Resumen

En 2021, domésticobatería de almacenamiento de energíalos envíos alcanzarán los 48GWh, un aumento interanual de 2,6 veces.

Desde que China propuso el objetivo de carbono dual en 2021, el desarrollo de industrias nacionales de nuevas energías como la eólica y laalmacenamiento solar y nueva energíavehículos ha ido cambiando con cada día que pasa.Como un medio importante para lograr el objetivo de doble carbono, losalmacen de energiatambién marcará el comienzo de un período dorado de desarrollo de políticas y mercados.En 2021, gracias a la creciente capacidad instalada de ultramarpoder de almacenamiento de energíacentrales y la política de gestión de la energía eólica doméstica yalmacenamiento de energía solar, el almacenamiento de energía doméstico logrará un crecimiento explosivo.

Según estadísticas de laBatería de LitioInstituto de Investigación del Instituto de Investigación Industrial de Alta Tecnología, nacionalbatería de almacenamiento de energíalos envíos alcanzarán los 48 GWh en 2021, un aumento interanual de 2,6 veces;de que poderbatería de almacenamiento de energíalos envíos serán de 29GWh, un aumento interanual de 4,39 veces frente a los 6,6GWh de 2020.

Al mismo tiempo, elalmacen de energiaLa industria también enfrenta muchos problemas en el camino: en 2021, el costo aguas arriba debaterías de litiose ha disparado y la capacidad de producción de baterías ha sido limitada, lo que ha resultado en un aumento en los costos del sistema en lugar de una caída;doméstico y extranjeroalmacenamiento de energía de la batería de litiolas centrales eléctricas se han incendiado y explotado ocasionalmente, lo cual es seguro Los accidentes no se pueden erradicar por completo;los modelos comerciales nacionales no están completamente maduros, las empresas no están dispuestas a invertir y el almacenamiento de energía es una "construcción pesada sobre la operación", y el fenómeno de los activos inactivos es común;el tiempo de configuración del almacenamiento de energía es principalmente de 2 horas, y una alta proporción de redes de energía eólica y solar de gran capacidad están conectadas a 4 La demanda de almacenamiento de energía a largo plazo durante una hora es cada vez más urgente...

La tendencia general de demostración diversificada de la tecnología de almacenamiento de energía, se espera que aumente la proporción de la capacidad instalada de tecnología de almacenamiento de energía que no sea de iones de litio.

Comparado con políticas anteriores, el “Plan de Implementación” ha escrito más sobre la inversión y demostración de diversificadosalmacen de energiatecnologías, y mencionó explícitamente la optimización de varias rutas técnicas, como baterías de iones de sodio, baterías de plomo-carbono, baterías de flujo y almacenamiento de energía de hidrógeno (amoníaco).Investigación de diseño.En segundo lugar, rutas técnicas como almacenamiento de energía de aire comprimido de 100 megavatios, batería de flujo de 100 megavatios, iones de sodio, estado sólidobatería de iones de litio,y la batería de metal líquido son las direcciones clave de la investigación de equipos técnicos en elalmacen de energiaindustria durante el XIV Plan Quinquenal.

En general, el “Plan de Implementación” aclara los principios de desarrollo de la demostración común pero diferenciada de variosalmacen de energiarutas tecnológicas, y solo estipula el objetivo de planificación de reducir los costos del sistema en más del 30% en 2025. Esto esencialmente otorga el derecho a elegir una ruta específica a los actores del mercado, y el desarrollo futuro del almacenamiento de energía será costo y mercado. orientado a la demanda.Puede haber dos razones detrás de la formación de las regulaciones.

En primer lugar, el costo vertiginoso debaterías de litioy las materias primas aguas arriba y la capacidad de producción insuficiente en 2021 han expuesto los riesgos potenciales de una dependencia excesiva de una sola ruta técnica: la rápida liberación de la demanda aguas abajo de nuevos vehículos de energía, vehículos de dos ruedas y almacenamiento de energía ha dado lugar a un aumento de la materia prima aguas arriba precios y oferta de capacidad.Insuficiente, lo que resulta en el almacenamiento de energía y otras aplicaciones posteriores "acaparando capacidad de producción, acaparando materias primas".En segundo lugar, la vida útil real de los productos de baterías de litio no es larga, el problema de incendios y explosiones es ocasional, y el espacio para la reducción de costos es difícil de resolver a corto plazo, lo que también hace que no pueda satisfacer completamente las necesidades de toda la energía. aplicaciones de almacenamientoCon la construcción de nuevos sistemas de energía, el almacenamiento de energía se convertirá en una nueva infraestructura energética indispensable, y es probable que la demanda mundial de almacenamiento de energía entre en la era de los TWh.El nivel actual de suministro de baterías de litio no puede satisfacer la demanda dealmacen de energiainfraestructura de nuevos sistemas de energía en el futuro.

