Prednosti sistema za skladištenje energije u kontejnerima

 

Da budem iskren, bio sam prilično uplašen kada sam se prvi put susreokontejnersko skladište energijeprojekata prije nekoliko godina.

Bilo je to 2021. godine na projektu proizvodnje i skladištenja fotonaponske energije u Qinghaiu. Klijent je zahtevao izgradnju i priključenje na mrežu sistema za skladištenje energije od 100 MWh u roku od tri meseca. Koristeći tradicionalne metode{4}}bazirane na stanicama, ovo bi bio gotovo nemoguć zadatak. Ali kada sam vidio više od 20 spremnika za skladištenje energije uredno raspoređenih u pustinji Gobi, postižući povezivanje na mrežu i proizvodnju električne energije za samo 67 dana, zaista sam shvatio revolucionarni značaj ovog tehnološkog pristupa.

Modularizacija zvuči jednostavno, ali je neverovatno teško postići

Termin "modularizacija" se prekomjerno koristi u industriji skladištenja energije. Međutim, ono što nas istinski razlikuje često nisu same ćelije baterije, već vještina sistemske integracije.

Vidio sam previše projekata u kojima su korištene iste baterije iz CATL-a ili BYD-a, ali je konačni kvalitet isporuke drastično varirao. Zašto? Razlika je u mogućnostima upravljanja tokom procesa fabričke prefabrikacije.

Prošle godine smo posjetili proizvodnu bazu Sungrow Power sistema za skladištenje energije u Hefeiju. Jedan detalj je ostavio dubok utisak: svaki kontejner prolazi kroz 72-satnu-punu snagu-test pražnjenja prije napuštanja tvornice – ne nasumičnu provjeru, već punu inspekciju. Mnogi manji proizvođači to ne mogu ni učiniti; cijena je previsoka.

Dakle, kada me neko pita kako odabrati integrator za pohranu energije, moj savjet je da direktno-posjetite njihovu fabriku. Pogledajte nivo automatizacije na proizvodnoj liniji, rigoroznost procesa testiranja i standardizaciju radničkih operacija. Ove stvari se ne mogu vidjeti u PowerPoint prezentaciji.

Prava modularizacija nije samo punjenje opreme u kontejnere; radi se o prenošenju kontrole kvaliteta u fabričku fazu.

Koliko brzo može biti skladištenje energije u kontejnerima?

Krajem 2023. godine, provincija u istočnoj Kini hitno je pokrenula niz projekata za skladištenje energije i{1}}brijanje zbog pritiska najveće zimske potražnje. Morali su biti povezani na mrežu do 15. decembra, što je već bila sredina{4}}oktobra.

Dva mjeseca, od nule do priključka na mrežu.

To bi bilo nemoguće tradicionalnim metodama. Ali sa rješenjem u kontejnerima, evo kako smo to uradili:

Tokom cijelog procesa, maksimalan broj-građevinara na gradilištu bio je samo tridesetak. Da se radilo o zgradi elektrane, samo tim građevinskih inženjera bi zahtijevao stotine ljudi.

Mnogi vlasnici kuća u početku su podcijenili vrijednost ove vremenske prednosti. Ali jednostavna računica jasno daje do znanja: povezivanje na mrežu mjesec dana ranije, u skladu sa -politikom subvencija za brijanje u to vrijeme, moglo je rezultirati dodatnim profitom od 1,5 do 2 miliona juana za projekat od 100 MWh. Ovo čak ne uključuje uštede u finansijskim troškovima.

U industriji skladištenja energije, vrijeme je zaista novac.

Što se tiče fleksibilnosti, evo potencijalno{0}}zapanjujućeg primjera

Mnogi ljudi vjeruju da kada se izgradi elektrana za skladištenje energije, ona je fiksirana na mjestu. To nije nužno tačno.

2022. godine, projekat izgradnje vjetroelektrane i skladištenja energije državnog-poduzeća u Unutrašnjoj Mongoliji suočio se s prilagodbom planiranja. Prvobitna lokacija za skladištenje energije morala je biti izmještena kako bi se napravilo mjesto za vjetroturbine. Za sistem{4}}baziranog na stanici za skladištenje energije, ovo bi bila katastrofa-rušenje, a rekonstrukcija bi dovela do toga da desetine miliona juana odu u vodu.

Međutim, budući da je korišteno rješenje u kontejnerima, konačno rješenje je bilo jednostavno i jednostavno: nekoliko velikih kamiona s ravnim platformama korišteno je za podizanje i transport 16 kontejnera za skladištenje energije u cjelini na novu lokaciju udaljenu 3 kilometra, gdje su ponovo spojeni i otklonjeni greške. Cijeli proces je trajao manje od dvije sedmice. Ovaj slučaj se proširio unutar malog kruga u industriji u to vrijeme i ljudi su shvatili: Oh, znači sredstva za skladištenje energije mogu se koristiti na ovaj način.

