Статус распространения технологии электрохимического накопления энергии в Китае

Что такое накопление энергии?

Вообще говоря, накопление энергии, IE накопление энергии, относится к циклическому процессу, в котором одна форма энергии накапливается в той же самой или преобразуется в другую форму энергии через среду или устройство и должна выделяться в определенной форме энергии.

В узком смысле накопление энергии - это накопление электрической энергии. Он относится к ряду технологий и мер, в которых используются химические или физические методы для хранения генерируемой энергии и высвобождения ее при необходимости.

Из определения мы видим, что обобщенное накопление энергии относится к хранению всей энергии, включая накопление тепла и накопление электроэнергии. В узком смысле накопление энергии относится только к хранению электрической энергии. «Накопление энергии», обсуждаемое в этой статье, понимается в узком смысле.

Классификация технологий накопления энергии

Энергия хранения делится на энергию физического хранения и энергию хранения химического вещества. Технические характеристики этих двух следующие:

Накопление физической энергии: накачиваемая энергия, энергия сжатого воздуха, энергия маховика.

Особенности: Вода, воздух и т. Д. Используются в качестве носителей для хранения энергии, и в них не происходит никаких химических изменений.

Электрохимические накопители энергии: свинцовые батареи, литий-ионные батареи, жидкостные батареи, никель-металл-водородные батареи и т. Д.

Особенности: Химические элементы используются в качестве носителя для хранения энергии, а процесс зарядки и разрядки сопровождается химическими реакциями или изменениями в носителе для хранения энергии.

Разница между накоплением физической энергии и накоплением химической энергии заключается в том, происходит ли химическое изменение в среде накопления энергии. Статистические данные отраслевых организаций показывают, что с 2000 по 2016 год среди различных способов хранения энергии на рынке аккумуляторов энергии в Китае наибольшая емкость приходилась на емкость для хранения воды, но темпы ее роста были медленными. Электрохимические накопители энергии, представленные ионно-литиевыми батареями, быстро росли, составляя все большую долю, и рынок электрохимических накопителей энергии имеет большой потенциал роста.

Распределение технологий на рынке электрохимических накопителей энергии

Согласно статистическим данным «Белой книги по исследованию отрасли накопления энергии за 2017 год», опубликованной Технологическим альянсом индустрии накопления энергии Чжунгуаньцунь, в 2016 году почти все проекты электрохимического накопления энергии, введенные в эксплуатацию в Китае, используют литий-ионные батареи и свинцовые аккумуляторные батареи. . Доля навесных машин составляет 62% и 37% соответственно.

В 2016 году по темпам роста новых установленных мощностей в Китае литий-ионные батареи заняли первое место с темпом роста 256%. Кроме того, литий-ионные батареи составили самую большую долю новой установленной мощности в области подключения к сетям возобновляемых источников энергии. До 70%; Свинцовые аккумуляторные батареи составляют самую большую установленную мощность в распределенной генерации и микросетях, составляя 69%.

С точки зрения распространения различных технологий литий-ионные батареи распределены во всех регионах, из которых наибольшая доля приходится на Северо-Восток, Центральный Китай, Южный Китай, Северо-Запад и Юго-Запад; Свинцовые батареи составляют самую большую долю в Северном и Восточном Китае; Жидкостные аккумуляторные батареи в основном распространены в Северо-восточном регионе.

Однако с глобальной точки зрения в 2016 году в недавно запущенных проектах электрохимического накопления энергии в основном используются такие технологии накопления энергии, как литий-ионные батареи, серно-натриевые батареи и свинцовые батареи. Новая установленная мощность трех технологий составляет в сумме все новые проекты. Более 99% установленной мощности. С точки зрения роста, у новой линейки натриевых и серных батарей самый быстрый годовой темп роста - 2400%; Вслед за свинцовыми батареями темп роста по сравнению с аналогичным периодом прошлого года составил 563%.

Можно видеть, что будь то глобальный рынок аккумуляторов или китайский рынок аккумуляторов, новая установленная емкость литий-ионных батарей занимает первое место, что отражает текущее доминирующее положение литий-ионных аккумуляторов в технологиях аккумулирования энергии. Натрий-серные батареи находят множество применений за границей, но их меньше в Китае; Накопленная установленная емкость свинцовых аккумуляторов на внутреннем рынке аккумуляторов уже отстает от литий-ионных аккумуляторов, что также отражает общую тенденцию замены литий-ионных аккумуляторов свинцовыми аккумуляторами в области аккумулирования энергии.

Распространение технологий электрохимического накопления энергии

1. Литий-ионные батареи

Литий-ионные аккумуляторы обладают хорошими характеристиками аккумулирования энергии, длительным сроком службы и длительным циклом. В нормальных условиях литиевые батареи можно перерабатывать около 3000 раз, а литиевые батареи из титаната - до 25000 раз. Литий-ионные батареи имеют низкие потери на саморазряд и высокую эффективность преобразования энергии. По сравнению с другими батареями они значительно улучшили свои характеристики. Благодаря вышесказанному мы знаем, что новая установленная емкость литий-ионных аккумуляторов занимает первое место в мире и в Китае, и многие отечественные компании внедрили технологию хранения литий-ионных аккумуляторов.

