Ledande inom området: Hur energilagring omformar landskapet för B2B-kunder

Översikt över utvecklingen och tillämpningen av energilagringsindustrin.

1. Introduktion till energilagringsteknik.

Energilagring är lagring av energi. Det hänvisar till tekniker som omvandlar en form av energi till en mer stabil form och lagrar den. De frigör den sedan i en specifik form vid behov. Olika principer för energilagring delar upp den i tre typer: mekanisk, elektromagnetisk och elektrokemisk. Varje energilagringstyp har sitt eget effektområde, egenskaper och användningsområden.

Det har fördelar. Bland dessa finns mindre geografisk påverkan. De har också en kort byggtid och hög energitäthet. Som ett resultat kan elektrokemisk energilagring användas flexibelt. Det fungerar i många energilagringssituationer. Det är tekniken för att lagra energi. Den har det bredaste användningsområdet och störst utvecklingspotential. De viktigaste är litiumjonbatterier. De används i scenarier från minuter till timmar.

2. Scenarier för energilagringstillämpningar

Energilagring har en mängd olika tillämpningar i kraftsystemet. Energilagring har tre huvudsakliga användningsområden: kraftproduktion, elnätet och användare. De är:

Ny energiproduktion skiljer sig från traditionella typer. Den påverkas av naturliga förhållanden. Dessa inkluderar ljus och temperatur. Effekten varierar beroende på säsong och dag. Det är omöjligt att anpassa effekten till efterfrågan. Det är en instabil kraftkälla. När den installerade kapaciteten eller andelen elproduktion når en viss nivå kommer det att påverka elnätets stabilitet. För att hålla elsystemet säkert och stabilt kommer det nya energisystemet att använda energilagringsprodukter. De kommer att återanslutas till nätet för att jämna ut effektproduktionen. Detta kommer att minska effekten av ny energi. Detta inkluderar solceller och vindkraft. De är intermittenta och volatila. Det kommer också att åtgärda problem med elförbrukning, som vind och ljusförlust.

Traditionell nätdesign och konstruktion följer metoden med maximal belastning. De gör det på nätsidan. Det är fallet när man bygger ett nytt nät eller utökar kapaciteten. Utrustningen måste ta hänsyn till den maximala belastningen. Detta kommer att leda till höga kostnader och låg tillgångsanvändning. Ökningen av energilagring på nätsidan kan bryta den ursprungliga metoden med maximal belastning. När man bygger ett nytt nät eller utökar ett gammalt kan det minska nätbelastningen. Det främjar också utbyggnad och uppgradering av utrustning. Detta sparar på investeringskostnader för nätet och förbättrar tillgångsanvändningen. Energilagring använder behållare som huvudbärare. Det används på kraftproduktions- och nätsidan. Det är främst för applikationer med en effekt på mer än 30 kW. De behöver en högre produktkapacitet.

Nya energisystem på användarsidan används huvudsakligen för att generera och lagra el. Detta minskar elkostnaderna och använder energilagring för att stabilisera elproduktionen. Samtidigt kan användare också använda energilagringssystem för att lagra el när priserna är låga. Detta gör det möjligt för dem att minska sin användning av el från nätet när priserna är höga. De kan också sälja el från lagringssystemet för att tjäna pengar på topp- och dalpriser. Energilagring på användarsidan använder skåp som huvudbärare. Det passar applikationer i industri- och kommersiella parker och distribuerade solcellskraftverk. Dessa ligger i effektintervallet 1 kW till 10 kW. Produktkapaciteten är relativt låg.