Kasnije smo komunicirali sa nekim finansijskim institucijama i oni su bili veoma zainteresovani za atribut "mobilna sredstva". U poređenju sa stacionarnim objektima za skladištenje energije fiksiranim na zemlji, kontejnerska rešenja nude jasnije procene preostale vrednosti i izlazne strategije kada je u pitanju finansiranje najma i sekjuritizacija imovine.

Sigurnost je tema o kojoj se mora ozbiljno razgovarati

Znam da su mnogi ljudi zabrinuti za sigurnost skladištenja energije, posebno nakon eksplozije elektrane za skladištenje energije "4.16" u Pekingu 2021. Ta nesreća je rezultirala sa dvoje smrtnih slučajeva i gubitkom jednog vatrogasca. Cijela industrija je platila visoku cijenu.

Međutim, s druge strane, ta nesreća je također podstakla sveobuhvatnu nadogradnju sigurnosnih standarda. Kontejnerski projekti skladištenja energije pušteni u rad nakon 2022. godine imaju sigurnosne konfiguracije koje su na potpuno drugačijem nivou u odnosu na ranije.

Prošle godine sam posmatrao vatrogasnu vežbu na jednom projektu. Sistem za gašenje požara jednog kontejnera je namjerno aktiviran; od detekcije do alarma do oslobađanja sredstva za gašenje, cijeli proces je trajao manje od 30 sekundi.

Sigurnost nikada nije 100% zagarantovana. Međutim, kroz sistematski dizajn i redundantnost, rizici se mogu kontrolisati u prihvatljivim granicama.

Koje su sada uobičajene prakse?

• Prvi sloj: Prevencija. Sistem upravljanja baterijom (BMS) prati promjene napona, temperature i unutrašnjeg otpora svake ćelije u realnom vremenu. Dobar BMS može izdati rano upozorenje 5-10 minuta prije nego što dođe do termalnog bijega. Ovaj vremenski okvir je ključan.
• Drugi sloj: Detekcija. Pored tradicionalnih detektora dima i temperature, detektori zapaljivih gasova su sada široko instalirani. Rani termički bijeg baterija oslobađa CO i vodonik, a detekcija plina može otkriti anomalije 2-3 minute ranije od detektora dima.
• Treći sloj: Gašenje požara. Heptafluoropropan se još uvijek koristi, ali ga perfluoroheksanon brzo zamjenjuje. Ja lično preferiram perfluoroheksanon-efekat gašenja požara je sličan, ali njegove ekološke performanse su mnogo bolje, sa GWP vrijednošću samo djelić heptafluorpropana.
• Četvrti sloj: Izolacija. Ovo je prirodna prednost kontejnerskih rješenja. Svaki kontejner je nezavisna zona{2}}otporna na vatru. Čak i ako jedan kontejner izgori, susjedni kontejneri imaju dovoljnu sigurnosnu udaljenost da spriječe lančanu reakciju.

Kako izračunavate ekonomiju?

Ovo je najčešće postavljano pitanje, ali nema standardnog odgovora. Ekonomija se uvelike razlikuje ovisno o scenariju aplikacije, regiji i poslovnom modelu.

Međutim, može se dati nekoliko ključnih zapažanja:

Trenutno, najprofitabilnija aplikacija za skladištenje energije je regulacija frekvencije. U regijama sa zrelim tržištima regulacije frekvencije kao što su Guangdong, Shanxi i Unutrašnja Mongolija, projekat skladištenja energije regulacije frekvencije od 50MW/100MWh potencijalno može generirati 40-50 miliona RMB godišnjeg prihoda. Investicija je otprilike 300-350 miliona RMB, sa statičnim periodom povrata od 6-7 godina. S obzirom na preostalu vrijednost baterija, stvarni povrat je još veći.

Komercijalno i industrijsko skladištenje energije trenutno je vrlo popularno, ali odabir prave lokacije je ključan. U regijama sa vršnim razlikama u-dolini cijenama većim od 0,7 RMB/kWh, kao što su Guangdong, Zhejiang i Jiangsu, komercijalno i industrijsko skladištenje energije je održivo. Uzimajući Zhejiang kao primjer, razlika u vršnoj-dolinskoj cijeni za komercijalne i industrijske aplikacije je općenito 0,8-0,9 RMB, a uz odgovarajuću krivu opterećenja, period povrata može doseći 5-6 godina. Međutim, u regijama sa manjim razlikama u cijenama između vrhova i dolina, kao što su Henan i Shandong, ekonomija nije održiva.

Obavezna alokacija skladištenja energije za nove izvore energije, iskreno govoreći, trenutno je vođena politikom{0}}i njena ekonomska održivost je općenito niska. Uz omjer raspodjele od 10%-20% i vrijeme korištenja od 2 sata, godišnji sati korištenja mogu biti samo tri do četiri stotine sati, što otežava profit. Međutim, ovo je prag za povezivanje na mrežu i nema drugog načina.

