تابستان 2022 گرم ترین فصل در تمام قرن بود.
آنقدر داغ بود که دست و پا ضعیف شده بود و روح از بدن خارج شده بود. آنقدر داغ که تمام شهر تاریک شد.
در زمانی که برق برای ساکنان بسیار دشوار بود، سیچوان تصمیم گرفت برق صنعتی را به مدت پنج روز از 15 آگوست به حالت تعلیق درآورد. پس از قطعی برق، تعداد زیادی از شرکت های صنعتی تولید را متوقف کردند و کارکنان کامل را مجبور به تعطیلات کردند.
از اواخر شهریور ماه، کمبود باتری ادامه دارد و روند تعلیق سفارش شرکت‌های ذخیره‌سازی انرژی تشدید شده است. کمبود منبع ذخیره انرژی نیز مدار ذخیره انرژی را به اوج رسانده است.
بر اساس آمار وزارت صنعت، نیمه اول سال جاری، تولید باتری ذخیره انرژی ملی بیش از 32 گیگاوات ساعت است. در سال 2021، ذخیره انرژی جدید چین در مجموع تنها 4.9 گیگاوات ساعت اضافه کرد.
مشاهده می شود که افزایش ظرفیت تولید باتری ذخیره انرژی، بسیار زیاد بوده است، اما چرا هنوز کمبود وجود دارد؟
این مقاله تجزیه و تحلیل عمیقی از علل کمبود باتری ذخیره انرژی در چین و جهت گیری آینده آن در سه حوزه زیر ارائه می دهد:
اول، تقاضا: اصلاحات ضروری شبکه
دوم، عرضه: نمی تواند با ماشین رقابت کند
سوم، آینده: تغییر به باتری جریان مایع؟
برای درک نیاز به ذخیره انرژی، سعی کنید به یک سوال پاسخ دهید.
چرا قطع برق در مقیاس بزرگ در ماه های تابستان در چین رخ می دهد؟
از طرف تقاضا، مصرف برق صنعتی و مسکونی درجه مشخصی از "عدم تعادل فصلی" را با دوره های "اوج" و "تقاطع" نشان می دهد. در بیشتر موارد، تامین شبکه می تواند تقاضای روزانه برق را تامین کند.
با این حال، دمای بالای تابستان استفاده از لوازم خانگی را افزایش می دهد. در عین حال بسیاری از شرکت ها در حال تعدیل صنایع خود هستند و دوره پیک مصرف برق نیز در تابستان است.
از سمت عرضه، عرضه انرژی بادی و آبی به دلیل شرایط آب و هوایی جغرافیایی و فصلی ناپایدار است. برای مثال، در سیچوان، 80 درصد برق سیچوان از تامین برق آبی تامین می شود. و امسال، استان سیچوان دچار یک فاجعه نادر درجه حرارت بالا و خشکسالی شد که برای مدت طولانی به طول انجامید، با کمبود شدید آب در حوضه‌های اصلی و تامین برق ضعیف از نیروگاه‌های برق آبی. علاوه بر این، آب و هوای شدید و عواملی مانند کاهش ناگهانی قدرت باد نیز می تواند باعث شود که توربین های بادی نتوانند به طور عادی کار کنند.
در زمینه شکاف بزرگ بین عرضه و تقاضا، به منظور به حداکثر رساندن استفاده از شبکه برق برای اطمینان از تامین برق، ذخیره انرژی به گزینه ای اجتناب ناپذیر برای افزایش انعطاف پذیری سیستم قدرت تبدیل شده است.
علاوه بر این، سیستم قدرت چین از انرژی سنتی به انرژی جدید تبدیل می‌شود، فوتوالکتریک، نیروی باد و انرژی خورشیدی در شرایط طبیعی بسیار ناپایدار هستند، همچنین تقاضای زیادی برای ذخیره انرژی دارد.
طبق گزارش اداره ملی انرژی، ظرفیت نصب شده چین 26.7 درصد از چشم انداز در سال 2021 است که بالاتر از میانگین جهانی است.