Компания Shanghai ZTE Energy Technology Co., Ltd. (далее ZTE) специализируется на разработке и производстве систем хранения энергии из фосфата лития и железа. Литий-железо-фосфатная аккумуляторная система компании имеет гибкую конфигурацию и высокую надежность. Применяется к системе хранения энергии связи, комнате данных, домашней фотоэлектрической системе хранения энергии, роботизированной системе и системе хранения энергии постоянного тока высокого напряжения и другим сценариям применения.

Немецкая электростанция Relzow 100 МВт / 200 МВт / ч с литиевой аккумуляторной батареей, построенная Shenzhen Advanced Clean Power Technology Research Institute Co., Ltd., которая принадлежит Lions Technology, в основном используется на немецком рынке FM. Все электростанции используют технологию интеграции модульных накопителей энергии lion technology и литиевые батареи с быстрым откликом, длительным сроком службы и другими характеристиками. В то же время этот проект также является первым случаем, когда китайские компании инвестируют в зарубежные проекты по хранению энергии и участвуют в энергетических операциях.

Компания Zhongtian Storage Energy Technology Co., Ltd. (далее именуемая «Zhongtian Storage Energy») занимается разработкой проекта по хранению энергии на литиевых батареях. В 2016 году емкость литиевой батареи Zhongtian Storage достигла 2 ГВтч, а система хранения энергии достигла зарубежных продаж. С 2017 года компания реализовала проекты по хранению энергии мощностью 3 мегаватта и имеет общую контрактную мощность инжиниринга для проектов по хранению энергии.

Накопление энергии - одно из основных применений литий-титанатных батарей. По состоянию на январь 2017 года станция хранения аккумуляторов Шэньчжэнь Баоцин, в которой используется технология титрования лития Yinlong New Energy, работала безопасно и стабильно в течение шести лет. Станция хранения энергии - первая мегаваттная станция хранения литиевых батарей в Китае, а также проект National 863 и ключевой научно-технологический проект компании Southern Grid Company - демонстрационный проект «Исследование и пилотный экспериментальный проект аккумуляторов мощностью 10 МВт». . Успешная работа шести лет свидетельствует о том, что китайские предприятия изучили, освоили и успешно применяют ключевую технологию накопления мегаваттной аккумуляторной энергии.

Кроме того, Zhejiang Nandu Power Co., Ltd. и другие компании также развернули технологию накопления энергии на основе фосфата лития-железа.

2. Свинцовая батарея

Технология свинцовых аккумуляторов является зрелой, аккумуляторные материалы из широкого спектра источников, низкая стоимость, ее недостатком является количество циклов, короткий срок службы, восстановление производства и другие звенья неправильного обращения, которые легко могут вызвать загрязнение окружающей среды. Исследователи добавили активированный уголь к отрицательному электроду свинцовой батареи, чтобы сформировать свинцово-угольную батарею. По сравнению с обычными свинцовыми батареями, свинцово-угольные батареи можно заряжать в течение 90 минут, что уменьшает явление отрицательного сульфатного засоления, продлевает срок службы батарей и увеличивает удельную мощность. Свинцово-угольные батареи - это своего рода усовершенствованные свинцовые батареи, которые также являются основным направлением развития технологии свинцовых аккумуляторов.

В области технологий накопления энергии в Нанду преобладают свинцовые батареи. Понятно, что проект коммерческого хранилища энергии с использованием технологии свинцово-углеродных аккумуляторов, который активно продвигается компанией Nandu Power Supply, имеет значительные экономические преимущества. Подсчитано, что при пиковой разнице цен в 0,9 юаня / кВтч годовая операционная прибыль компании на 1 МВт гидроаккумулирующей электростанции составляет около 100 000 юаней, а внутренняя норма доходности достигает 11%.

После многих лет атмосферных осадков компания Shenyang Power разработала зрелую технологию свинцово-углеродных аккумуляторов. В производимой им свинцово-углеродной батарее FCP внедрены передовые свинцово-углеродные технологии, а также опыт проектирования и производства продукции Furukawa Battery Co., Ltd. в Японии, и удалось достичь 70% времени глубокого цикла DOD. Более 4200 раз, расчетный срок службы 15 лет, применяется для доступа к новой энергии, распределенного производства электроэнергии, интеллектуальной сети и так далее.

