Энергияны сақтау батареясының сыйымдылығын арттыру өте үлкен, бірақ неге әлі де тапшылық бар?

2022 жылдың жазы бүкіл ғасырдағы ең ыстық маусым болды.

Аяқ-қолы әлсіреп, жан тәнінен шығып кеткендей ыстық болды;ыстық болғаны сонша, бүкіл қала қараңғыланды.

Тұрғындар үшін электр жарығы өте қиын болған кезде Сычуань 15 тамыздан бастап өнеркәсіптік электр қуатын бес күнге тоқтатуға шешім қабылдады. Электр қуатын өшіру енгізілгеннен кейін көптеген өнеркәсіптік компаниялар өндірісті тоқтатып, толық қызметкерлерді демалысқа шығуға мәжбүр етті.

Қыркүйек айының соңынан бастап аккумуляторды жеткізу тапшылығы жалғасып, энергия сақтаушы компаниялардың тапсырыстарды тоқтату үрдісі күшейді.Энергияны сақтауды қамтамасыз етудің тапшылығы да энергия сақтау тізбегін шарықтау шегіне жеткізді.

Индустрия министрлігінің статистикалық мәліметтері бойынша, биылғы жылдың бірінші жартыжылдығында республикада 32 ГВт сағ.2021 жылы Қытайдың жаңа энергия қоймасы барлығы 4,9 ГВт/сағ қосты.

Энергияны сақтайтын аккумуляторды өндіру көлемінің ұлғаюы айтарлықтай үлкен болғанын көруге болады, бірақ неге әлі де тапшылық бар?

Бұл мақалада Қытайдағы энергия сақтау батареяларының тапшылығының себептері мен оның келесі үш бағыт бойынша болашақ бағыты терең талдау берілген:

Біріншіден, сұраныс: императивті желі реформасы

Екіншіден, жабдықтау: машинамен бәсекелесе алмайды

Үшіншіден, болашақ: сұйық ағынды батареяға ауысу?

Сұраныс: императивті желі реформасы

Энергияны сақтау қажеттілігін түсіну үшін бір сұраққа жауап беруге тырысыңыз.

Неліктен Қытайда жаз айларында электр қуатының үлкен үзілістері жиі кездеседі?

Сұраныс жағынан электр энергиясын өнеркәсіптік және тұрғын үй тұтынуы белгілі бір дәрежеде «маусымдық теңгерімсіздікті» көрсетеді, «ең жоғары» және «төменгі» кезеңдері бар.Көп жағдайда желілік ұсыныс электр энергиясына деген күнделікті сұранысты қанағаттандыра алады.

Дегенмен, жаздың жоғары температурасы тұрмыстық техниканы пайдалануды арттырады.Сонымен қатар, көптеген компаниялар өз салаларын ретке келтіруде және электр энергиясын тұтынудың шарықтау кезеңі де жазда.

Жабдықтау жағынан географиялық және маусымдық ауа райы жағдайларына байланысты жел мен су энергиясын беру тұрақсыз.Мысалы, Сычуаньда Сычуаньдағы электр энергиясының 80% су электрмен жабдықтаудан келеді.Ал биылғы жылы Сычуань провинциясы сирек кездесетін жоғары температура мен құрғақшылық апатына ұшырады, ол ұзақ уақытқа созылды, негізгі бассейндердегі елеулі су тапшылығы және су электр станцияларынан электр қуатының қатаң қамтамасыз етілуі болды.Сонымен қатар, төтенше ауа-райы және жел қуатының кенеттен төмендеуі сияқты факторлар жел турбиналарының қалыпты жұмыс істей алмайтындығына әкелуі мүмкін.

Энергияға сұраныс пен ұсыныс арасындағы үлкен алшақтық жағдайында, электр энергиясын жеткізуді қамтамасыз ету үшін электр желісін максималды пайдалану мақсатында энергияны сақтау энергия жүйесінің икемділігін арттырудың сөзсіз нұсқасына айналды.

