קיץ 2022 היה העונה החמה ביותר במאה כולה.
היה כל כך חם שהגפיים היו חלשות והנשמה יצאה מהגוף; כל כך חם שכל העיר חשכה.
בתקופה שבה החשמל היה כה קשה לתושבים, החליטה סצ'ואן להשבית את החשמל התעשייתי למשך חמישה ימים החל מה-15 באוגוסט. לאחר שהושגה הפסקת החשמל, מספר רב של חברות תעשייתיות עצרו את הייצור ואילצו את הצוות המלא לצאת לחופשה.
מאז סוף ספטמבר נמשך המחסור באספקת הסוללות, ומגמת השעיית ההזמנות של חברות אחסון אנרגיה התגברה. המחסור באספקת אגירת אנרגיה דחף גם את מעגל אגירת האנרגיה לשיא.
על פי נתונים סטטיסטיים של משרד התעשייה, במחצית הראשונה של השנה, ייצור סוללת אחסון האנרגיה הלאומית מעל 32GWh. 2021, אחסון האנרגיה החדש של סין הוסיף בסך הכל 4.9GWh בלבד.
ניתן לראות כי הגידול ביכולת ייצור סוללות אחסון אנרגיה, היה עצום למדי, אך מדוע עדיין יש מחסור?
מאמר זה מספק ניתוח מעמיק של הגורמים למחסור בסוללת אחסון האנרגיה בסין וכיוונה העתידי בשלושת התחומים הבאים:
ראשית, דרישה: רפורמת הרשת הציווית
שנית, ההיצע: לא יכול להתחרות במכונית
שלישית, העתיד: המעבר לסוללת זרימת נוזלים?
כדי להבין את הצורך באחסון אנרגיה, נסו לענות על שאלה אחת.
מדוע הפסקות חשמל בקנה מידה גדול נוטות להתרחש בסין במהלך חודשי הקיץ?
מצד הביקוש, גם צריכת החשמל התעשייתית וגם למגורים מציגה מידה מסוימת של "חוסר איזון עונתי", עם תקופות "שיא" ו"שפל". ברוב המקרים, אספקת הרשת יכולה לספק את הביקוש היומי לחשמל.
עם זאת, הטמפרטורות הגבוהות בקיץ מגדילות את השימוש במכשירי חשמל למגורים. במקביל, חברות רבות מתאימות את הענפים שלהן ותקופת השיא של צריכת החשמל היא גם בקיץ.
מצד ההיצע, אספקת הרוח והידרו-כוח אינה יציבה עקב תנאי מזג אוויר גיאוגרפיים ועונתיים. בסצ'ואן, למשל, 80% מהחשמל של סצ'ואן מגיע מאספקת חשמל הידרו. והשנה סבל מחוז סצ'ואן מאסון טמפרטורה גבוה ובצורת נדיר, שנמשך זמן רב, עם מחסור חמור במים באגנים הראשיים ואספקת חשמל הדוקה מתחנות כוח הידרו. בנוסף, מזג אוויר קיצוני וגורמים כמו הפחתה פתאומית בכוח הרוח עלולים לגרום גם לטורבינות הרוח לא לפעול כרגיל.
בהקשר של הפער הגדול בין אספקת החשמל לביקוש, על מנת למקסם את ניצול רשת החשמל להבטחת אספקת החשמל, אגירת אנרגיה הפכה לאפשרות בלתי נמנעת להגברת הגמישות של מערכת החשמל.
בנוסף, מערכת החשמל של סין עוברת טרנספורמציה מאנרגיה מסורתית לאנרגיה חדשה, פוטואלקטריות, אנרגיית רוח ואנרגיה סולארית מאוד לא יציבות בתנאים טבעיים, יש גם ביקוש גבוה לאגירת אנרגיה.
לפי מינהל האנרגיה הלאומי, הקיבולת המותקנת של סין היא 26.7% מהנוף ב-2021, גבוהה מהממוצע העולמי.
בתגובה, באוגוסט 2021, הוועדה הלאומית לפיתוח ורפורמה ומינהל האנרגיה הלאומי פרסמו הודעה על עידוד מפעלי ייצור חשמל באנרגיה מתחדשת לבנות בעצמם או לרכוש קיבולת שיא כדי להגדיל את היקף החיבור לרשת, והציעו כי
מעבר לקנה המידה שמעבר לחיבור מובטח לרשת של מפעלי רשת, תחילה, כושר השיא תוקצה לפי יחס ההצמדה של 15% מהספק (מעל 4 שעות באורך), ותינתן עדיפות לאלו שיוקצו לפי יחס ההצמדה. של 20% או יותר.
ניתן לראות, בהקשר של מחסור בחשמל, לפתור את בעיית "רוח נטושה, אור נטוש" לא ניתן לעכב. אם הכוח התרמי הקודם מגובה על ידי נועזים, כעת לחץ מדיניות "פחמן כפול", חייב להישלח על בסיס קבוע, אבל אין מקום להשתמש בכוח הרוח והפוטו-חשמל שנאגרו, המשמשים במקומות אחרים.
