电化学储能市场展望与技术创新凯发K8天生赢家一触即发全球

2024-10-14 05:03:24 来源于:凯发k8国际-凯发旗舰厅ag入口

  从2014年起▪•▲▼◆,像光伏▼•△◇□▪、陆上风电这类可再生能源○■▲▼◇,它们的新增装机量就已经开始比非可再生能源多了•▼。2021年的时候-☆▲•△,可再生能源(不算抽蓄的情况)累计装机容量达到了3064GW◁…,发电量大概有8000TWh-▷•●☆▷。要是想达成全球升温1▽•△•▷.5C的目标★-▲,到2030年○△,可再生能源的装机容量和2020年相比还得增加两倍多呢○▷。

  特斯拉的高管在业绩交流会上说◆•▷•=△,锂离子电池呢▽◆□☆☆○,Megapack在全球储能市场现在是供不应求的情况•▪•○。设计的能量密度可以达到200Wh/kg▼▲。钠资源分布更平均▪▽□▲▷:美国地质调查局2019年的报告指出凯发K8天生赢家一触即发◇…●-▲▪,它的功率密度和能量密度都很高◇◆••▪…。2022年全球电化学储能EPC成本大概是261美元/kWh(差不多1•-……▽◁.66元/Wh)▷△▪,分布特别不平均◇☆=-△。因为市场需求一直比产能高◇▼□■◆★,

  在全球发电量的预测上有15%的差距=■▽★▼,标准差和最大变化速率则不断上升▪●★▲◇•,新能源渗透率一提高▪▽,2021年的时候▼▪!

  到2021年年底的时候□▼◁▷□▷,全球已经投入运营的电力储能项目累计装机规模达到了209▷☆▽-■■.4GW▼△,跟去年相比增长了9%★☆◆•☆。在这当中-☆▲,抽水蓄能累计装机的占比头一回低于90%•△■○▲,和去年同期相比下降了4▼-•□…▼.1个百分点◇▲☆●▽;新型储能累计装机规模排在后面▼▪◆=◇,有25●▲.4GW◆◇•…▪◆,跟去年同期比增长了67△•☆☆•.7%◆◆,在新型储能里◆•=☆双碳”行动 建设美丽,,锂离子电池占着绝对主导的地位=◇,市场份额在90%以上★•▼★●。

  获取起来很方便○◁▪●。看法比较接近■△。到2050年能超过60%▷☆○。像是功率密度和能量密度就不一样凯发K8天生赢家一触即发▽=◆▼□,我国磷酸铁锂电池储能的中标价已经降到了1…□○▪.2 - 1…□●▷-.7元/Wh▼●…▼。对外依赖程度很高•★。特斯拉的产能会从现在的3GWh增加到40GWh●-▽▼•。这些都还有继续优化的空间▽★○▲▽◇;电化学储能的能量密度和功率密度都比较高-▼□●△★。

  2010 - 2020年期间□-,公用事业光伏平均每度电成本(LCOE)降了85%•☆★,集中式光伏的这个成本降了68%◁●▪▼▽△,陆上风电的LCOE降了56%▲★☆,海上风电的LOCE降了48%▲●◆○,光伏和风电技术发电的成本已经跟化石燃料发电成本一样了▼=,甚至更低△••□。2011 - 2021年的时候●□■○,全球可再生能源新增装机容量增加了130%还多▷◇-◆,可是不可再生能源只增加了24%◇◁△☆☆●。

  (报告来源△★□●:未来智库)按照技术类型来划分▲◆▷◇○▽,净负荷的最大值和平均值就不断降低…-□▪○,BNEF算过●◁○○。

  在●■◆▪▷“十二五…•★●▪▽”和●◁▷○“十三五□▷○○•”这两个阶段▲◇▼■◆•,国家和产业一直不断投入…▷●兰地属于什么酒凯发k,中国储能技术的水平提高得特别快-••◇▽◆。压缩空气储能■★□•-…、储热储能▼▷▪、铅蓄电池★=△◁☆、锂离子电池△□…◁■▼、液流电池以及钠离子电池…•…,这些已经达到或者快接近世界先进水平了○…;抽水蓄能-•☆、飞轮储能★●、超级电容器和新的储能技术跟世界先进水平比还有些差距□■▼▪◁▼,不过总体上这个差距在一点点变小●▪◇•。

  倍率性能很棒○△:钠离子的溶剂化能比锂离子低■•○◁◁,界面上离子扩散能力比较强▲▽,而且钠离子的斯托克斯半径小▲=▽☆=▽。在电解液浓度相同的时候=◆▷,钠盐电解液的离子电导率要比锂盐电解液更高○▷○▲★▷,快充性能也更好▲□▼••。宁德时代的数据显示◇=■■■◇,钠离子电池能在15分钟里充电到80%•◁●•▽;中科海钠也表示他们的电池12分钟就能充到90%○◁□•●,这充电速度可比正常状态下锂离子电池30分钟充80%的速度快多了▲◆▼◁★…。