Сонымен қатар, Қытайдың энергетикалық жүйесі дәстүрлі энергиядан жаңа энергияға ауыстырылуда, фотоэлектр, жел және күн энергиясы табиғи жағдайда өте тұрақсыз, сонымен қатар энергияны сақтауға сұраныс жоғары.

Ұлттық энергетика басқармасының мәліметі бойынша, Қытайдың орнатылған қуаты 2021 жылы ландшафттың 26,7% құрайды, бұл әлемдік орташа деңгейден жоғары.

Жауап ретінде, 2021 жылдың тамызында Ұлттық даму және реформалар комиссиясы мен Ұлттық энергетика әкімшілігі жаңартылатын энергия көздерін өндіретін кәсіпорындарды электр желілеріне қосылу ауқымын ұлғайту үшін өздерінің жеке құрылысын салуға немесе ең жоғары қуаттарды сатып алуға ынталандыру туралы хабарлама шығарды.

Желілік кәсіпорындардың кепілдендірілген желілік қосылуынан тыс ауқымнан тыс, бастапқыда қуаттың шыңы қуаттың 15% (ұзындығы 4 сағаттан жоғары) байланыстыру коэффициентіне сәйкес бөлінеді, ал бекіту коэффициентіне сәйкес бөлінгендерге басымдық беріледі. 20% немесе одан да көп.

Қуат тапшылығы жағдайында «тасталған жел, тасталған жарық» мәселесін кейінге қалдыруға болмайтынын көруге болады.Бұрынғы жылу қуатын қуаттандырған болса, енді «қос көміртекті» саясат қысымын жүйелі түрде жіберу керек, бірақ жел қуаты мен фотоэлектр қуатын пайдаланатын орын жоқ, басқа жерлерде пайдаланылады.

Сондықтан, ұлттық саясат анық «шыңы бөлу» ынталандыру бастады, бөлу үлесі көп, сіз сондай-ақ «басымдық желі», электр энергиясы нарығында саудаға қатысуға, тиісті кіріс алуға болады.

Орталық саясатқа жауап ретінде әр аймақ жергілікті жағдайға сәйкес электр станцияларында энергия сақтауды дамытуға көп күш салуда.

Жабдықтау: машиналармен бәсекелесе алмайды

Кездейсоқ, электр станциясының аккумуляторының тапшылығы жаңа энергетикалық көліктердегі бұрын-соңды болмаған буммен сәйкес келді.Электр станциялары мен автокөлік қоймалары литий-темір фосфатты аккумуляторларға үлкен сұранысқа ие, бірақ сауда-саттыққа назар аударыңыз, үнемді электр станциялары, қатал автомобиль компанияларын қалай басып алуға болады?

Осылайша, электр станциясының қоймасында бұрын болған кейбір мәселелер туындады.

Бір жағынан, энергия сақтау жүйесін орнатудың бастапқы құны жоғары.Сұраныс пен ұсыныстың, сондай-ақ өнеркәсіп тізбегі шикізат бағасының өсуіне әсер етіп, 2022 жылдан кейін энергия сақтау жүйесін біріктіру бағасы 2020 жылдың басындағы 1500 юань/кВтсағ-тан қазіргі 1800 юань/кВт/сағ-қа дейін көтерілді.

Бүкіл энергия сақтау саласының тізбегі бағасының өсуі, негізгі баға әдетте 1 юань/ватт сағаттан асады, инверторлар жалпы алғанда 5%-дан 10%-ға дейін өсті, EMS де шамамен 10%-ға өсті.

Алғашқы орнату құны энергия сақтау қоймасының құрылысын шектейтін негізгі факторға айналғанын көруге болады.

Екінші жағынан, шығындарды өтеу циклі ұзақ, ал табыстылық қиын.2021 жылға дейін 1800 юань/кВт/сағ энергия сақтау жүйесінің құнын есептеу, энергия сақтау электр станциясы екі зарядты екі қою, зарядтау және 0,7 юань/кВт сағ немесе одан да көп орташа баға айырмашылығын, кем дегенде 10 жыл шығындарды өтеу.

