Développement et mise en œuvre de nouveaux systèmes de stockage d'énergie

Sommaire

En 2021, domestiquebatterie de stockage d'énergieles expéditions atteindront 48 GWh, soit une augmentation de 2,6 fois d'une année sur l'autre.

Depuis que la Chine a proposé le double objectif carbone en 2021, le développement de nouvelles industries nationales de l'énergie telles que l'éolien etstockage solaire et nouvelles énergiesles véhicules ont changé chaque jour qui passe.En tant que moyen important d'atteindre l'objectif de double carbone, lesstockage d'Energieinaugurera également une période dorée de développement des politiques et des marchés.En 2021, grâce à la montée en puissance des capacités installées outre-merpuissance de stockage d'énergiecentrales et la politique de gestion de l'éolien domestique etstockage d'énergie solaire, le stockage d'énergie domestique connaîtra une croissance explosive.

 

Selon les statistiques de laBatterie au lithiumInstitut de recherche de l'Institut de recherche industrielle de haute technologie, nationalbatterie de stockage d'énergieles expéditions atteindront 48 GWh en 2021, soit une multiplication par 2,6 d'une année sur l'autre ;dont puissancebatterie de stockage d'énergieles expéditions seront de 29 GWh, une augmentation d'une année sur l'autre de 4,39 fois par rapport à 6,6 GWh en 2020.

 

Dans le même temps, lestockage d'Energiel'industrie est également confrontée à de nombreux problèmes en cours de route : en 2021, le coût amont debatteries à lithiuma monté en flèche et la capacité de production de batteries a été restreinte, ce qui a entraîné une augmentation des coûts du système au lieu de baisser ;domestique et étrangerstockage d'énergie par batterie au lithiumles centrales électriques ont parfois pris feu et explosé, ce qui est sûr Les accidents ne peuvent pas être complètement éradiqués ;les modèles commerciaux nationaux ne sont pas pleinement matures, les entreprises ne sont pas disposées à investir et le stockage de l'énergie est « une construction lourde plutôt qu'une exploitation », et le phénomène des actifs inutilisés est courant ;le temps de configuration du stockage d'énergie est majoritairement de 2 heures, et une forte proportion de réseaux éoliens et solaires de grande capacité sont connectés à 4 La demande de stockage d'énergie à long terme sur une heure devient de plus en plus urgente…

La tendance générale à la démonstration diversifiée de la technologie de stockage d'énergie, la proportion de la capacité installée de la technologie de stockage d'énergie non lithium-ion devrait augmenter

 

Par rapport aux politiques précédentes, le "plan de mise en œuvre" a davantage écrit sur l'investissement et la démonstration destockage d'Energietechnologies, et mentionne explicitement l'optimisation de diverses voies techniques telles que les batteries sodium-ion, les batteries plomb-carbone, les batteries à flux et le stockage de l'énergie hydrogène (ammoniac).Recherche de conception.Deuxièmement, des voies techniques telles que le stockage d'énergie à air comprimé de 100 mégawatts, la batterie à flux de 100 mégawatts, l'ion sodium, l'état solideBatterie aux ions lithium,et la batterie à métal liquide sont les directions clés de la recherche d'équipements techniques dans lestockage d'Energiel'industrie au cours du 14e plan quinquennal.

 

De manière générale, le « plan de mise en œuvre » clarifie les principes de développement d'une démonstration commune mais différenciée de diversstockage d'Energievoies technologiques, et stipule uniquement l'objectif de planification de réduire les coûts du système de plus de 30 % en 2025. Cela donne essentiellement le droit de choisir une voie spécifique pour les acteurs du marché, et le développement futur du stockage de l'énergie sera basé sur les coûts et le marché. orienté vers la demande.Il peut y avoir deux raisons derrière la formation des règlements.

 

Tout d'abord, le coût astronomique debatteries à lithiumet des matières premières en amont et une capacité de production insuffisante en 2021 ont exposé les risques potentiels d'une dépendance excessive à une seule voie technique : la libération rapide de la demande en aval pour les véhicules à énergies nouvelles, les deux-roues et le stockage d'énergie a entraîné une hausse des matières premières en amont les prix et l'offre de capacité.Insuffisant, ce qui entraîne un stockage d'énergie et d'autres applications en aval "accaparant la capacité de production, accaparant les matières premières".Deuxièmement, la durée de vie réelle des produits de batterie au lithium n'est pas longue, le problème d'incendie et d'explosion est occasionnel et l'espace pour la réduction des coûts est difficile à résoudre à court terme, ce qui le rend également incapable de répondre pleinement aux besoins de toute l'énergie. demandes de stockage.Avec la construction de nouveaux systèmes électriques, le stockage de l'énergie deviendra une nouvelle infrastructure énergétique indispensable, et la demande mondiale de stockage de l'énergie devrait entrer dans l'ère du TWh.Le niveau actuel d'approvisionnement en piles au lithium ne peut pas répondre à la demande destockage d'Energiel'infrastructure des nouveaux réseaux électriques à l'avenir.

