습니다. 이 병목 현상이 거의 사라졌습니다. 다음 단계, 즉 폐배터리의 재활용과 재료의 재생에서 주의해야 할 부분이 있을 수 있습니다. 이 부분의 현재 초점은 여전히 충분하지 않고 투자는 여전히 상대적으로 적으며 미래 공간은 상대적으로 크고 이것도 필요합니다. 13차 13개년 계획 기간 동안 국가 핵심 R&D 계획은 압축 공기뿐만 아니라 리튬 이온 배터리, 플로우 배터리 및 캐스케이드 활용에 중점을 두었습니다. XNUMX차 XNUMX개년 계획의 작업을 통해 기본적으로 달성되는 초전기, 고체, 액체, 금속, 플라이휠, 바다 펌프와 같은 미래 지향적인 기술에 대한 일부 레이아웃이 만들어졌습니다. 당시 우리가 설정한 목표인 사이클 수명, 비용, 효율성 및 기타 리튬 배터리 지표는 모두 기대에 도달했습니다. 그러나 보안에는 여전히 부족한 점이 있습니다. 국가 핵심 연구 개발 계획은 주로 안전의 혁신에 중점을두고 있으며주기 수명이 길어지고 재활용 부분도 주목하기 시작했습니다.
12. 에너지 저장의 하드 기술 측면에서 전면은 온톨로지 기술입니다. 실제로 통합기술, 안전기술, 운영관리기술이 있다. 우리 모두는 통합 토폴로지 및 통신 아키텍처를 포함하여 이러한 측면에서 개선의 여지가 있습니다. , 냉각 시스템, 보안 진단, 조기 경보, 격리, 화재 방지, 운영 및 유지 관리, 클라우드 관리, 가상화 및 집계, 다중 시나리오 재사용 등 모두 개선의 여지가 있습니다. 이와 관련하여 유럽 연합은 특히 국제적으로 대표되며 이것이 그의 연구 개발의 초점입니다. 애플리케이션 측면에서 전원, 전력망 및 사용자는 모두 서로 다른 관심사를 반영합니다. 예를 들어, 전원은 재생 가능 에너지 소비에 더 많은 관심을 기울이고, 전력망은 에너지를 안전하게 저장하기를 희망하며, 최대 절전 모드입니다. 사용자가 여러 네트워크와 통합하고자 할 때 중요한 버프 역할을 합니다. 운송 네트워크, 항공 네트워크 및 시간과 공간 규모의 상호 변환 링크.
13. 애플리케이션의 현재 딜레마는 여전히 비즈니스 모델, 즉 돈을 벌 수 있는지 여부입니다. 상태, 비즈니스 모델 및 전기 가격 제약. 그 이면의 문제는 신분과 지위가 불확실하고 정책이 다소 불연속적이라는 점이다. 또한 세계적으로 공통적인 문제인 반환 메커니즘을 결정해야 합니다. 물론 우리는 전력 시스템과 전력 및 전력 시장을 역동적으로 개혁하고 있습니다. 사실 우리나라는 2017년부터 국가차원에서 에너지저장에 관한 지침을 발표했습니다. 이 문서들을 보면 당시 상황에 대한 판단이 비교적 정확했고, 국가가 장려한 산업이었다는 것을 알 수 있습니다.
14. 투자 측면에서 주로 두 가지 측면이 있습니다. 하나는 전력 배터리의 매우 성숙한 선도 제조업체이고 다른 하나는 태양광 인버터의 매우 성숙한 제조업체입니다.
에너지 저장 시장은 의심할 여지 없이 배터리 수요를 크게 증가시킬 것입니다. 이것은 비교적 확실하기 때문에 이미 매우 성숙한 관련 트랙에 주로 집중할 수 있습니다. 한편으로는 CATL, BYD, Yiwei Lithium, Paineng Technology(더 순수하게 에너지 저장 대상) 등과 같은 고정밀 및 저비용 배터리 제공업체; 한편, 현재의 변환관리를 잘하는 인버터는 Sungrow, GoodWe, Jinlang Technology 등과 같은 Device 제조사들이
동시에 에너지 저장 시장은 다른 부문에도 많은 증분 시장을 가져올 것입니다. 하나는 배터리 원료 회사 Longpan Technology, Defang Nano, Fulin Precision 등과 같은 에너지 저장 산업 체인에서 상대적으로 집중된 연결이며 에너지 저장 시스템 통합업체인 Yongfu Co., Ltd., Kelu Electronics 등입니다. 다른 하나는 에너지 저장 연구소입니다. 트랙의 확장은 생각할 수 있는 에너지 저장 열 관리 회사인 Sanhua Zhikong, Yinlun 등과 같은 가져왔습니다. 물론 증분 시장은 파악하기가 더 어렵고 새로운 기술 경로의 지원이 필요한지 여부도 산업 체인과 지속적으로 확인해야 합니다.
추가 배터리 지식: 케헹 배터리