Сонымен қатар, ағымдағы аймақтық ынталандыру немесе энергияны сақтау стратегиясымен міндетті жаңа энергия есебінен 5% -дан 20% -ға дейін пропорция тұрақты шығындарды арттырады.
Жоғарыда аталған себептерге қосымша, электр станциясын сақтау, сондай-ақ жаңа энергетикалық көліктер өртеніп кетеді, жарылыс, бұл қауіпсіздік қаупі, ықтималдығы өте төмен болса да, электр станциясының өте төмен тәуекелге деген тәбетінің төмендеуіне мүмкіндік береді.

Тапсырыс үшін сұраныс көп, бірақ пайдалануға асығыс емес, сондықтан энергияны сақтау «күшті бөлу», бірақ міндетті емес, желіге қосылған транзакциялар саясаты деп айтуға болады.Өйткені, электр стансаларының көпшілігі мемлекеттік кәсіпорын, қауіпсіздікті қамтамасыз ету бірінші орында, олар да қаржылық бағалауға ұшырайды, мұндай ұзақ жобаны қалпына келтіруге кім асығады?

Шешім қабылдау әдеттеріне сәйкес, электр станцияларының энергиясын сақтауға көптеген тапсырыстар орналастырылуы керек, ілулі, одан әрі саясаттың анықтығын күту керек.Базарға шаян жеу үшін үлкен ауыз керек, бірақ батылдық бар, көп емес.

Электр станциясының энергиясын сақтау мәселесін тереңірек қазу керек, литий бағасының жоғарылауының аз бөлігінен басқа, дәстүрлі техникалық шешімдердің үлкен бөлігі электр станциясының сценарийіне толығымен қолданылмайтынын көруге болады. мәселені шешуіміз керек пе?

Осы кезде сұйық ағынды батареяның ерітіндісі назар аударды.Кейбір нарық қатысушылары «литийдің орнатылған энергияны сақтау коэффициенті 2021 жылдың сәуірінен бастап төмендеу үрдісі байқалды, ал нарықтың өсуі сұйық ағынды батареяларға ауысады» деп атап өтті.Сонымен, бұл сұйық ағынды батарея дегеніміз не?

Болашақ: сұйық ағынды батареяларға ауысу?

Қарапайым сөзбен айтқанда, сұйық ағынды батареялардың электр станцияларының сценарийлеріне қолданылатын көптеген артықшылықтары бар.Жалпы сұйық ағынды батареялар, соның ішінде толық ванадий сұйық ағынды батареялар, мырыш-темір сұйық ағынды батареялар және т.б.

Мысал ретінде толық ванадийлі сұйық ағынды батареяларды алсақ, олардың артықшылықтарына мыналар жатады.

Біріншіден, ұзақ цикл мерзімі және жақсы зарядтау және разряд сипаттамалары оларды ауқымды энергия сақтау сценарийлері үшін қолайлы етеді.Толық ванадийлі сұйық ағынды энергияны сақтау батареясының зарядтау/разряд циклінің қызмет ету мерзімі 13 000 еседен астам болуы мүмкін, ал күнтізбелік қызмет мерзімі 15 жылдан астам.

Екіншіден, аккумулятордың қуаты мен сыйымдылығы бір-бірінен «тәуелсіз», энергия сақтау сыйымдылығының масштабын реттеуді жеңілдетеді.Толық ванадийлі сұйық ағынды батареяның қуаты дестенің өлшемі мен санымен, ал сыйымдылығы электролиттің концентрациясы мен көлемімен анықталады.Батарея қуатын кеңейтуге реактордың қуатын арттыру және реакторлар санын көбейту арқылы қол жеткізуге болады, ал қуаттылықты арттыруға электролит көлемін арттыру арқылы қол жеткізуге болады.

Ақырында, шикізатты қайта өңдеуге болады.Оның электролит ерітіндісін қайта өңдеуге және қайта пайдалануға болады.

Дегенмен, ұзақ уақыт бойы сұйық ағынды батареялардың құны жоғары болып қалды, бұл кең ауқымды коммерциялық қолдануды болдырмайды.