Podaci Kineskog udruženja za industriju hemijskih i fizičkih izvora energije pokazuju da je 2023. godine u Kini pušteno u rad više od 20GW/40GWh novih projekata skladištenja energije, pri čemu je preko 80% usvojilo kontejnerska rješenja. Ova proporcija sama po sebi odražava izbor tržišta.

Hlađenje tekućinom je sada standardna praksa za velike-projekte skladištenja energije.

Debata o tečnom hlađenju je uglavnom završena. Prije dvije godine ljudi su raspravljali da li je bolje hlađenje zrakom ili tekućinom; sada je debata praktično završena. Razlog je jednostavan: kapacitet baterije se povećava (sa 280Ah na 314Ah, a sada je 560Ah u masovnoj proizvodnji), povećava se gustina energije i povećava se proizvodnja topline. Vazdušno hlađenje jednostavno ne može pratiti.

Prednosti tečnog hlađenja su direktne:

Naravno, tečno hlađenje također ima svoje nedostatke-visoku cijenu, složenost sistema i rizik od curenja. Međutim, kada se sve uzme u obzir, za kontejnere velikog-kapaciteta od 3MWh ili više, prednosti tečnog hlađenja su veće od troškova.

CATL-ov Tianheng sistem za skladištenje energije, objavljen 2024. godine, postiže 6,25 MWh u jednom kontejneru od 20 stopa koristeći naprednu tehnologiju hlađenja tekućinom. Ova gustina energije bila je nezamisliva prije tri godine.

Nekoliko trendova u kontejnerskom skladištenju energije

Trend 1: Trend ka većem kapacitetu će se nastaviti.

Kućišta baterija od 20 stopa porasla su sa 2MWh na 3,5MWh, zatim na 5MWh, a vodeće kompanije sada pokreću proizvode od 6MWh+. Postizanje 10MWh u kućištu od 40 stopa nije nemoguće.

Trend 2: Tehnološka "involucija" prelazi sa ćelija na sisteme.

Segment ćelija je već visoko homogenizovan, sa samo nekoliko vodećih dobavljača litijum-gvozdeno-fosfatnih baterija. Buduća diferencirana konkurencija će se više fokusirati na mogućnosti integracije sistema-upravljanje toplinom, sigurnosni dizajn, inteligentni rad i održavanje i optimizaciju troškova cijelog životnog ciklusa.

Trend 3: Natrijumske baterije će ući na tržište, ali neće poremetiti postojeći poredak.

Natrijum{0}}jonske baterije su zaista jeftinije i imaju bolje performanse na niskim{1}}temperaturama. Međutim, njihova gustoća energije i životni vijek su trenutno inferiorni u odnosu na litijum željezo fosfat. Moja procjena je da će natrijumske baterije dobiti određeni tržišni udio u scenarijima-osjetljivim na troškove sa nižim zahtjevima za gustinom energije (kao što je vršno-skladištenje energije u sjevernim regijama), ali neće uzdrmati dominantnu poziciju litijumskih baterija u roku od tri do pet godina.

Trend 4: Rad i održavanje će se prebaciti sa pristupa "ljudskog talasa" na inteligentne sisteme.

Trenutno se mnoge elektrane za skladištenje energije i dalje oslanjaju na ručne inspekcije, što je neefikasno i skupo. U budućnosti, kroz digitalne blizance, AI dijagnostiku i prediktivno održavanje, model rada i održavanja će doživjeti temeljnu promjenu. Neke kompanije već istražuju ovu oblast sa obećavajućim rezultatima.

Zašto kontejnersko skladištenje energije postaje mainstream?

Koliko sam shvatio, to u suštini predstavlja "industrijalizovan način razmišljanja" koji transformiše industriju skladištenja energije.

Pretvaranje složenog sistemskog inženjeringa u standardizirane proizvode, prijenos-neizvjesnosti na licu mjesta u fabričko okruženje koje se može kontrolirati i transformacija-jednostavnih sredstava u mobilne module za višekratnu upotrebu-ove ideje su zapravo u skladu s razvojnim obrascima drugih proizvodnih industrija.

Naravno, kontejnerska rješenja nisu savršena. Ekonomija ultra-velikih-projekata (kao što su projekti na nivou GWh-) još uvijek treba optimizaciju, prilagodljivost ekstremnim okruženjima ima prostora za poboljšanje, a sigurnosni sistemi zahtijevaju kontinuirano ponavljanje.

Ali pravac je ispravan. Sve sam više uvjeren u to.

Sljedeći put, ako budem u prilici, želio bih pisati više o "zamkama" u razvoju i radu projekata skladištenja energije-na kraju krajeva, samo sagledavanje prednosti nije dovoljno; podjednako je važno znati kako izbjeći zamke.