3. Systemet ”källa-nät-last-lagring” är ett utökat tillämpningsscenario för energilagring

Systemet "källa-nät-last-lagring" är ett driftsläge. Det inkluderar en lösning av "kraftkälla, elnät, last och energilagring". Det kan öka energieffektiviteten och nätsäkerheten. Det kan åtgärda problem som nätvolatilitet vid användning av ren energi. I detta system är källan energileverantören. Det inkluderar förnybar energi, såsom sol, vind och vattenkraft. Det inkluderar även traditionell energi, såsom kol, olja och naturgas. Nätet är energiöverföringsnätet. Det inkluderar överföringsledningar och kraftsystemutrustning. Lasten är slutanvändaren av energi. Det inkluderar invånare, företag och offentliga anläggningar. Lagring är energilagringstekniken. Det inkluderar lagringsutrustning och teknik.

I det gamla kraftsystemet är värmekraftverk kraftkällan. Bostäderna och industrierna är lasten. De två ligger långt ifrån varandra. Elnätet förbinder dem. Det använder ett stort, integrerat styrläge. Det är ett balanseringsläge i realtid där kraftkällan följer lasten.

Under det ”neue Leistungssystem” lade systemet till laddningsbehovet för nya energifordon som en ”belastning” för användarna. Detta har kraftigt ökat trycket på elnätet. Nya energimetoder, som solceller, har gjort att användarna blivit en ”kraftkälla”. Dessutom behöver nya energifordon snabbladdning. Och ny energiproduktion är instabil. Så användarna behöver ”energilagring” för att jämna ut effekten av sin elproduktion och användning på nätet. Detta möjliggör toppeffektanvändning och lägsta effektlagring.

Ny energianvändning diversifieras. Användare vill nu bygga lokala mikronät. Dessa kopplar samman "kraftkällor" (ljus), "energilagring" (lagring) och "laster" (laddning). De använder styr- och kommunikationsteknik för att hantera många energikällor. De låter användare generera och använda ny energi lokalt. De ansluter också till det stora elnätet på två sätt. Detta minskar deras påverkan på nätet och hjälper till att balansera det. Det lilla mikronätet och energilagringen är ett "fotovoltaiskt lagrings- och laddningssystem". Det är integrerat. Detta är en viktig tillämpning av "kraftlagring i elnätet".

Tillämpningsmöjligheter och marknadskapacitet inom energilagringsindustrin

CNESA:s rapport säger att den totala kapaciteten för energilagringsprojekt i drift var 289,20 GW i slutet av 2023. Detta är en ökning med 21,92 % från 237,20 GW i slutet av 2022. Den totala installerade kapaciteten för ny energilagring nådde 91,33 GW. Detta är en ökning med 99,62 % från föregående år.

I slutet av 2023 nådde den totala kapaciteten för energilagringsprojekt i Kina 86,50 GW. Det var en ökning med 44,65 % från 59,80 GW i slutet av 2022. De utgör nu 29,91 % av den globala kapaciteten, en ökning med 4,70 % från slutet av 2022. Bland dem har pumplagring den största kapaciteten. Den står för 59,40 %. Marknadstillväxten kommer främst från ny energilagring. Detta inkluderar litiumjonbatterier, blybatterier och tryckluft. De har en total kapacitet på 34,51 GW. Detta är en ökning med 163,93 % från förra året. År 2023 kommer Kinas nya energilagring att öka med 21,44 GW, en ökning med 191,77 % jämfört med föregående år. Ny energilagring inkluderar litiumjonbatterier och tryckluft. Båda har hundratals nätanslutna projekt på megawattnivå.

Att döma av planeringen och byggandet av nya energilagringsprojekt har Kinas nya energilagring blivit storskalig. År 2022 fanns det 1 799 projekt. De är planerade, under uppbyggnad eller i drift. De har en total kapacitet på cirka 104,50 GW. De flesta av de nya energilagringsprojekt som tagits i drift är små och medelstora. Deras skala är mindre än 10 MW. De utgör cirka 61,98 % av den totala kapaciteten. Energilagringsprojekten som är under planering och under uppbyggnad är mestadels stora. De är 10 MW och mer. De utgör 75,73 % av den totala kapaciteten. Mer än 402 100-megawattsprojekt är under utveckling. De har grunden och förutsättningarna för att lagra energi för elnätet.