לכן, המדיניות הלאומית החלה לעודד בבירור את "הקצאת השיא", ככל שהפרופורציה של ההקצאה, אתה יכול גם "רשת עדיפות", להשתתף במסחר בשוק החשמל, לקבל את ההכנסה המקבילה.
בתגובה למדיניות המרכזית, כל אזור משקיע מאמצים רבים לפיתוח אגירת אנרגיה בתחנות כוח בהתאם לתנאים המקומיים.
בצירוף מקרים, המחסור בסוללות תחנת הכוח, התרחש במקביל לפריחה חסרת התקדים בכלי רכב אנרגיה חדשים. תחנות כוח ואחסון מכוניות, לשניהם יש ביקוש גדול לסוללות ליתיום ברזל פוספט, אבל שימו לב להצעות מחיר, תחנות כוח חסכוניות, איך אפשר לתפוס את חברות הרכב העזות?
לפיכך, אחסון תחנת הכוח היה קיים בעבר חלק מהבעיות צצו.
מצד אחד, עלות ההתקנה הראשונית של מערכת אגירת האנרגיה גבוהה. מושפע מהיצע וביקוש כמו גם מהעליות מחירי חומרי הגלם בשרשרת התעשייה, לאחר 2022, המחיר של שילוב מערכת אגירת האנרגיה כולה, עלה מ-1,500 יואן/קוט"ש בתחילת 2020, ל-1,800 יואן/קוט"ש הנוכחי.
עליית מחירי שרשרת אחסון האנרגיה כולה, מחיר הליבה הוא בדרך כלל יותר מ- 1 יואן / וואט שעה, ממירים בדרך כלל עלו ב-5% עד 10%, גם EMS עלה בכ-10%.
ניתן לראות שעלות ההתקנה הראשונית הפכה לגורם העיקרי המגביל את בניית אגירת האנרגיה.
מצד שני, מחזור התאוששות העלויות ארוך, והרווחיות קשה. עד 2021 1800 יואן / קוט"ש עלות מערכת אחסון אנרגיה חישוב, תחנת כוח אחסון אנרגיה שני לטעון שני לשים, לטעון ולפרוק את הפרש המחיר הממוצע ב 0.7 יואן / קוט"ש או יותר, לפחות 10 שנים כדי לשחזר עלויות.
יחד עם זאת, בשל העידוד האזורי הנוכחי או חובה אנרגיה חדשה עם אסטרטגיית אגירת אנרגיה, שיעור של 5% עד 20%, מה שמגדיל את העלויות הקבועות.
בנוסף לסיבות לעיל, אחסון תחנת כוח הוא גם כמו כלי רכב אנרגיה חדשים ישרפו, פיצוץ, סכנה בטיחותית זו, למרות שההסתברות נמוכה מאוד, יותר נותנים לתיאבון הסיכון הנמוך מאוד של תחנת הכוח להרתיע.
ניתן לומר כי "הקצאה חזקה" של אגירת אנרגיה, אך לא בהכרח עסקאות מחוברות לרשת, כך שהרבה ביקוש להזמנה, אבל לא ממהר להשתמש. הרי רוב תחנות הכוח הן מפעלים בבעלות המדינה, כדי להבטיח את הבטיחות היא בראש סדר העדיפויות, הן גם עומדות בפני הערכה פיננסית, מי רוצה להאיץ על זמן התאוששות של פרויקט כה ארוך?
על פי הרגלי קבלת ההחלטות, יש לבצע הזמנות רבות לאחסון אנרגיה בתחנת כוח, לתלות, להמתין לבירור מדיניות נוסף. השוק צריך פה גדול כדי לאכול סרטנים, אבל יש אומץ, אחרי הכל, לא הרבה.
ניתן לראות כי הבעיה של אחסון אנרגיה בתחנת כוח לחפור עמוק יותר, בנוסף לחלק קטן מעליית מחיר הליתיום במעלה הזרם, יש חלק גדול מהפתרונות הטכניים המסורתיים שאינם ישימים במלואם לתרחיש תחנת הכוח, כיצד האם עלינו לפתור את הבעיה?
בשלב זה, פתרון סוללת זרימת הנוזל הגיע לאור הזרקורים. חלק מהמשתתפים בשוק ציינו כי "יחס אחסון האנרגיה המותקנת של ליתיום נטה לרדת מאז אפריל 2021, והגידול בשוק עובר לסוללות זרימת נוזלים". אז מהי סוללת זרימת הנוזל הזו?
במילים פשוטות, לסוללות זרימת נוזלים יש יתרונות רבים החלים על תרחישים של תחנות כוח. סוללות זרימת נוזלים נפוצות, כולל סוללות זרימת נוזלים מלאות ונדיום, סוללות זרימת נוזל אבץ-ברזל וכו'.
אם ניקח כדוגמה סוללות זרימת נוזל ונדיום, היתרונות שלהן כוללים.
ראשית, חיי המחזור הארוכים ומאפייני הטעינה והפריקה הטובים הופכים אותם למתאימים לתרחישי אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול. חיי מחזור הטעינה/הפריקה של סוללת אגירת אנרגיית זרימת נוזל ונדיום עשויה להיות יותר מפי 13,000, והחיים בלוח השנה הם יותר מ-15 שנים.