El segundo es la mejora iterativa continua de otras rutas técnicas, y las condiciones técnicas para la demostración de ingeniería ya están disponibles.Tome como ejemplo el almacenamiento de energía de flujo líquido destacado en el Plan de implementación.En comparación con las baterías de iones de litio, las baterías de flujo no tienen cambios de fase en el proceso de reacción, se pueden cargar y descargar profundamente y pueden soportar cargas y descargas de alta corriente.La característica más destacada de las baterías de flujo es que el ciclo de vida es extremadamente largo, el mínimo puede ser de 10 000 veces, y algunas rutas técnicas pueden incluso alcanzar más de 20 000 veces, y la vida útil general puede llegar a 20 años o más, lo cual es muy adecuado para gran capacidadenergía renovable.Escena de almacenamiento de energía.Desde 2021, Datang Group, State Power Investment Corporation, China General Nuclear Power y otros grupos de generación de energía han publicado planes para la construcción de centrales eléctricas de almacenamiento de energía con batería de flujo de 100 megavatios.La primera fase de laalmacen de energiapico de afeitadocentral eléctricaEl proyecto ha entrado en la etapa de puesta en marcha de un solo módulo, lo que refleja que la batería de flujo tiene la viabilidad de una tecnología de demostración de 100 megavatios.

Desde la perspectiva de la madurez tecnológica,baterías de iones de litiotodavía están muy por delante de otrosnuevos depósitos de energíaen términos de efecto de escala y apoyo industrial, por lo que existe una alta probabilidad de que sigan siendo la corriente principal de los nuevosalmacen de energiainstalaciones en los próximos 5-10 años.Sin embargo, se espera que se amplíe la escala absoluta y la proporción relativa de las rutas de almacenamiento de energía sin iones de litio.Otras rutas técnicas, como baterías de iones de sodio, aire comprimidoalmacen de energia, baterías de plomo-carbono y baterías de metal-aire, se espera que aumenten el costo de inversión inicial, el costo de kWh, la seguridad, etc. O muchos aspectos muestran un gran potencial de desarrollo, y se espera que formen una relación complementaria y de apoyo mutuo conbaterías de iones de litio.

Centrándose en los escenarios de aplicación, se espera que la demanda interna de almacenamiento de energía a largo plazo logre un avance cualitativo

De acuerdo con el tiempo de almacenamiento de energía, los escenarios de aplicación de almacenamiento de energía se pueden dividir aproximadamente en almacenamiento de energía a corto plazo (<1 hora), almacenamiento de energía a medio y largo plazo (1-4 horas) y almacenamiento de energía a largo plazo (≥4 horas). horas, y algunos países extranjeros definen ≥8 horas) ) tres categorías.En la actualidad, las aplicaciones domésticas de almacenamiento de energía se concentran principalmente en el almacenamiento de energía a corto plazo y el almacenamiento de energía a mediano y largo plazo.Debido a factores como los costos de inversión, la tecnología y los modelos comerciales, el mercado de almacenamiento de energía a largo plazo aún se encuentra en etapa de cultivo.

Al mismo tiempo, los países desarrollados, incluidos los Estados Unidos y el Reino Unido, han publicado una serie de subsidios de políticas y planes técnicos para la tecnología de almacenamiento de energía a largo plazo, incluida la "Hoja de ruta del gran desafío del almacenamiento de energía" emitida por el Departamento de Energía de los Estados Unidos. , y los planes del Departamento de Estrategia Empresarial, Energética e Industrial del Reino Unido.Asignar £68 millones para apoyar un proyecto de demostración de la ruta de tecnología de almacenamiento de energía a largo plazo del país.Además de los funcionarios gubernamentales, las organizaciones no gubernamentales en el extranjero también están tomando medidas activamente, como el consejo de almacenamiento de energía a largo plazo.La organización fue iniciada por 25 gigantes internacionales de energía, tecnología y servicios públicos, incluidos Microsoft, BP, Siemens, etc., y se esfuerza por implementar 85 TWh-140 TWh de instalaciones de almacenamiento de energía a largo plazo en todo el mundo para 2040, con una inversión de US $ 1,5 billones a 3 billones.Dólar.

El académico Zhang Huamin del Instituto Dahua de la Academia de Ciencias de China mencionó que después de 2030, en el nuevo sistema eléctrico doméstico, la proporción de energía renovable conectada a la red aumentará considerablemente, y el papel de la regulación de frecuencia y regulación de picos de la red eléctrica serán transferidos a centrales de almacenamiento de energía.En clima lluvioso continuo, debido a la reducción significativa en la capacidad instalada de las plantas de energía térmica, para garantizar el suministro de energía seguro y estable del nuevo sistema de energía, solo 2-4 horas de tiempo de almacenamiento de energía no pueden satisfacer las necesidades de consumo de energía de un una sociedad sin emisiones de carbono en absoluto, y lleva mucho tiempo.loscentral de almacenamiento de energíaproporciona la potencia requerida por la carga de la red.

