ملخص

في عام 2021 ، محليبطارية تخزين الطاقةستصل الشحنات إلى 48 جيجاوات ساعة ، بزيادة سنوية قدرها 2.6 مرة.

منذ أن اقترحت الصين هدف الكربون المزدوج في عام 2021 ، فإن تطوير صناعات الطاقة المحلية الجديدة مثل طاقة الرياح وتخزين الطاقة الشمسية والطاقة الجديدةتم تغيير المركبات مع مرور كل يوم.كوسيلة مهمة لتحقيق هدف الكربون المزدوج والمحليتخزين الطاقةستدخل أيضًا فترة ذهبية لتطوير السياسات والأسواق.في عام 2021 ، بفضل القدرة المركبة المتزايدة في الخارجطاقة تخزين الطاقةمحطات وسياسة إدارة الرياح المحلية وتخزين الطاقة الشمسية، تخزين الطاقة المحلية سيحقق نموًا هائلاً.

وفقا لإحصاءات منبطارية ليثيوممعهد الأبحاث التابع لمعهد البحوث الصناعية ذات التقنية العالية ، محليبطارية تخزين الطاقةستصل الشحنات إلى 48 جيجاوات ساعة في عام 2021 ، بزيادة سنوية قدرها 2.6 مرة ؛من أي قوةبطارية تخزين الطاقةستكون الشحنات 29 جيجاوات ساعة ، بزيادة سنوية قدرها 4.39 مرة مقارنة بـ 6.6 جيجاوات ساعة في عام 2020.

في نفس الوقت ، فإنتخزين الطاقةتواجه الصناعة أيضًا العديد من المشكلات على طول الطريق: في عام 2021 ، كانت تكلفة المنبعبطاريات الليثيومارتفعت بشكل كبير وكانت الطاقة الإنتاجية للبطاريات محدودة ، مما أدى إلى زيادة تكاليف النظام بدلاً من الانخفاض ؛محلي وأجنبيتخزين طاقة بطارية الليثيوماشتعلت النيران في محطات توليد الكهرباء وانفجرت في بعض الأحيان ، وهو أمر آمن لا يمكن القضاء على الحوادث بشكل كامل ؛نماذج الأعمال المحلية ليست ناضجة بشكل كامل ، والمؤسسات ليست على استعداد للاستثمار ، وتخزين الطاقة هو "البناء الثقيل على التشغيل" ، وظاهرة الأصول الخاملة شائعة ؛يستغرق وقت تكوين تخزين الطاقة في الغالب ساعتين ، ويتم توصيل نسبة عالية من شبكات طاقة الرياح والطاقة الشمسية ذات السعة الكبيرة بـ 4 أصبح الطلب على تخزين الطاقة على المدى الطويل لأكثر من ساعة أكثر إلحاحًا ...

الاتجاه العام لتنويع مظاهرة تكنولوجيا تخزين الطاقة ، من المتوقع أن تتوسع نسبة السعة المركبة لتكنولوجيا تخزين الطاقة غير الليثيوم أيون

مقارنة بالسياسات السابقة ، كتبت "خطة التنفيذ" المزيد عن الاستثمار وإثبات التنوعتخزين الطاقة، وذكر صراحةً تحسين الطرق التقنية المختلفة مثل بطاريات أيون الصوديوم ، وبطاريات الرصاص الكربونية ، وبطاريات التدفق ، وتخزين طاقة الهيدروجين (الأمونيا).بحث التصميم.ثانيًا ، المسارات التقنية مثل تخزين طاقة الهواء المضغوط 100 ميغاواط ، وبطارية تدفق 100 ميغاواط ، وأيون الصوديوم ، والحالة الصلبةبطارية ليثيوم أيون،والبطارية المعدنية السائلة هي الاتجاهات الرئيسية لأبحاث المعدات التقنية فيتخزين الطاقةالصناعة خلال الخطة الخمسية الرابعة عشر.

بشكل عام ، توضح "خطة التنفيذ" مبادئ تطوير العرض التوضيحي المشترك والمتباين لمختلف العناصرتخزين الطاقةطرق التكنولوجيا ، وينص فقط على هدف التخطيط لخفض تكاليف النظام بأكثر من 30٪ في عام 2025. وهذا يعطي الحق في اختيار طريق معين للاعبين في السوق ، وسيكون التطوير المستقبلي لتخزين الطاقة هو التكلفة والسوق- موجه حسب الطلب.قد يكون هناك سببان وراء تشكيل اللوائح.