در پاسخ، در آگوست 2021، کمیسیون توسعه و اصلاحات ملی و اداره ملی انرژی اعلامیه‌ای مبنی بر تشویق شرکت‌های تولید انرژی تجدیدپذیر برای ایجاد یا خرید حداکثر ظرفیت برای افزایش مقیاس اتصال به شبکه صادر کردند و پیشنهاد کردند که
فراتر از مقیاسی فراتر از اتصال شبکه تضمینی شرکت‌های شبکه، در ابتدا، ظرفیت پیکینگ با توجه به نسبت میخ‌سازی 15 درصد توان (طول بالای 4 ساعت) تخصیص داده می‌شود و اولویت با آنهایی است که بر اساس نسبت میخکوبی تخصیص داده شده‌اند. 20 درصد یا بیشتر
می توان مشاهده کرد، در شرایط کمبود برق، برای حل مشکل "باد رها، نور رها شده" نمی توان به تعویق افتاد. اگر نیروی حرارتی قبلی که توسط نیروی جسورانه پشتیبانی می‌شد، اکنون فشار سیاست "دبل کربن" باید به طور منظم ارسال شود، اما جایی برای استفاده از نیروی باد و فوتوالکتریک ذخیره شده در مکان‌های دیگر وجود ندارد.
بنابراین، سیاست ملی شروع به تشویق به وضوح "تخصیص اوج"، بیشتر نسبت تخصیص، شما همچنین می توانید "شبکه اولویت"، شرکت در تجارت بازار برق، دریافت درآمد مربوطه.
در پاسخ به سیاست مرکزی، هر منطقه تلاش زیادی برای توسعه ذخیره انرژی در نیروگاه ها با توجه به شرایط محلی انجام داده است.
به طور تصادفی، کمبود باتری ذخیره‌سازی نیروگاه‌ها با رونق بی‌سابقه خودروهای انرژی جدید همزمان شد. نیروگاه‌ها و ذخیره‌سازی خودرو، هر دو تقاضای زیادی برای باتری‌های لیتیوم فسفات آهن دارند، اما توجه به مناقصه، نیروگاه‌های مقرون‌به‌صرفه، چگونه می‌توانند شرکت‌های خودروسازی خشن را بگیرند؟
بنابراین، ذخیره سازی نیروگاه قبلاً برخی از مشکلات ظاهر شده وجود داشت.
از یک طرف، هزینه نصب اولیه سیستم ذخیره انرژی بالا است. تحت تأثیر عرضه و تقاضا و همچنین افزایش قیمت مواد خام زنجیره ای صنعت، پس از سال 2022، قیمت کل سیستم ذخیره سازی انرژی از 1500 یوان / کیلووات ساعت در اوایل سال 2020 به 1800 یوان / کیلووات ساعت فعلی افزایش یافته است.
کل افزایش قیمت زنجیره صنعت ذخیره انرژی، قیمت اصلی به طور کلی بیش از 1 یوان / وات ساعت است، اینورترها به طور کلی 5٪ تا 10٪ افزایش یافتند، EMS نیز حدود 10٪ افزایش یافت.
مشاهده می شود که هزینه نصب اولیه به عامل اصلی محدود کننده ساخت و ساز ذخیره انرژی تبدیل شده است.
از سوی دیگر، چرخه بازیابی هزینه طولانی است و سودآوری دشوار است. تا سال 2021 1800 یوان / کیلووات ساعت سیستم ذخیره سازی انرژی محاسبه هزینه، نیروگاه ذخیره انرژی دو شارژ، شارژ و تخلیه میانگین تفاوت قیمت در 0.7 یوان / کیلووات ساعت یا بیشتر، حداقل 10 سال برای بازیابی هزینه ها.
در عین حال، با توجه به تشویق منطقه ای فعلی یا اجباری انرژی های نو با استراتژی ذخیره انرژی، نسبت 5% به 20% که هزینه های ثابت را افزایش می دهد.