Este “Plan de implementación” gasta más tinta para enfatizar la investigación y demostración de proyectos de tecnología de almacenamiento de energía a largo plazo: “Expandir la aplicación de varias formas de almacenamiento de energía.En combinación con las condiciones de los recursos de varias regiones y la demanda de diferentes formas de energía, promover el almacenamiento de energía a largo plazo. La construcción de nuevos proyectos de almacenamiento de energía, como el almacenamiento de energía de hidrógeno, el almacenamiento de energía térmica (fría), etc. promoverá el desarrollo de diversas formas de almacenamiento de energía., batería de flujo de hierro-cromo, batería de flujo de zinc-Australia y otras aplicaciones industriales”, “Producción de energía renovable de almacenamiento de hidrógeno (amoníaco), acoplamiento hidrógeno-eléctrico y otras aplicaciones complejas de demostración de almacenamiento de energía”.Se espera que durante el período del 14º Plan Quinquenal, el nivel de desarrollo de las industrias de almacenamiento de energía a largo plazo de gran capacidad, como el almacenamiento de energía de hidrógeno (amoníaco), flujobateríasy el aire comprimido avanzado aumentará significativamente.

Concéntrese en abordar los problemas clave en la tecnología de control inteligente, y se espera que se acelere la integración de la tecnología de la información y la comunicación y el hardware, lo que beneficiará a la industria integral de servicios energéticos.

En el pasado, la arquitectura del sistema de energía tradicional pertenecía a una estructura de cadena típica, y el suministro de energía y la administración de la carga de energía se realizaban mediante despacho centralizado.En el nuevo sistema de energía, la generación de energía nueva es la salida principal.El aumento de la volatilidad en el lado de la salida hace que sea imposible controlar y predecir con precisión la demanda, y se superpone el impacto del consumo de energía causado por la popularización a gran escala de los vehículos de nueva energía y el almacenamiento de energía en el lado de la carga.La característica obvia es que el sistema de red eléctrica está conectado a fuentes de energía distribuidas masivas y corriente continua flexible.En este contexto, el concepto de despacho centralizado tradicional se transformará en una integración integrada de fuente, red, carga y almacenamiento, y un modo de ajuste flexible.Para realizar la transformación, la digitalización, la informatización y la inteligencia de todos los aspectos del poder y la energía son temas técnicos que no se pueden evitar.

El almacenamiento de energía es parte de la nueva infraestructura energética del futuro.En la actualidad, la integración de hardware y tecnología de información y comunicación y otro software es más prominente: las centrales eléctricas existentes tienen un análisis de riesgo de seguridad y control del sistema de administración de batería insuficientes, detección extensa, distorsión de datos, retraso de datos y pérdida de datos.Fallo de datos percibido;cómo coordinar de forma eficaz la gestión de la agregación y el despliegue de los recursos de carga de almacenamiento de energía del lado del usuario, lo que permite a los usuarios obtener más beneficios a través de las centrales eléctricas virtuales que participan en las transacciones del mercado de la electricidad;tecnologías de información digital como big data, blockchain, computación en la nube y activos de almacenamiento de energía El grado de integración es relativamente bajo, la interacción entre el almacenamiento de energía y otros enlaces en el sistema de energía es débil, y la tecnología y el modelo para el análisis y la extracción de datos de valor agregado son inmaduros.Con la popularidad y la escala del almacenamiento de energía en el 14º Plan Quinquenal, las necesidades de digitalización, informatización y gestión inteligente de los sistemas de almacenamiento de energía alcanzarán una etapa muy urgente.

En este contexto, el “Plan de implementación” ha determinado que la tecnología de control inteligente del almacenamiento de energía se considerará como una de las tres direcciones clave para abordar los problemas clave de la nueva tecnología y equipos básicos de almacenamiento de energía durante el 14.º Plan quinquenal, que incluye específicamente "tecnologías clave de abordaje centralizado del control colaborativo inteligente del clúster del sistema de almacenamiento de energía a gran escala"., llevar a cabo investigaciones sobre la agregación colaborativa de sistemas de almacenamiento de energía distribuida y centrarse en resolver los problemas de control de la red causados ​​por una alta proporción de acceso a nueva energía.Basándose en big data, computación en la nube, inteligencia artificial, blockchain y otras tecnologías, llevar a cabo la reutilización multifuncional del almacenamiento de energía, investigación sobre tecnologías clave en los campos de respuesta del lado de la demanda, centrales eléctricas virtuales, almacenamiento de energía en la nube y mercado. transacciones basadas”.La digitalización, informatización e inteligencia del almacenamiento de energía en el futuro dependerán de la madurez de la tecnología de despacho inteligente de almacenamiento de energía en diferentes campos.