أولاً ، التكلفة الباهظة لـبطاريات الليثيوموقد كشفت المواد الخام الأولية والقدرة الإنتاجية غير الكافية في عام 2021 عن المخاطر المحتملة للاعتماد المفرط على مسار تقني واحد: أدى الإصدار السريع للطلب النهائي على مركبات الطاقة الجديدة ، ذات العجلتين ، وتخزين الطاقة إلى ارتفاع المواد الخام الأولية. الأسعار والقدرة على العرض.غير كافية ، مما أدى إلى تخزين الطاقة والتطبيقات النهائية الأخرى "الاستيلاء على الطاقة الإنتاجية ، والاستيلاء على المواد الخام".ثانيًا ، العمر الفعلي لمنتجات بطارية الليثيوم ليس طويلاً ، ومشكلة الحريق والانفجار عرضية ، ويصعب حل مساحة خفض التكلفة على المدى القصير ، مما يجعلها أيضًا غير قادرة على تلبية احتياجات الطاقة بالكامل تطبيقات التخزين.مع إنشاء أنظمة طاقة جديدة ، سيصبح تخزين الطاقة بنية تحتية جديدة للطاقة لا غنى عنها ، ومن المرجح أن يدخل الطلب العالمي على تخزين الطاقة إلى عصر تيراوات ساعة.لا يمكن أن يلبي مستوى العرض الحالي لبطاريات الليثيوم الطلب عليهاتخزين الطاقةالبنية التحتية لأنظمة الطاقة الجديدة في المستقبل.

والثاني هو التحسين التكراري المستمر للطرق الفنية الأخرى ، والشروط الفنية للعرض الهندسي متاحة الآن.خذ تخزين طاقة التدفق السائل المميز في خطة التنفيذ كمثال.مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون ، فإن بطاريات التدفق ليس لها أي تغيير طوري في عملية التفاعل ، ويمكن شحنها وتفريغها بعمق ، ويمكنها تحمل الشحن والتفريغ عاليي التيار.الميزة الأبرز لبطاريات التدفق هي أن دورة الحياة طويلة للغاية ، ويمكن أن يصل الحد الأدنى إلى 10000 مرة ، ويمكن أن تصل بعض الطرق الفنية إلى أكثر من 20000 مرة ، ويمكن أن تصل مدة الخدمة الإجمالية إلى 20 عامًا أو أكثر ، وهو أمر غاية في الأهمية. مناسبة للقدرة الكبيرةطاقة متجددة.مشهد تخزين الطاقة.منذ عام 2021 ، أصدرت مجموعة داتانغ ، ومؤسسة استثمار الطاقة الحكومية ، والطاقة النووية العامة الصينية ومجموعات توليد الطاقة الأخرى خططًا لبناء محطات طاقة لتخزين طاقة البطاريات المتدفقة 100 ميغاواط.المرحلة الأولى منتخزين الطاقةذروة الحلاقةمحطة طاقةدخل المشروع في مرحلة التكليف بالوحدة الفردية ، مما يعكس أن بطارية التدفق لديها جدوى من تقنية عرض 100 ميغاوات.

من منظور النضج التكنولوجي ،بطاريات الليثيوم أيونلا يزالون متقدمين بفارق كبير عن الآخرينمخازن الطاقة الجديدةمن حيث تأثير الحجم والدعم الصناعي ، لذلك هناك احتمال كبير أن يظلوا هم التيار الرئيسي للجديدتخزين الطاقةالمنشآت في 5-10 سنوات القادمة.ومع ذلك ، من المتوقع أن يتوسع المقياس المطلق والنسبة النسبية لطرق تخزين الطاقة غير الليثيوم أيون.طرق تقنية أخرى ، مثل بطاريات أيون الصوديوم ، والهواء المضغوطتخزين الطاقة، بطاريات الرصاص الكربونية ، والبطاريات المعدنية الهوائية ، من المتوقع أن تزداد في تكلفة الاستثمار الأولية ، وتكلفة كيلووات ساعة ، والسلامة ، وما إلى ذلك أو تظهر جوانب عديدة إمكانات تطوير كبيرة ، ومن المتوقع أن تشكل علاقة تكميلية وداعمة مع بعضها البعضبطاريات الليثيوم أيون.