שנית, הכוח והקיבולת של הסוללה "בלתי תלויים" זה בזה, מה שמקל על התאמת סולם קיבולת אחסון האנרגיה. הספק של סוללת זרימת נוזלים מלאה ונדיום נקבע על פי גודל ומספר הערימה, והקיבולת נקבעת על פי ריכוז ונפח האלקטרוליט. ניתן להשיג הרחבת כוח הסוללה על ידי הגדלת הספק של הכור והגדלת מספר הכורים, בעוד שניתן להשיג הגדלת קיבולת על ידי הגדלת נפח האלקטרוליט.
לבסוף, ניתן למחזר את חומרי הגלם. ניתן למחזר את תמיסת האלקטרוליטים שלה ולעשות שימוש חוזר.
עם זאת, במשך זמן רב, העלות של סוללות זרימת נוזלים נותרה גבוהה, ומונעת יישום מסחרי בקנה מידה גדול.
אם לוקחים כדוגמה סוללות זרימת נוזל ונדיום, העלות שלהן מגיעה בעיקר מהכור החשמלי ומהאלקטרוליט.
עלות האלקטרוליט מהווה כמחצית מהעלות, המושפעת בעיקר ממחיר הוונדיום; השאר הוא עלות המחסנית, שמגיעה בעיקר ממברנות חילופי יונים, אלקטרודות לבד פחמן וחומרי מרכיב מרכזיים אחרים.
אספקת ונדיום באלקטרוליט היא סוגיה שנויה במחלוקת. עתודות הוונדיום של סין הן השלישיות בגודלן בעולם, אך יסוד זה נמצא בעיקר עם יסודות אחרים, והתכה היא עבודה מאוד מזהמת ועתירת אנרגיה עם הגבלות מדיניות. יתרה מכך, תעשיית הפלדה אחראית לרוב הביקוש לוונדיום, והיצרנית המקומית המרכזית, פנגנג ונדיום וטיטניום, כמובן, מספקת תחילה את ייצור הפלדה.
בדרך זו, סוללות זרימת נוזל ונדיום, כך נראה, חוזרות על הבעיה של פתרונות אחסון אנרגיה המכילים ליתיום - תופסות קיבולת במעלה הזרם עם תעשייה הרבה יותר מגושמת, וכך העלות משתנה באופן דרמטי על בסיס מחזורי. בדרך זו, יש סיבה לחפש אלמנטים נוספים שיספקו פתרון יציב לסוללת זרימת נוזלים.
קרום חילופי היונים ואלקטרודת לבד פחמן בכור דומים ל"צוואר" השבב.
באשר לחומר ממברנת חילופי יונים, ארגונים מקומיים משתמשים בעיקר בסרט חילופי פרוטונים של Nafion מתוצרת DuPont, חברה בת מאה בארצות הברית, שהיא יקרה מאוד. ולמרות שיש לו יציבות גבוהה באלקטרוליט, ישנם פגמים כגון חדירות גבוהה של יוני ונדיום, לא קל לפירוק.
חומר האלקטרודה לבד פחמן מוגבל גם על ידי יצרנים זרים. חומרי אלקטרודה טובים יכולים לשפר את יעילות הפעולה הכוללת ואת כוח הפלט של סוללות זרימת נוזלים. עם זאת, כיום, שוק לבד הפחמן תפוס בעיקר על ידי יצרנים זרים כגון SGL Group ו-Toray Industries.
מקיף למטה, חישוב, העלות של סוללת זרימת נוזל ונדיום, מאשר ליתיום הוא הרבה יותר גבוה.
אחסון אנרגיה סוללת זרימת נוזלים חדשה ויקרה, יש עוד דרך ארוכה לעבור.
לומר אלף מילים, תחנת כוח אחסון לפתח, הכי קריטי, אבל לא מה הפרטים הטכניים, אבל ברור תחנת כוח אחסון להשתתף בגוף העיקרי של עסקאות שוק החשמל.
מערכת רשת החשמל של סין היא גדולה מאוד, מורכבת, כך שתחנת הכוח עם אחסון אנרגיה עצמאי באינטרנט, היא לא עניין פשוט, אבל אי אפשר לעכב את העניין הזה.
עבור תחנות הכוח הגדולות, אם ההקצאה של אגירת אנרגיה היא רק לעשות כמה שירותי עזר, ואין לה מעמד מסחר עצמאי בשוק, כלומר, לא יכול להיות עודף חשמל, למחיר השוק המתאים למכור לאחרים, אז תמיד קשה מאוד לחשב את החשבון הזה.
לכן, עלינו לעשות כל שניתן כדי ליצור תנאים לכך שתחנות כוח עם אגירת אנרגיה יהפכו למעמד תפעולי עצמאי, כך שהיא תהפוך למשתתפת פעילה בשוק המסחר בחשמל.
כשהשוק יתקדם, הרבה מהעלויות והבעיות הטכניות שעומדות בפני אחסון אנרגיה, אני מאמין שגם זה ייפתר.
זמן פרסום: נובמבר-07-2022