علاوه بر دلایل فوق، ذخیره سازی نیروگاه نیز مانند وسایل نقلیه انرژی جدید می سوزد، انفجار، این خطر ایمنی است، اگر چه احتمال آن بسیار کم است، بیشتر اجازه دهید اشتهای خطر بسیار کم از نیروگاه دلسرد شود.
می توان گفت که "تخصیص قوی" از ذخیره سازی انرژی، اما نه لزوما به شبکه متصل سیاست معاملات، به طوری که بسیاری از تقاضا برای سفارش، اما نه در عجله استفاده کنید. پس از همه، بسیاری از نیروگاه ها شرکت های دولتی هستند، برای اطمینان از ایمنی اولویت اول است، آنها همچنین با ارزیابی مالی روبرو هستند، چه کسی می خواهد در زمان بازیابی چنین پروژه طولانی عجله کند؟
با توجه به عادات تصمیم‌گیری، بسیاری از سفارش‌ها برای ذخیره انرژی نیروگاه‌ها باید در حالت آویزان قرار گیرند و منتظر شفاف‌سازی بیشتر سیاست باشند. بازار برای خوردن خرچنگ ها به دهان بزرگ نیاز دارد، اما شجاعت داشته باشید، به هر حال، نه تعداد زیادی.
می توان مشاهده کرد که مشکل ذخیره انرژی نیروگاه برای حفاری عمیق تر، علاوه بر بخش کوچکی از افزایش قیمت لیتیوم بالادست، وجود دارد که بخش زیادی از راه حل های فنی سنتی به طور کامل برای سناریوی نیروگاه قابل اجرا نیستند، چگونه باید مشکل را حل کنیم؟
در این مرحله، محلول باتری جریان مایع در کانون توجه قرار گرفت. برخی از فعالان بازار خاطرنشان کرده‌اند که «نسبت ذخیره‌سازی انرژی نصب‌شده لیتیوم از آوریل 2021 کاهش یافته است و افزایش بازار در حال تغییر به سمت باتری‌های جریان مایع است». بنابراین، این باتری جریان مایع چیست؟
به عبارت ساده، باتری های جریان مایع دارای مزایای بسیاری هستند که در سناریوهای نیروگاه قابل استفاده هستند. باتری های جریان مایع رایج، از جمله باتری های جریان مایع تمام وانادیوم، باتری های جریان مایع روی-آهن و غیره.
با در نظر گرفتن باتری های جریان مایع تمام وانادیوم به عنوان مثال، مزایای آنها عبارتند از.
اول، عمر چرخه طولانی و ویژگی های شارژ و دشارژ خوب آنها را برای سناریوهای ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ مناسب می کند. عمر چرخه شارژ/دشارژ باتری ذخیره انرژی جریان مایع تمام وانادیوم می تواند بیش از 13000 بار باشد و عمر تقویمی آن بیش از 15 سال است.
دوم، توان و ظرفیت باتری از یکدیگر "مستقل" هستند و تنظیم مقیاس ظرفیت ذخیره انرژی را آسان می کند. قدرت یک باتری جریان مایع تمام وانادیوم با اندازه و تعداد پشته و ظرفیت با غلظت و حجم الکترولیت تعیین می شود. افزایش توان باتری با افزایش قدرت راکتور و افزایش تعداد راکتورها امکان پذیر است، در حالی که افزایش ظرفیت با افزایش حجم الکترولیت امکان پذیر است.
در نهایت می توان مواد خام را بازیافت کرد. محلول الکترولیت آن قابل بازیافت و استفاده مجدد است.
با این حال، برای مدت طولانی، هزینه باتری های جریان مایع بالا باقی مانده است و از کاربرد تجاری در مقیاس بزرگ جلوگیری می کند.
با در نظر گرفتن باتری های جریان مایع وانادیوم به عنوان مثال، هزینه آنها عمدتا از راکتور الکتریکی و الکترولیت تامین می شود.