مع التركيز على سيناريوهات التطبيق ، من المتوقع أن يحقق الطلب المحلي على تخزين الطاقة على المدى الطويل طفرة نوعية

وفقًا لوقت تخزين الطاقة ، يمكن تقسيم سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة تقريبًا إلى تخزين الطاقة على المدى القصير (أقل من ساعة واحدة) ، وتخزين الطاقة على المدى المتوسط ​​والطويل (1-4 ساعات) ، وتخزين الطاقة على المدى الطويل (≥4) ساعات ، وبعض الدول الأجنبية تحدد 8 ساعات)) ثلاث فئات.في الوقت الحاضر ، تتركز تطبيقات تخزين الطاقة المحلية بشكل أساسي في تخزين الطاقة على المدى القصير وتخزين الطاقة على المدى المتوسط ​​والطويل.نظرًا لعوامل مثل تكاليف الاستثمار والتكنولوجيا ونماذج الأعمال ، لا يزال سوق تخزين الطاقة طويل الأجل في مرحلة الزراعة.

في الوقت نفسه ، أصدرت البلدان المتقدمة بما في ذلك الولايات المتحدة والمملكة المتحدة سلسلة من إعانات السياسات والخطط الفنية لتقنية تخزين الطاقة على المدى الطويل ، بما في ذلك "خارطة طريق التحدي الكبير لتخزين الطاقة" الصادرة عن وزارة الطاقة الأمريكية ، وخطط وزارة الأعمال والطاقة والاستراتيجية الصناعية في المملكة المتحدة.تخصيص 68 مليون جنيه إسترليني لدعم مشروع إيضاحي لطريق تكنولوجيا تخزين الطاقة على المدى الطويل في البلاد.بالإضافة إلى المسؤولين الحكوميين ، تعمل المنظمات غير الحكومية في الخارج بنشاط ، مثل مجلس تخزين الطاقة طويل المدى.بدأت المنظمة من قبل 25 شركة دولية عملاقة للطاقة والتكنولوجيا والمرافق العامة بما في ذلك Microsoft و BP و Siemens وما إلى ذلك ، وتسعى جاهدة لنشر 85TWh-140TWh من منشآت تخزين الطاقة طويلة الأجل في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2040 ، باستثمار 1.5 دولار أمريكي تريليون إلى 3 تريليون.دولار.

ذكر الأكاديمي Zhang Huamin من معهد داهوا التابع للأكاديمية الصينية للعلوم أنه بعد عام 2030 ، في نظام الطاقة المحلي الجديد ، ستزداد نسبة الطاقة المتجددة المتصلة بالشبكة بشكل كبير ، ودور تنظيم ذروة شبكة الطاقة وتنظيم التردد سيتم نقلها إلى محطات تخزين الطاقة.في الطقس الممطر المستمر ، بسبب الانخفاض الكبير في السعة المركبة لمحطات الطاقة الحرارية ، لضمان توفير مصدر طاقة آمن ومستقر لنظام الطاقة الجديد ، لا يمكن إلا ل 2-4 ساعات من وقت تخزين الطاقة تلبية احتياجات استهلاك الطاقة في مجتمع خالٍ من الكربون على الإطلاق ، ويستغرق وقتًا طويلاً.المحطة طاقة تخزين الطاقةيوفر الطاقة المطلوبة بواسطة حمل الشبكة.

تنفق "خطة التنفيذ" مزيدًا من الحبر للتأكيد على البحث وعرض المشروع لتقنية تخزين الطاقة على المدى الطويل: "توسيع تطبيق أشكال تخزين الطاقة المختلفة.إلى جانب ظروف الموارد في المناطق المختلفة والطلب على أشكال مختلفة من الطاقة ، يعزز تخزين الطاقة على المدى الطويل ، وبناء مشاريع تخزين الطاقة الجديدة مثل تخزين الطاقة الهيدروجينية ، وتخزين الطاقة الحرارية (الباردة) ، وما إلى ذلك سيعزز التنمية لمختلف أشكال تخزين الطاقة.، وبطارية تدفق الحديد والكروم ، وبطارية تدفق الزنك وأستراليا والتطبيقات الصناعية الأخرى "،" إنتاج الطاقة المتجددة لتخزين الهيدروجين (الأمونيا) ، والاقتران الهيدروجين والكهرباء وتطبيقات عرض تخزين الطاقة المعقدة الأخرى ".من المتوقع خلال فترة الخطة الخمسية الرابعة عشرة ، أن يتدفق مستوى تطوير صناعات تخزين الطاقة طويلة الأجل ذات السعة الكبيرة مثل تخزين الطاقة الهيدروجين (الأمونيا) ، والتدفقالبطارياتوسوف يرتفع الهواء المضغوط المتقدم بشكل كبير.