 

La seconde est l'amélioration itérative continue d'autres itinéraires techniques, et les conditions techniques de démonstration d'ingénierie sont désormais disponibles.Prenons l'exemple du stockage d'énergie à écoulement liquide mis en évidence dans le plan de mise en œuvre.Par rapport aux batteries lithium-ion, les batteries à flux n'ont pas de changement de phase dans le processus de réaction, peuvent être profondément chargées et déchargées et peuvent supporter une charge et une décharge à courant élevé.La caractéristique la plus importante des batteries à flux est que la durée de vie du cycle est extrêmement longue, le minimum peut être de 10 000 fois, et certains itinéraires techniques peuvent même atteindre plus de 20 000 fois, et la durée de vie globale peut atteindre 20 ans ou plus, ce qui est très adapté aux grandes capacitésénergie renouvelable.Scène de stockage d'énergie.Depuis 2021, Datang Group, State Power Investment Corporation, China General Nuclear Power et d'autres groupes de production d'électricité ont publié des plans pour la construction de centrales électriques de stockage d'énergie à batterie de 100 mégawatts.La première phase de lastockage d'Energieécrêtagecentrale électriqueLe projet est entré dans la phase de mise en service du module unique, reflétant que la batterie à flux a la faisabilité d'une technologie de démonstration de 100 mégawatts.

 

Du point de vue de la maturité technologique,batteries lithium-ionsont encore loin devant les autresnouveaux stockages d'énergieen termes d'effet d'échelle et de soutien industriel, il y a donc une forte probabilité qu'ils soient toujours le courant dominant des nouveauxstockage d'Energieinstallations dans les 5 à 10 prochaines années.Cependant, l'échelle absolue et la proportion relative des voies de stockage d'énergie non lithium-ion devraient augmenter.D'autres voies techniques, telles que les batteries sodium-ion, l'air compriméstockage d'Energie, les batteries au plomb-carbone et les batteries métal-air, devraient augmenter le coût d'investissement initial, le coût du kWh, la sécurité, etc. Ou de nombreux aspects présentent un grand potentiel de développement, et il est prévu de former une relation complémentaire et solidaire avecbatteries lithium-ion.

 

En se concentrant sur les scénarios d'application, la demande domestique de stockage d'énergie à long terme devrait réaliser une percée qualitative

 

Selon le temps de stockage d'énergie, les scénarios d'application de stockage d'énergie peuvent être grossièrement divisés en stockage d'énergie à court terme (<1 heure), stockage d'énergie à moyen et long terme (1-4 heures) et stockage d'énergie à long terme (≥4 heures, et certains pays étrangers définissent ≥8 heures) ) trois catégories.À l'heure actuelle, les applications de stockage d'énergie domestique sont principalement concentrées dans le stockage d'énergie à court terme et le stockage d'énergie à moyen et long terme.En raison de facteurs tels que les coûts d'investissement, la technologie et les modèles commerciaux, le marché du stockage d'énergie à long terme en est encore au stade de la culture.

 

Dans le même temps, les pays développés, dont les États-Unis et le Royaume-Uni, ont publié une série de politiques de subventions et de plans techniques pour la technologie de stockage d'énergie à long terme, y compris la «feuille de route du grand défi du stockage de l'énergie» publiée par le département américain de l'énergie. , et les plans du Department of Business, Energy and Industrial Strategy du Royaume-Uni.Allouer 68 millions de livres sterling pour soutenir un projet de démonstration de la voie technologique de stockage d'énergie à long terme du pays.En plus des responsables gouvernementaux, des organisations non gouvernementales étrangères prennent également activement des mesures, telles que le conseil du stockage de l'énergie à long terme.L'organisation a été lancée par 25 géants internationaux de l'énergie, de la technologie et des services publics, dont Microsoft, BP, Siemens, etc., et s'efforce de déployer 85 TWh à 140 TWh d'installations de stockage d'énergie à long terme dans le monde d'ici 2040, avec un investissement de 1,5 USD. billions à 3 billions.Dollar.

 

L'académicien Zhang Huamin de l'Institut Dahua de l'Académie chinoise des sciences a mentionné qu'après 2030, dans le nouveau système électrique domestique, la proportion d'énergie renouvelable connectée au réseau sera considérablement augmentée, et le rôle de la régulation de pointe du réseau électrique et de la régulation de fréquence seront transférés vers des centrales de stockage d'énergie.Par temps de pluie continu, en raison de la réduction significative de la capacité installée des centrales thermiques, pour assurer l'alimentation électrique sûre et stable du nouveau système électrique, seulement 2 à 4 heures de temps de stockage d'énergie ne peuvent pas répondre aux besoins de consommation d'énergie d'un une société zéro carbone, et cela prend beaucoup de temps.lecentrale de stockage d'énergiefournit la puissance requise par la charge du réseau.

