L’estate del 2022 è stata la stagione più calda dell’intero secolo.
Faceva così caldo che le membra erano deboli e l'anima era fuori dal corpo; così caldo che tutta la città divenne buia.
In un momento in cui l’elettricità era così difficile per i residenti, il Sichuan ha deciso di sospendere l’elettricità industriale per cinque giorni a partire dal 15 agosto. Dopo l’introduzione dell’interruzione di corrente, un gran numero di aziende industriali ha interrotto la produzione e costretto il personale a pieno titolo a prendersi una vacanza.
Dalla fine di settembre la carenza di batterie è continuata e la tendenza delle società di stoccaggio dell’energia a sospendere gli ordini si è intensificata. La carenza di scorte di energia ha portato al culmine anche il circuito di stoccaggio dell’energia.
Secondo le statistiche del Ministero dell'Industria, nella prima metà di quest'anno, la produzione nazionale di batterie per l'accumulo di energia ha superato i 32 GWh. Nel 2021, il nuovo stoccaggio energetico cinese ha aggiunto un totale di soli 4,9 GWh.
Si può vedere che l’aumento della capacità di produzione delle batterie di accumulo di energia è stato piuttosto enorme, ma perché c’è ancora una carenza?
Questo documento fornisce un'analisi approfondita delle cause della carenza di batterie di accumulo di energia in Cina e della sua direzione futura nelle seguenti tre aree:
In primo luogo, la domanda: l’imperativa riforma della rete
In secondo luogo, l'offerta: non può competere con l'auto
In terzo luogo, il futuro: il passaggio alle batterie a flusso liquido?
Per comprendere la necessità di immagazzinare energia, prova a rispondere a una domanda.
Perché in Cina durante i mesi estivi tendono a verificarsi interruzioni di corrente su larga scala?
Dal lato della domanda, sia il consumo di elettricità industriale che quello residenziale mostrano un certo grado di "squilibrio stagionale", con periodi di "picco" e di "minimo". Nella maggior parte dei casi, la fornitura di rete è in grado di soddisfare la domanda giornaliera di elettricità.
Tuttavia, le elevate temperature estive aumentano l’utilizzo degli elettrodomestici. Allo stesso tempo, molte aziende stanno adeguando i propri settori e anche l’estate è il periodo di punta del consumo di energia elettrica.
Dal lato dell’offerta, l’offerta di energia eolica e idroelettrica è instabile a causa delle condizioni meteorologiche geografiche e stagionali. Nel Sichuan, ad esempio, l'80% dell'elettricità del Sichuan proviene dalla fornitura di energia idroelettrica. E quest’anno, la provincia del Sichuan ha subito un raro disastro dovuto alle alte temperature e alla siccità, che è durato a lungo, con gravi carenze idriche nei bacini principali e una scarsa fornitura di energia elettrica dalle centrali idroelettriche. Inoltre, condizioni meteorologiche estreme e fattori come improvvise riduzioni dell’energia eolica possono anche impedire alle turbine eoliche di funzionare normalmente.
Nel contesto dell’ampio divario tra domanda e offerta di energia, al fine di massimizzare l’utilizzo della rete elettrica per garantire la fornitura di elettricità, lo stoccaggio dell’energia è diventato un’opzione inevitabile per migliorare la flessibilità del sistema energetico.
Inoltre, il sistema energetico cinese si sta trasformando da energia tradizionale a nuova energia, la fotoelettricità, l'energia eolica e l'energia solare sono molto instabili a causa delle condizioni naturali, inoltre c'è una forte domanda di stoccaggio energetico.
Secondo la National Energy Administration, la capacità installata della Cina rappresenterà il 26,7% del panorama nel 2021, superiore alla media globale.
In risposta, nell’agosto 2021, la Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma e l’Amministrazione nazionale per l’energia hanno pubblicato un avviso per incoraggiare le imprese produttrici di energia da fonti rinnovabili a costruire la propria o ad acquistare capacità di picco per aumentare la portata della connessione alla rete, proponendo che
Al di là della connessione alla rete garantita delle imprese di rete, inizialmente la capacità di picco sarà assegnata in base al rapporto di ancoraggio del 15% della potenza (oltre 4 ore di durata) e verrà data priorità a quelle assegnate in base al rapporto di ancoraggio. del 20% o più.
Si può vedere, nel contesto della carenza di energia, che la soluzione del problema del "vento abbandonato, luce abbandonata" non può essere ritardata. Se prima l'energia termica veniva sostenuta dagli incoraggiati, ora la pressione della politica del “doppio carbonio” deve essere distribuita regolarmente, ma non c'è posto per utilizzare l'energia eolica e fotoelettrica accumulata, utilizzata in altri luoghi.