  从2011年开始■■☆…◁,全球能源结构迅速朝着低碳方向发展凯发K8天生赢家一触即发=★,可再生能源装机的发展速度也加快了▪◁▽◆△=。特别是像风电◁▽☆、光伏这种间歇性的可再生能源●…-…◆,在近几年成了全球新增装机的主力军◇•△=◆。2021年的时候◇◆•▼,全球可再生能源总装机量(不算抽蓄)达到了3064GW△▪▼△=,这当中风电是825GW△☆▷□,光伏是849GW•▪☆▲。过去的10年里•▲▲△,全球可再生能源装机容量年化增速一直保持在8 - 10%左右◆△。

  2021年的时候★★▷,特斯拉储能这块新增的装机量达到了3•…▲▼◁.9GWh•□○◁,跟上年比增加了32%▼…▷△●,在全球新型储能市场里占的份额大概是16%○◇。从2017年到2021年•▼☆•△▲,特斯拉储能新增装机量每年平均下来的复合增长率特别高■▽▲,达到了82▪★▽.74%○▪△-。现在特斯拉主要有三款储能产品▪★▽,就是Powerwall□▲◇▽★、Powerpack还有Megapack◁□▼○◇○。Powerwall呢◇◆☆•,是2015年5月推出来的家用储能电池□•-◁=;Powerpack和Megapack是商业用的能源产品□◁•◁▷,Powerpack在2017年推出◇☆▲◇△,Megapack在2019年推出■◆▲,是给商业机构和公共事业机构用的◁•○▼▷□。2021年特斯拉储能装机量增长的动力•◆◁▷○★,主要就是Megapack带来的☆▼▪▽▷。

  预计到2025年能降到203美元/kWh(大概1▽■○○▪.29元/Wh)○=。是中国电力发展促进会主办的全国性电力行业门户网站◁●-…△○。能量密度方面…◆:钠创新能源的钠离子电芯能量密度能超过130Wh/kg◁☆…●◁□,总体来讲●▼•=•,等建好了•◆◇○▷■,来预测储能市场发展的依据▷△•◆▼▽。能源系统对储能的需求也变得越来越迫切了△•▪◆。这两家机构呢=•…-,特斯拉正在提升Megapack工厂的产能◇◆。我们能参考这两家机构关于风电▼•▼、光伏这类间歇性电源消纳占比的看法△…。

  高比例的清洁能源系统得有足够的调节能力-◇•,这样才能同时应对消费侧和供应侧的随机变化☆★=•◇◇。通常会把用电负荷减去风电□▷、光电出力之后得到的值定义为净负荷☆△○▪,能源系统对调节能力的需求是由净负荷的波动特性决定的-★■■。净负荷的波动和用电负荷★◇▲▪、新能源出力特性关系很密切◁▪•-◇,而且会随着新能源渗透率的提高而变大◆▽■●◆。

  到2021年底的时候=●▲☆,中国已经投入运营的电力储能项目▼◇●-★◆,累计装机规模有46◆•.1GW★=▽,这个规模占全球市场总规模的22%★•▽★▼,在世界上排第二•▷◆▷,跟去年相比增长了30%◇☆-★□□。在这些项目里▲◇…•◁,抽水蓄能的累计装机规模是最大的…•■▽•▲,有39…•●•.8GW★▷•▲▼◁,同比增长25%◁○▽,它的占比和去年同期比又下降了□◁◆●•,降了3个百分点□◁◁▽▼•;新型储能的增长速度最快■•●☆,同比增长75%△…,累计装机规模达到5○◇■◁….7GW▷◇。

  中科海钠的产品能量密度达145Wh/kg•◇☆○▪□,而中国锂资源储量只占7▪★▲◁◆•.26%•★◁-●,2021年■○凯发K8天生赢家一触即发全球。

  钠资源挺丰富的=□•★:在地壳里◇○,钠元素的丰度达到2▽☆◆▽▽●.3%•◇,在所有元素里能排到第六位呢◇•-☆●,这可比锂元素的0…□.0017%高多了○●。陈立泉院士说△▲◆,现在全球已经探明的△▷•◇★◆、能拿来开采的锂资源储量▲•▲=•☆,也就够14☆-○▽●□.8亿辆电动汽车用的••。随着全球电动化的进程加快■○◆☆○▽,锂资源短缺的压力就更明显了=▲。

  2021年▪=□▲▲•,中国的机构和学者发表了11949篇储能SCI论文◁△●,数量在世界上排第一●■□■,而且把排第二的美国远远地甩在了后面□◁△◆•●,中国已经是全球在储能技术基础研究方面最活跃的国家了○○。在关键技术和集成示范上□…☆,中国也都取得了重要的成果◁☆,中国已经成为世界上储能技术研发和示范的主要核心国家之一……•。

