Tendenser inden for udvikling af batterienergilagring

Regeringer og relevante institutioner i forskellige lande, repræsenteret af Kina og USA, promoverer aktivtenergilagringindustripolitikker, der dækker aspekter som strategisk planlægning, markedsmekanismer, teknologisk forskning og udvikling samt skatte- og skattetilskud.

Derudover har Xinjiang, Zhejiang, Shandong, Henan og Hubei-provinserne også successivt indført politikker og foranstaltninger i forbindelse med energilagring.

I 2011 udgav USA "2011-2015 Energy Storage Plan", og i øjeblikket implementerer mere end halvdelen af ​​de amerikanske stater energilagringssystemer i megawatt-skala, hvor otte stater har i alt over 50 MW energilagringssystemer i brugs-skala. Mange af de gennemførte batterienergilagringsprojekter i megawatt-skala har opnået kommerciel drift.

Blandt dem er Californien og New York de to største og mest aktive stater på det amerikanske energilagringsmarked. Begge stater har frigivet tids-bundne energireformplaner og energilagrings-køreplaner for at opnå 100 % ren energi eller kulstof-fri elektricitet. Ifølge disse reformplaner forventes Californien at skulle implementere mindst 10 GW energilagringssystemer i de næste 10 år, mens New York skal nå op på 1,5 GW energilagringskapacitet i 2025 og 3 GW i 2030. Til dette formål har begge stater indført tilskudsprogrammer specifikt til energilagring.

Nye energikilder kombineret med energilagringsapplikationer er ved at blive mainstream

Med den globale udøvelse af ren energi er andelen af ​​vedvarende energiproduktion, repræsenteret ved vind- og solenergi, hastigt stigende. Men den iboende variation af vind- og solenergi stiller traditionelle elsystemer, som primært er baseret på fossile brændstoffer, udfordringer med hensyn til netintegrationskapacitet, fleksibilitet og sikkerhed. Mens de håndterer tilfældige belastningsudsving, vil elsystemer også skulle afbalancere de vedvarende energikilders fluktuerende karakter ved at justere output fra konventionelle kraftværker og øge kapaciteten af ​​konventionelle reserveenheder for at sikre transmission og integration af vedvarende energiproduktion.

Kombinationen af ​​vedvarende energi og energilagringssystemer kan øge stabiliteten og pålideligheden af ​​vedvarende energiproduktion og give stabil støtte til elnettet. Brugen af ​​avancerede teknologier og integrationen af ​​energilagringssystemer gør det muligt for vedvarende energikilder at yde stabil støtte til elnettet, hvilket gør det til en nødvendig støtteteknologi for at opnå en høj andel af vedvarende energiproduktion i elnettet. Dette afspejles i følgende aspekter:

Omkostningerne ved lithium-ion batterienergilagringssystemer er faldet yderligere, og deres dominerende stilling er tydelig

I øjeblikket er de tre hovedtyper af energilagringsbatterier lithium-ionbatterier, bly-syrebatterier og flowbatterier. Ydelsesindikatorerne og den tekniske evaluering af disse tre hovedtyper af energilagringsbatterier er vist i tabel 1-3 og 1-4.
 

Tabel 1-3: Ydelsesindikatorer for tre hovedtyper af energilagerbatterier

Tabel 1-4: Teknisk evaluering af tre hovedtyper af energilagerbatterier

 

Blandt disse er lithium-ion-batterier på grund af deres høje strømtæthed, lange levetid, hurtige opladnings- og afladningshastigheder og høje effektivitet blevet en af ​​de mest konkurrencedygtige energilagringsbatteriteknologier og er blevet bredt undersøgt og anvendt i energilagringssystemer lige fra få kWh til hundredvis af MWh.

Den hurtige udvikling af lithium-ionbatterienergilagringssystemer tilskrives 完善dannelsen af ​​lithium-ionbatteriindustriens kæde og den eksplosive vækst i anvendelsen af ​​strømbatterier. Sammenlignet med strømbatterier, som understreger ydeevneindikatorer, fokuserer energilagringsbatterier mere på omkostninger, levetid og energieffektivitet. Ifølge forudsigelser fra Wood Mackenzie, en amerikansk-baseret virksomhed, vil omkostningerne ved net-side BESS (Battery Energy Storage Systems) falde med 10 % fra år-til-år i 2020 og vil opretholde en årlig faldrate på mindst 5 % før 2025, som vist i figur 3.

Figur 1-3: Omkostningsreduktion af BESS på nettet (Battery Energy Storage System)

Samlet set udviser lithium-ion-batterier fremragende ydeevne i alle aspekter, og de betydelige virkninger af stor-forskning, udvikling og produktion, kombineret med det hurtige fald i produktionsomkostninger år for år, vil yderligere styrke deres dominerende position inden for batterilagring.

Energilagring integreres yderligere med forskellige traditionelle og intelligente styringsteknologier

Integrationen af ​​BESS med traditionelle energisystemkontrolteknologier og -teorier udvider anvendelsesomfanget af traditionelle kraftsystemteorier og giver rigere kontrolmetoder. Dens synergistiske anvendelse med traditionelt strømsystemudstyr forbedrer den dynamiske ydeevne af roterende generatorsæt og stiller nye tekniske krav til strømkvalitetskontrolenheder og relæbeskyttelsesenheder.

Ved at integrere med avancerede digitale og intelligente teknologier er energilagringssystemer blevet en afgørende komponent i konstruktionen af ​​intelligente net. Avancerede teknologier såsom big data, cloud computing, neurale netværk og digitale tvillinger vil yderligere udvide de kommercielle driftsmodeller for energilagringssystemer og skabe nye anvendelsesområder såsom "delt energilagring" og "virtuelle kraftværker." Disse teknologier giver også mere effektive tekniske midler til fejlforudsigelse og -diagnose, forudsigelse af levetid og styring af internt udstyr i energilagringssystemer.

Det mikronetbaserede-integrerede intelligente energisystem, med energilagringssystemer som en af ​​dets kerneteknologier, tager højde for outputkarakteristika for forskellige typer distribuerede strømkilder og belastninger. Det sigter mod at skabe et energiforsyningssystem, der nøje opfylder kundernes behov og har effektiv og intelligent energistyring, der opnår ren og økonomisk energiforsyning til regionen. Det muliggør også fleksibel skift mellem net-tilsluttet og slukket-netdriftstilstand for det regionale elnet, hvilket forbedrer strømforsyningens pålidelighed og sikrer elsikkerhed. Ydermere forbedrer det kontrolniveauet for strøm- og energiudveksling mellem det regionale net og hovednettet, hvilket opnår en planlagt og afsendelig energiudnyttelse i regionen.