Pertanto, la politica nazionale ha cominciato a incoraggiare chiaramente la "ripartizione del picco", maggiore è la proporzione della ripartizione, è possibile anche "rete prioritaria", partecipare alla negoziazione del mercato elettrico, ottenere il reddito corrispondente.
In risposta alla politica centrale, ogni regione ha compiuto grandi sforzi per sviluppare lo stoccaggio dell’energia nelle centrali elettriche in base alle condizioni locali.
Per coincidenza, la carenza di batterie di accumulo nelle centrali elettriche ha coinciso con il boom senza precedenti dei veicoli a nuova energia. Centrali elettriche e depositi di automobili, entrambi hanno una grande richiesta di batterie al litio ferro fosfato, ma prestate attenzione alle offerte e alle centrali elettriche convenienti, come possono accaparrarsi le feroci aziende automobilistiche?
Pertanto, alcuni dei problemi emersi sono emersi in precedenza nell'accumulo della centrale elettrica.
Da un lato, il costo di installazione iniziale del sistema di accumulo dell’energia è elevato. Influenzato dalla domanda e dall'offerta, nonché dall'aumento dei prezzi delle materie prime della catena industriale, dopo il 2022, il prezzo dell'intero sistema di accumulo dell'energia integrato è aumentato da 1.500 yuan/kWh all'inizio del 2020 agli attuali 1.800 yuan/kWh.
L'aumento dei prezzi dell'intera catena industriale di stoccaggio dell'energia, il prezzo principale è generalmente superiore a 1 yuan / wattora, gli inverter generalmente sono aumentati dal 5% al 10%, anche EMS è aumentato di circa il 10%.
Si può vedere che il costo di installazione iniziale è diventato il principale fattore che limita la costruzione di impianti di accumulo energetico.
D’altro canto, il ciclo di recupero dei costi è lungo e la redditività è difficile. Fino al 2021 calcolo dei costi del sistema di accumulo di energia da 1800 yuan / kWh, centrale elettrica di accumulo di energia due carica due metti, carica e scarica la differenza di prezzo media in 0,7 yuan / kWh o più, almeno 10 anni per recuperare i costi.
Allo stesso tempo, a causa dell’attuale incoraggiamento regionale o dell’obbligo di nuova energia con strategia di stoccaggio dell’energia, la proporzione dal 5% al 20%, che aumenta i costi fissi.
Oltre ai motivi di cui sopra, lo stoccaggio delle centrali elettriche è anche come se i nuovi veicoli energetici bruciassero, esplodessero, questo pericolo per la sicurezza, sebbene la probabilità sia molto bassa, lascia scoraggiare la propensione al rischio molto bassa della centrale elettrica.
Si può dire che la "forte allocazione" dello stoccaggio energetico, ma non necessariamente la politica delle transazioni connesse alla rete, in modo che molta domanda per l'ordine, ma non abbia fretta di essere utilizzata. Dopo tutto, la maggior parte delle centrali elettriche sono imprese statali, per garantire che la sicurezza sia la prima priorità, devono anche affrontare una valutazione finanziaria, chi vorrebbe affrettarsi nei tempi di recupero di un progetto così lungo?
Secondo le abitudini decisionali, molti ordini per lo stoccaggio energetico delle centrali elettriche dovrebbero essere immessi, in sospeso, in attesa di ulteriore chiarezza politica. Al mercato serve una bocca grande per mangiare i granchi, ma di coraggio, dopo tutto, non ce ne sono molti.
Si può vedere che il problema dello stoccaggio dell’energia nelle centrali elettriche va scavato più in profondità, oltre a una piccola parte dell’aumento del prezzo del litio a monte, c’è gran parte delle soluzioni tecniche tradizionali che non sono completamente applicabili allo scenario delle centrali elettriche, come dovremmo risolvere il problema?
A questo punto, la soluzione della batteria a flusso liquido è entrata sotto i riflettori. Alcuni operatori di mercato hanno notato che "il tasso di accumulo di energia installato del litio tende a diminuire dall'aprile 2021 e l'incremento del mercato si sta spostando verso le batterie a flusso liquido". Allora, cos'è questa batteria a flusso liquido?
In poche parole, le batterie a flusso liquido presentano molti vantaggi applicabili agli scenari delle centrali elettriche. Comuni batterie a flusso di liquido, comprese batterie a flusso di liquido interamente al vanadio, batterie a flusso di liquido zinco-ferro, ecc.
Prendendo come esempio le batterie a flusso liquido interamente al vanadio, i loro vantaggi includono.