Shuangdeng Group - поставщик микросетевых решений для хранения энергии. В настоящее время он сформировал множество приложений для хранения энергии, таких как микросеть для хранения декораций, электростанция для хранения пиковых нагрузок, система электроснабжения гибридной дизель-электрической базовой станции для декораций, а также система электроснабжения для обороны границ и прибрежных районов. Решения, состоящие из серийных, стандартизированных, модульных систем хранения энергии. Демонстрационная электростанция хранения и передачи пейзажа национальной сети Чжанбэй, оснащенная аккумуляторной батареей на 12 МВтч; В системе аккумулирования энергии средней и широкой ядерной сети Qilian Micro-Net система трубчатых коллоидных свинцово-кислотных аккумуляторов мощностью 28 МВт выступает в качестве основного источника питания и взаимодействует с литиевой батареей для достижения стабильной работы и управления оптимизацией энергопотребления микросети.

Кроме того, производители свинцовых аккумуляторов включают Tianneng Battery и Shanghai Xiendi. Аккумуляторы этих компаний широко используются в области накопления энергии.

3. Серно-натриевая батарея

Натриево-серные батареи - это батареи с отрицательным натрием (Na), положительным серным (S) и электролитами с использованием тонкой керамики. Основной барьер - это тонкая керамическая технология. Плотность энергии натриево-серных батарей достигает 760 Втч / кг, эффективность преобразования близка к 100%, а количество циклов батарей достигает 2500. Однако дефицит обходится дорого и достигает примерно 2000 долларов за кВтч; Рабочая среда требовательная, температура 300 ° C может быть запущена. В случае короткого замыкания температура поднимется примерно до 2000 ° C. Поэтому к технологиям предъявляются чрезвычайно высокие требования. Натриевые и серные аккумуляторные батареи широко используются за рубежом, а в Китае не проводится широкомасштабное продвижение.

В мае 2015 года компания Zhoushan Qintang New Energy Technology Co., Ltd. произвела натриевые и серные батареи в Шэньчжэне. В области натриевых и серных аккумуляторных батарей компании был реализован ряд новых практических изобретений, включая однотрубные натриевые и серные батареи, установленные в твердых электролитах. Устройства, многотрубные натриевые и серные батареи, установленные в твердых электролитах и т. Д.

18 января 2017 года Chaowei Group и General Electric Company из США провели церемонию подписания проекта натриевых и соляных батарей в городе Чансин, провинция Чжэцзян. В сочетании с промышленными и технологическими преимуществами обеих сторон они совместно создали совместное предприятие для расширения области применения натриевых и солевых батарей. Ключевой шаг на рынке накопителей энергии на пляже. Обе стороны сосредоточатся на производстве, разработке и продаже натриевых солевых батарей и построят глобально конкурентоспособную профессиональную компанию.

Кроме того, Wuhu Haili Industrial Co., Ltd. изучает натриево-серные батареи с начала 1980-х годов. В апреле 2007 года она подала заявку и получила национальный патент на изобретение для натриево-серных батарей большой мощности. В конце 2009 года National Grid заявила, что она разработала натриево-серные батареи, которые можно использовать для крупномасштабного хранения энергии.

4. Жидкий аккумулятор

Батарея жидкого тока использует особую структуру положительных и отрицательных электролитов, что повышает эффективность химической реакции. Эффективность преобразования энергии жидкостных батарей может достигать более 96%, удельная энергия может достигать 92 Втч / кг, количество циклов - около 13000, срок службы - около 20 лет. Из-за низкой технической зрелости, большого размера и низкой цены жидкостные батареи не получили широкого распространения в Китае.

Компания Dalian Rongke Energy Storage Technology Development Co., Ltd. (далее именуемая «Далянь Ронгке») является единственной компанией в мире, которая имеет всю производственную цепочку разработки технологий и производственные мощности полностью ванадиевых жидкостных батарей. В последние годы компания Dalian Rongke добилась значительных успехов в основных областях и ключевых технологиях полностью ванадиевых жидкостных батарей и сформировала полностью независимые права интеллектуальной собственности на электролиты, мембраны с ионной проводимостью и пластины с двумя электродами. Решения компании по хранению энергии в основном используются в коммунальных службах, микросетях, новом доступе к энергии и хранении энергии на стороне пользователя.

Исследования и разработка системы хранения энергии полностью ванадиевых жидкостных аккумуляторных батарей были в центре внимания электриков на протяжении многих лет. В настоящее время компания подала заявку на получение ряда патентов в области ванадиевых батарей и успешно выполнила ряд демонстрационных проектов систем хранения энергии ванадиевых батарей в Индии, Сингапуре и Китае.

Battery China Network считает, что трудно определить, какая батарея является лучшей технологией хранения энергии, потому что разные технологии хранения энергии адаптируются к различным сценариям приложений, а различные технологии должны достигать своей максимальной ценности в наиболее подходящих сценариях приложений. Согласно различным сценариям применения, компоновка технологии накопления энергии также будет отличаться. По мере того как рынок хранения энергии в Китае постепенно открывается, все виды технологий хранения энергии найдут свое собственное положение на рынке в условиях полной рыночной конкуренции.

Страница содержит содержимое машинного перевода.