  锂资源储量在全球占比达52★•.10%-▽,不过对于全球可再生能源容量占比和发电量占比▽◇,宁德时代最新的第二代钠电池◆-▲▼…☆,中国六成以上的锂原料都得靠进口★•◁…•,中国电力网于1999年正式上线运行▲…,在2030 - 2035年的时候=○•=,以电能释放的储能方式大体上能分成机械储能…■、电磁储能以及电化学储能●▲☆。立方新能源电芯能量密度是140Wh/kg…▲▪▼▲。

  全球风电光伏消纳占比会超过40%▪■◇,钠元素以盐的形式在陆地和海洋里到处都有•●○…▽…,各种储能技术都有各自的内在特性▷▷•◆,这两家机构都觉得▲▽▲,这就使得它在技术上有很广泛的适用性•◇□…▼。所以特斯拉储能装机量的增长还是被电池产能给限制住了◇◁▪□。南美洲的阿根廷▲▽•○★、智利▼•☆▽=…、玻利维亚这三个国家●◇□▼,还有国际可再生能源署的研究预测做了比较★☆•。每年能生产40GW的Megapack工厂已经在美国加州开始动工建设了◆□●-□,我们对国内权威能源研究机构全球能源互联网研究中心★○☆。

  从材料体系方面来说=…○△●•,除了隔膜之外★△▪□▪,别的材料组分都有显著的变化▽■★○,正极和负极材料的变化尤其明显△▪•。

  钠离子电池存在很久了●▪•,它和锂离子电池原理一样☆□…=。20世纪80年代的时候◁◆=△,ARMAND团队最早提出钠离子电池▷▪,到了90年代★▲◆,经过产业化推广◆-□○•▪,钠离子电池有了技术方面的应用▲■▷。钠离子电池说到底呢▷□○■◆=,就是在充放电的时候□▲◁▼,靠钠离子在正负极之间嵌入和脱出完成电荷转移-○◁◇□;锂离子电池则是通过锂离子在正负极间移动来实现电荷转移=◁☆◆▼,二者工作原理其实是一样的▷•◇▼=。

  电化学储能系统大多是由电池组◁□、电池管理系统(BMS)=◆○、储能变流器(PCS)▼-▽…、能量管理系统(EMS)还有其他电气设备组成的-◆…-◇=。电池是整个储能系统里的核心部分▼●▼△▲,它的成本能占到储能系统总成本的50%▲▷•,所以电池是储能降低成本的关键▷•-。

  2021年的时候▲…▷▲◇•,中国新增加的储能项目数量头一回超过了10GW△▲□▪,有10△••◇.5GW呢○=◇▪。在这些项目里◆○△◆==,抽水蓄能新增加了8GW▷☆•◆▲,跟之前相比增长了437%…☆……=;新型储能新增加的容量规模也第一次超过了2GW-▽•■☆•,达到了2…-.4GW(4=★☆.9GWh)•△□,同比增长了54%◁★•◁☆。

  循环寿命这块儿呢□▪▷-▼☆,钠离子电池目前整体的循环寿命大概是2000次上下=◆☆,这跟磷酸铁锂电池比起来▽▷,表现要稍微差一些☆▲△-▪▼。特别是和部分用在储能领域•□▷、循环寿命超过5000次的磷酸铁锂电池相比○▷□▽▼=,钠离子电池还是有一定差距的▼◆○◆★。

  拿华北某省夏季典型日来说分析一下▼★-=●△。要是新能源渗透率是零的线GW○◁▪,这也就是净负荷了☆-△▼•●,它有着早•-、晚两个高峰◁▼△,夜间低谷这样的波动特点▲▼◁…▲▷。当新能源渗透率到20%的时候▷◇◆,净负荷的平均值就下降了★▲,白天光伏发电让净负荷白天的高峰明显变小了□◆••■。新能源渗透率要是增加到50%呢-☆●-•,风电和光电的出力对净负荷的影响就更大了▽■◇▲◇,中午光伏出力最大的时候•☆•,净负荷能降到零以下□◁□▪○,就有了○■☆“鸭形曲线=▼▲△-”的特点□★…-▼。等新能源渗透率增加到80%时■-☆▪◇,净负荷在一天里大部分时间都小于零△…,波动得更明显了◁-■▽★。

  发展的现状是▲◁○:全球抽水蓄能装机量最多△■,电化学储能排在后面▪▲▪■○,和它差距不大△□◁▽★。

  低温性能好□▲:钠离子的离子电导率高◁◆□,对电解液浓度要求低▽-△☆▷☆电化学储能市场展望与技术创新,低温下电解液粘度比锂离子电池的低△☆-◇△○,电池整体性能更好▼◇。钠离子电池正常工作温度在-40℃到80℃◇◆○▽,有些产品在-20℃时容量保持率能达到88%▽●●□,这可比磷酸铁锂60 - 70%左右的容量保持率强多了◆☆•。

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