 

Ce « plan de mise en œuvre » passe plus d'encre pour mettre l'accent sur la recherche et la démonstration de projets de technologie de stockage d'énergie à long terme : « Développer l'application de diverses formes de stockage d'énergie.Combiné avec les conditions de ressources de diverses régions et la demande de différentes formes d'énergie, promouvoir le stockage d'énergie à long terme, La construction de nouveaux projets de stockage d'énergie tels que le stockage d'énergie hydrogène, le stockage d'énergie thermique (froide), etc. favorisera le développement de diverses formes de stockage d'énergie., Batterie à flux fer-chrome, batterie à flux zinc-Australie et autres applications industrielles », « Production d'énergie renouvelable de stockage d'hydrogène (ammoniac), couplage hydrogène-électricité et autres applications complexes de démonstration de stockage d'énergie ».Il est prévu qu'au cours de la période du 14e plan quinquennal, le niveau de développement des industries de stockage d'énergie à long terme de grande capacité telles que le stockage d'énergie hydrogène (ammoniac), le fluxpileset l'air comprimé avancé augmentera considérablement.

 

Concentrez-vous sur la résolution des problèmes clés de la technologie de contrôle intelligent, et l'intégration des technologies et du matériel d'information et de communication devrait s'accélérer, ce qui profitera à l'ensemble de l'industrie des services énergétiques

 

Dans le passé, l'architecture du système électrique traditionnel appartenait à une structure de chaîne typique, et l'alimentation électrique et la gestion de la charge électrique étaient réalisées par une répartition centralisée.Dans le nouveau système électrique, la production d'énergie nouvelle est la principale production.La volatilité accrue du côté de la production rend impossible le contrôle et la prévision précise de la demande, et l'impact de la consommation d'énergie causée par la vulgarisation à grande échelle des véhicules à énergies nouvelles et du stockage d'énergie du côté de la charge se superpose.La caractéristique évidente est que le système de réseau électrique est connecté à des sources d'alimentation distribuées massives et à un courant continu flexible.Dans ce contexte, le concept traditionnel de répartition centralisée sera transformé en une intégration intégrée de la source, du réseau, de la charge et du stockage, et un mode d'ajustement flexible.Afin de réaliser la transformation, la numérisation, l'informatisation et l'intelligence de tous les aspects de la puissance et de l'énergie sont des sujets techniques incontournables.

 

Le stockage de l'énergie fait partie de la nouvelle infrastructure énergétique du futur.À l'heure actuelle, l'intégration du matériel et des technologies de l'information et de la communication et d'autres logiciels est plus importante : les centrales électriques existantes ont une analyse et un contrôle des risques de sécurité insuffisants du système de gestion de la batterie, une détection étendue, une distorsion des données, un retard des données et une perte de données.Défaillance perçue des données ;comment coordonner efficacement l'agrégation et la gestion du déploiement des ressources de charge de stockage d'énergie côté utilisateur, permettant aux utilisateurs d'obtenir plus d'avantages grâce aux centrales électriques virtuelles participant aux transactions sur le marché de l'électricité ;technologies de l'information numérique telles que les mégadonnées, la chaîne de blocs, l'informatique en nuage et les actifs de stockage d'énergie Le degré d'intégration est relativement faible, l'interaction entre le stockage d'énergie et les autres liens du système électrique est faible, et la technologie et le modèle d'analyse et d'extraction de données de valeur ajoutée sont immatures.Avec la popularité et l'ampleur du stockage d'énergie dans le 14e plan quinquennal, les besoins de numérisation, d'informatisation et de gestion intelligente des systèmes de stockage d'énergie atteindront un stade très urgent.

 

Dans ce contexte, le « plan de mise en œuvre » a déterminé que la technologie de contrôle intelligent du stockage de l'énergie sera considérée comme l'une des trois directions clés pour s'attaquer aux problèmes clés de la nouvelle technologie et des équipements de base de stockage de l'énergie au cours du 14e plan quinquennal, qui comprend spécifiquement "la gestion centralisée des technologies clés du contrôle collaboratif intelligent des grappes de systèmes de stockage d'énergie à grande échelle"., mener des recherches sur l'agrégation collaborative des systèmes de stockage d'énergie distribués et se concentrer sur la résolution des problèmes de contrôle du réseau causés par une forte proportion d'accès aux nouvelles énergies.S'appuyant sur le big data, le cloud computing, l'intelligence artificielle, la blockchain et d'autres technologies, effectuer une réutilisation multifonctionnelle du stockage d'énergie, rechercher des technologies clés dans les domaines de la réponse à la demande, des centrales électriques virtuelles, du stockage d'énergie dans le cloud et du marché- transactions basées.La numérisation, l'informatisation et l'intelligence du stockage de l'énergie à l'avenir dépendront de la maturité de la technologie de répartition intelligente du stockage de l'énergie dans différents domaines.

 

 


Heure de publication : 01 mars 2022