Innanzitutto, il lungo ciclo di vita e le buone caratteristiche di carica e scarica li rendono adatti a scenari di stoccaggio energetico su larga scala. La durata del ciclo di carica/scarica della batteria di accumulo di energia a flusso liquido interamente al vanadio può essere più di 13.000 volte e la durata del calendario è di oltre 15 anni.
In secondo luogo, la potenza e la capacità della batteria sono “indipendenti” l’una dall’altra, facilitando la regolazione della scala della capacità di accumulo dell’energia. La potenza di una batteria a flusso liquido interamente al vanadio è determinata dalle dimensioni e dal numero dello stack, mentre la capacità è determinata dalla concentrazione e dal volume dell'elettrolita. L'espansione della potenza della batteria può essere ottenuta aumentando la potenza del reattore e il numero di reattori, mentre l'aumento della capacità può essere ottenuto aumentando il volume dell'elettrolita.
Infine, le materie prime possono essere riciclate. La sua soluzione elettrolitica può essere riciclata e riutilizzata.
Tuttavia, per molto tempo, il costo delle batterie a flusso liquido è rimasto elevato, impedendone l’applicazione commerciale su larga scala.
Prendendo come esempio le batterie a flusso liquido al vanadio, il loro costo deriva principalmente dal reattore elettrico e dall'elettrolita.
Il costo dell'elettrolita rappresenta circa la metà del costo, che è influenzato principalmente dal prezzo del vanadio; il resto è il costo dello stack, che proviene principalmente da membrane a scambio ionico, elettrodi in feltro di carbonio e altri materiali componenti chiave.
La fornitura di vanadio nell'elettrolita è una questione controversa. Le riserve di vanadio della Cina sono le terze più grandi al mondo, ma questo elemento si trova principalmente insieme ad altri elementi e la fusione è un lavoro altamente inquinante e ad alta intensità energetica con restrizioni politiche. Inoltre, l’industria dell’acciaio rappresenta la maggior parte della domanda di vanadio, e il principale produttore nazionale, Phangang Vanadium and Titanium, ovviamente, fornisce per primo la produzione di acciaio.
In questo modo, le batterie a flusso liquido al vanadio, a quanto pare, ripetono il problema delle soluzioni di stoccaggio dell’energia contenenti litio, sottraendo capacità a monte a un’industria molto più ingombrante, e quindi il costo fluttua drammaticamente su base ciclica. In questo modo, c’è un motivo per cercare più elementi per fornire una soluzione stabile di batterie a flusso di liquido.
La membrana a scambio ionico e l'elettrodo in feltro di carbonio nel reattore sono simili al "collo" del chip.
Per quanto riguarda il materiale della membrana a scambio ionico, le imprese nazionali utilizzano principalmente la pellicola a scambio protonico Nafion prodotta da DuPont, un'azienda secolare negli Stati Uniti, che è molto costosa. E, sebbene abbia un'elevata stabilità nell'elettrolita, ci sono difetti come l'elevata permeabilità degli ioni di vanadio, non facili da degradare.
Anche il materiale degli elettrodi in feltro di carbonio è limitato da produttori stranieri. Buoni materiali per gli elettrodi possono migliorare l'efficienza operativa complessiva e la potenza di uscita delle batterie a flusso liquido. Tuttavia, al momento, il mercato del feltro di carbonio è occupato principalmente da produttori stranieri come SGL Group e Toray Industries.
In generale, secondo un calcolo, il costo della batteria a flusso liquido al vanadio è molto più elevato rispetto a quello del litio.
Accumulo di energia nuova costosa batteria a flusso liquido, c'è ancora molta strada da fare.
Per dire più di mille parole, lo stoccaggio delle centrali elettriche da sviluppare, i più critici, ma non quali dettagli tecnici, ma lo stoccaggio chiaro delle centrali elettriche per partecipare al corpo principale delle transazioni del mercato energetico.
Il sistema di rete elettrica cinese è molto ampio e complesso, per cui la centrale elettrica con accumulo di energia indipendente online non è una questione semplice, ma questa questione non può essere trattenuta.
Per le principali centrali elettriche, se l'assegnazione dello stoccaggio di energia è solo per fornire alcuni servizi ausiliari e non ha uno status di scambio di mercato indipendente, cioè non può essere elettricità in eccesso, al prezzo di mercato appropriato per venderla ad altri, allora questo conto è sempre molto difficile da calcolare.
Dovremmo quindi fare tutto il possibile per creare le condizioni affinché le centrali elettriche con stoccaggio di energia diventino uno status operativo indipendente, in modo che diventino un partecipante attivo nel mercato dello scambio di energia.
Credo che quando il mercato andrà avanti, molti dei costi e dei problemi tecnici affrontati dallo stoccaggio dell’energia saranno risolti.
Orario di pubblicazione: 07-nov-2022