التركيز على معالجة المشاكل الرئيسية في تكنولوجيا التحكم الذكي ، ومن المتوقع أن يتسارع تكامل تكنولوجيا المعلومات والاتصالات والأجهزة ، الأمر الذي سيفيد صناعة خدمات الطاقة الشاملة

في الماضي ، كانت بنية نظام الطاقة التقليدية تنتمي إلى هيكل سلسلة نموذجي ، وتم تحقيق إمدادات الطاقة وإدارة حمل الطاقة من خلال الإرسال المركزي.في نظام الطاقة الجديد ، يعتبر توليد الطاقة الجديدة هو الناتج الرئيسي.يجعل التقلب المتزايد على جانب المخرجات من المستحيل التحكم والتنبؤ بدقة عند الطلب ، ويتم فرض تأثير استهلاك الطاقة الناجم عن التعميم على نطاق واسع لمركبات الطاقة الجديدة وتخزين الطاقة على جانب الحمل.الميزة الواضحة هي أن نظام شبكة الطاقة متصل بمصادر طاقة موزعة ضخمة و تيار مباشر مرن.في هذا السياق ، سيتم تحويل مفهوم الإرسال المركزي التقليدي إلى تكامل متكامل للمصدر والشبكة والحمل والتخزين ووضع تعديل مرن.من أجل تحقيق التحول ، فإن الرقمنة والمعلوماتية والذكاء لجميع جوانب الطاقة والطاقة هي مواضيع فنية لا يمكن تجنبها.

يعد تخزين الطاقة جزءًا من البنية التحتية للطاقة الجديدة في المستقبل.في الوقت الحاضر ، يعد تكامل الأجهزة وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات والبرامج الأخرى أكثر بروزًا: لا يوجد لدى محطات الطاقة الحالية تحليل كافٍ للمخاطر الأمنية والتحكم في نظام إدارة البطارية ، والكشف الشامل ، وتشويه البيانات ، وتأخير البيانات ، وفقدان البيانات.فشل البيانات المتصور ؛كيفية التنسيق الفعال لإدارة التجميع والنشر لموارد أحمال تخزين الطاقة من جانب المستخدم ، مما يسمح للمستخدمين باكتساب المزيد من الفوائد من خلال محطات الطاقة الافتراضية المشاركة في معاملات سوق الكهرباء ؛تقنيات المعلومات الرقمية مثل البيانات الضخمة و blockchain والحوسبة السحابية وأصول تخزين الطاقة درجة التكامل ضحلة نسبيًا ، والتفاعل بين تخزين الطاقة والروابط الأخرى في نظام الطاقة ضعيف ، والتكنولوجيا والنموذج لتحليل البيانات والتعدين ذات قيمة مضافة غير ناضجة.مع الشعبية وحجم تخزين الطاقة في الخطة الخمسية الرابعة عشرة ، ستصل احتياجات الرقمنة والمعلوماتية والإدارة الذكية لأنظمة تخزين الطاقة إلى مرحلة ملحة للغاية.

في هذا السياق ، حددت "خطة التنفيذ" أن تقنية التحكم الذكي لتخزين الطاقة سيتم اعتبارها أحد الاتجاهات الرئيسية الثلاثة لمعالجة المشكلات الرئيسية لتقنية ومعدات تخزين الطاقة الجديدة خلال الخطة الخمسية الرابعة عشرة ، والتي يتضمن بشكل خاص "معالجة مركزية للتقنيات الرئيسية للتحكم التعاوني الذكي في نظام تخزين الطاقة على نطاق واسع".، إجراء بحث حول التجميع التعاوني لأنظمة تخزين الطاقة الموزعة ، والتركيز على حل مشاكل التحكم في الشبكة الناتجة عن نسبة عالية من الوصول إلى الطاقة الجديدة.الاعتماد على البيانات الضخمة ، والحوسبة السحابية ، والذكاء الاصطناعي ، و blockchain وغيرها من التقنيات ، وإجراء إعادة استخدام متعددة الوظائف لتخزين الطاقة ، والبحث في التقنيات الرئيسية في مجالات الاستجابة من جانب الطلب ، ومحطات الطاقة الافتراضية ، وتخزين الطاقة السحابية ، والسوق- المعاملات القائمة ".ستعتمد الرقمنة والمعلوماتية والذكاء لتخزين الطاقة في المستقبل على نضج تكنولوجيا الإرسال الذكي لتخزين الطاقة في مختلف المجالات.