Мысал ретінде сұйық ағынды ванадий батареяларын алсақ, олардың құны негізінен электр реакторы мен электролиттен келеді.

Электролит құны негізінен ванадий бағасына әсер ететін құнның жартысына жуығын құрайды;қалғаны негізінен ион алмасу мембраналарынан, көміртекті киіз электродтарынан және басқа да негізгі құрамдас материалдардан алынатын стектің құны.

Электролиттегі ванадийдің жеткізілуі даулы мәселе болып табылады.Қытайдағы ванадий қоры дүние жүзінде үшінші орында, бірақ бұл элемент негізінен басқа элементтермен кездеседі, ал балқыту - саясаттың шектеулері бар өте ластаушы, энергияны қажет ететін жұмыс.Оның үстіне, болат өнеркәсібі ванадийге деген сұраныстың көп бөлігін құрайды, ал негізгі отандық өндіруші Фанган ванадий және титан, әрине, бірінші кезекте болат өндірісін қамтамасыз етеді.

Осылайша, ванадий сұйықтығының батареялары, литийі бар энергияны сақтау шешімдерінің мәселесін қайталайтын сияқты - әлдеқайда көлемді өнеркәсіппен жоғары ағындық қуаттылықты алу, және осылайша құны циклдік негізде күрт өзгереді.Осылайша, тұрақты сұйық ағынды батарея ерітіндісін қамтамасыз ету үшін қосымша элементтерді іздеуге негіз бар.

Реактордағы ион алмастырғыш мембрана мен көміртекті киіз электрод чиптің «мойынына» ұқсас.

Ион алмастырғыш мембраналық материалға келетін болсақ, отандық кәсіпорындар негізінен АҚШ-тағы ғасырлық компания DuPont шығарған Nafion протон алмастырғыш пленканы пайдаланады, бұл өте қымбат.Ал, ол электролитте жоғары тұрақтылыққа ие болғанымен, ванадий иондарының жоғары өткізгіштігі, ыдырауға оңай емес сияқты ақаулары бар.

Көміртекті киізден жасалған электрод материалы да шетелдік өндірушілермен шектелген.Жақсы электродтық материалдар сұйық ағынды батареялардың жалпы жұмыс тиімділігін және шығыс қуатын жақсарта алады.Дегенмен, қазіргі уақытта көміртекті киіз нарығында негізінен SGL Group және Toray Industries сияқты шетелдік өндірушілер айналысады.

Кешенді төмен, есептеу, ванадий сұйық ағынының батареясының құны литийге қарағанда әлдеқайда жоғары.

Энергияны сақтау үшін жаңа қымбат сұйық ағынды батарея бар, әлі ұзақ жол бар.

Эпилог: Ұлы ішкі циклды бұзудың кілті

Мың сөзбен айтқанда, электр станциясын сақтауды дамыту үшін ең маңызды, бірақ қандай техникалық мәліметтер емес, электр станциясының қоймасы энергия нарығының негізгі мәмілелеріне қатысу үшін анық.

Қытайдың электр желілері жүйесі өте үлкен, күрделі, сондықтан энергияны онлайн режимінде тәуелсіз сақтайтын электр станциясы қарапайым мәселе емес, бірақ бұл мәселені тоқтату мүмкін емес.

Ірі электр станциялары үшін энергияны сақтауды бөлу тек кейбір қосалқы қызметтерді орындау үшін болса және тәуелсіз нарықтық сауда мәртебесі болмаса, яғни артық электр энергиясы болуы мүмкін емес, басқаларға сату үшін тиісті нарықтық бағаға, онда бұл есептік жазбаны есептеу әрқашан өте қиын.

Сондықтан біз энергияны сақтайтын электр стансаларының тәуелсіз жұмыс мәртебесіне айналуы үшін барлық жағдайды жасауымыз керек, осылайша ол электр энергиясы нарығының белсенді қатысушысына айналуы керек.

Нарық алға шыққанда, энергияны сақтауға байланысты көптеген шығындар мен техникалық мәселелер шешіледі деп ойлаймын.


Жіберу уақыты: 07 қараша 2022 ж