Trender innen utvikling av batterienergilagring

Regjeringer og relevante institusjoner i forskjellige land, representert ved Kina og USA, fremmer aktivtenergilagringindustripolitikk, som dekker aspekter som strategisk planlegging, markedsmekanismer, teknologisk forskning og utvikling, og skatte- og skattesubsidier.

I tillegg har Xinjiang, Zhejiang, Shandong, Henan og Hubei-provinsene også suksessivt innført retningslinjer og tiltak knyttet til energilagring.

I 2011 ga USA ut «2011-2015 Energy Storage Plan», og for tiden implementerer mer enn halvparten av USAs delstater energilagringssystemer i megawatt-skala, med åtte stater som har totalt over 50 MW energilagringssystemer i nytte-skala. Mange av de fullførte megawatt-skala batterienergilagringsprosjektene har oppnådd kommersiell drift.

Blant dem er California og New York de to største og mest aktive statene i det amerikanske energilagringsmarkedet. Begge delstater har gitt ut tidsbestemte-planer for energireform og veikart for energilagring for å oppnå 100 % ren energi eller karbon-fri elektrisitet. I henhold til disse reformplanene anslås California å trenge å distribuere minst 10 GW energilagringssystemer i løpet av de neste 10 årene, mens New York må nå 1,5 GW energilagringskapasitet innen 2025 og 3 GW innen 2030. For dette formål har begge stater innført subsidieprogrammer spesielt for energilagring.

Nye energikilder kombinert med energilagringsapplikasjoner er i ferd med å bli mainstream

Med den globale jakten på ren energi øker andelen fornybar energiproduksjon, representert av vind- og solkraft, raskt. Imidlertid gir den iboende variasjonen til vind- og solenergi utfordringer for tradisjonelle kraftsystemer, som primært er basert på fossilt brensel, når det gjelder nettintegrasjonskapasitet, fleksibilitet og sikkerhet. Mens de håndterer tilfeldige lastsvingninger, vil kraftsystemer også måtte balansere den fluktuerende naturen til fornybare energikilder ved å justere ytelsen til konvensjonelle kraftverk og øke kapasiteten til konvensjonelle reserveenheter for å sikre overføring og integrering av fornybar energiproduksjon.

Kombinasjonen av fornybar energi og energilagringssystemer kan øke stabiliteten og påliteligheten til fornybar energiproduksjon og gi stabil støtte til kraftnettet. Bruk av avansert teknologi og integrering av energilagringssystemer gjør at fornybare energikilder kan gi stabil støtte til kraftnettet, noe som gjør det til en nødvendig støtteteknologi for å oppnå en høy andel fornybar energiproduksjon i kraftnettet. Dette gjenspeiles i følgende aspekter:

Kostnaden for energilagringssystemer for litium-ionbatterier har sunket ytterligere, og deres dominerende stilling er tydelig

For tiden er de tre hovedtypene energilagringsbatterier litium-ionbatterier, bly-syrebatterier og strømningsbatterier. Ytelsesindikatorene og teknisk evaluering av disse tre hovedtypene energilagringsbatterier er vist i tabell 1-3 og 1-4.
 

Tabell 1-3: Ytelsesindikatorer for tre hovedtyper energilagringsbatterier

Tabell 1-4: Teknisk evaluering av tre hovedtyper av energilagringsbatterier

 

Blant disse har litium-ionbatterier, på grunn av deres høye strømtetthet, lange levetid, raske lade- og utladingshastigheter og høy effektivitet, blitt en av de mest konkurransedyktige teknologiene for energilagringsbatterier, og har blitt mye studert og brukt i energilagringssystemer fra noen få kWh til hundrevis av MWh.

Den raske utviklingen av energilagringssystemer for litium-ionbatterier tilskrives utviklingen av industrikjeden for litium-ionbatterier og den eksplosive veksten i bruken av strømbatterier. Men sammenlignet med strømbatterier, som legger vekt på ytelsesindikatorer, fokuserer energilagringsbatterier mer på kostnader, levetid og energieffektivitet. I følge spådommer fra Wood Mackenzie, et amerikansk-basert selskap, vil kostnadene for nett-side BESS (Battery Energy Storage Systems) reduseres med 10 % fra år-til-år i 2020 og vil opprettholde en årlig nedgang på minst 5 % før 2025, som vist i figur 3.

Figur 1-3: Kostnadsreduksjon for BESS på nettsiden (Battery Energy Storage System)

Samlet sett viser litium-ion-batterier utmerket ytelse i alle aspekter, og de betydelige effektene av stor-forskning, utvikling og produksjon, kombinert med den raske nedgangen i produksjonskostnadene år for år, vil ytterligere befeste deres dominerende posisjon innen lagring av batterienergi.

Energilagring integreres ytterligere med ulike tradisjonelle og intelligente kontrollteknologier

Integrasjonen av BESS med tradisjonelle kraftsystemkontrollteknologier og teorier utvider anvendelsesomfanget til tradisjonelle kraftsystemteorier og gir rikere kontrollmetoder. Dens synergistiske applikasjon med tradisjonelt kraftsystemutstyr forbedrer den dynamiske ytelsen til roterende generatorsett og stiller nye tekniske krav til strømkvalitetskontrollenheter og relébeskyttelsesenheter.

Ved å integrere med avanserte digitale og intelligente teknologier har energilagringssystemer blitt en avgjørende komponent i byggingen av smarte nett. Avanserte teknologier som big data, cloud computing, nevrale nettverk og digitale tvillinger vil ytterligere utvide de kommersielle driftsmodellene for energilagringssystemer, og skape nye applikasjonsområder som "delt energilagring" og "virtuelle kraftverk." Disse teknologiene gir også mer effektive tekniske midler for feilprediksjon og diagnose, livsprediksjon og styring av internt utstyr i energilagringssystemer.

Det mikronettbaserte-integrerte smarte energisystemet, med energilagringssystemer som en av kjerneteknologiene, tar hensyn til utgangsegenskapene til ulike typer distribuerte strømkilder og belastninger. Det har som mål å skape et energiforsyningssystem som tett møter kundenes behov og har effektiv og intelligent energistyring, for å oppnå ren og økonomisk energiforsyning for regionen. Det muliggjør også fleksibel veksling mellom nett-tilkoblet og av-nettdriftsmodus for det regionale strømnettet, og forbedrer strømforsyningens pålitelighet og sikrer strømsikkerhet. Videre forbedrer det kontrollnivået for kraft- og energiutveksling mellom regionalnettet og sentralnettet, og oppnår planlagt og utsendbar energiutnyttelse i regionen.