هزینه الکترولیت تقریباً نیمی از هزینه را تشکیل می دهد که عمدتاً تحت تأثیر قیمت وانادیوم است. مابقی هزینه پشته است که عمدتاً از غشاهای تبادل یونی، الکترودهای نمدی کربن و سایر مواد اصلی تشکیل می‌شود.
تامین وانادیوم در الکترولیت یک موضوع بحث برانگیز است. ذخایر وانادیوم چین سومین ذخایر بزرگ در جهان است، اما این عنصر بیشتر با عناصر دیگر یافت می شود و ذوب کاری بسیار آلاینده و انرژی بر با محدودیت های سیاسی است. علاوه بر این، صنعت فولاد بیشتر تقاضا برای وانادیوم را به خود اختصاص می دهد و تولید کننده اصلی داخلی، Phangang Vanadium و Titanium، البته ابتدا تولید فولاد را تامین می کند.
به این ترتیب، باتری‌های جریان مایع وانادیوم، به نظر می‌رسد، مشکل راه‌حل‌های ذخیره انرژی حاوی لیتیوم را تکرار می‌کنند - ظرفیت بالادستی را با صنعت بسیار حجیم‌تر جذب می‌کنند، و بنابراین هزینه به‌طور چشمگیری بر اساس چرخه‌ای نوسان می‌کند. به این ترتیب، دلیلی وجود دارد که به دنبال عناصر بیشتری برای تامین محلول باتری با جریان مایع پایدار باشید.
غشای تبادل یونی و الکترود نمدی کربن در راکتور شبیه به "گردن" تراشه است.
در مورد مواد غشای تبادل یونی، شرکت های داخلی عمدتاً از فیلم تبادل پروتون Nafion ساخته شده توسط DuPont، یک شرکت قرن قدمت در ایالات متحده استفاده می کنند که بسیار گران است. و اگرچه پایداری بالایی در الکترولیت دارد، اما نقص هایی مانند نفوذپذیری بالای یون های وانادیوم وجود دارد که تجزیه آن آسان نیست.
مواد الکترود نمدی کربن نیز توسط تولید کنندگان خارجی محدود شده است. مواد الکترود خوب می توانند بازده عملیاتی و قدرت خروجی باتری های جریان مایع را بهبود بخشند. با این حال، در حال حاضر، بازار نمد کربن عمدتاً توسط سازندگان خارجی مانند SGL Group و Toray Industries اشغال شده است.
جامع پایین، یک محاسبه، هزینه باتری جریان مایع وانادیوم، از لیتیوم بسیار بالاتر است.
باتری جریان مایع گران قیمت جدید ذخیره انرژی، هنوز راه زیادی برای رفتن وجود دارد.
برای گفتن هزار کلمه، ذخیره سازی نیروگاه برای توسعه، حیاتی ترین، اما نه چه جزئیات فنی، اما ذخیره سازی نیروگاه روشن برای شرکت در بدنه اصلی معاملات بازار برق.
سیستم شبکه برق چین بسیار بزرگ، پیچیده است، به طوری که نیروگاه با ذخیره انرژی آنلاین مستقل، یک موضوع ساده نیست، اما این موضوع را نمی توان عقب نگه داشت.
برای نیروگاه‌های بزرگ، اگر تخصیص ذخیره‌سازی انرژی صرفاً برای انجام برخی خدمات کمکی باشد و وضعیت تجارت مستقل در بازار نداشته باشد، یعنی نمی‌تواند برق مازاد بر قیمت مناسب بازار باشد تا به دیگران بفروشد، پس محاسبه این حساب همیشه بسیار دشوار است.
بنابراین باید تمام تلاش خود را بکنیم تا شرایطی فراهم کنیم تا نیروگاه‌های دارای ذخیره‌سازی انرژی به وضعیت بهره‌برداری مستقل تبدیل شوند تا به یک شرکت فعال در بازار تجارت برق تبدیل شود.
وقتی بازار پیش رفت، بسیاری از هزینه‌ها و مشکلات فنی که برای ذخیره‌سازی انرژی با آن مواجه است، من معتقدم که این نیز حل خواهد شد.
زمان ارسال: نوامبر-07-2022