Konteineru akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmu priekšrocības

 

Godīgi sakot, es biju diezgan nobažījies, kad pirmo reizi saskāroskonteinerizēta enerģijas uzglabāšanaprojekti pirms dažiem gadiem.

Tas notika 2021. gadā fotoelementu enerģijas ražošanas un uzglabāšanas projektā Cjinhai. Pasūtītājs trīs mēnešu laikā pieprasīja 100MWh enerģijas uzglabāšanas sistēmas izbūvi un pieslēgumu elektrotīklam. Izmantojot tradicionālās stacijas-balstītas metodes, tas būtu bijis gandrīz neiespējams uzdevums. Bet, kad es redzēju Gobi tuksnesī glīti izkārtotus vairāk nekā 20 enerģijas uzglabāšanas konteinerus, panākot pieslēgumu tīklam un elektroenerģijas ražošanu tikai 67 dienās, es patiesi sapratu šīs tehnoloģiskās pieejas revolucionāro nozīmi.

Modularizācija izklausās vienkārši, taču to ir neticami grūti sasniegt

Termins "modularizācija" ir pārmērīgi izmantots enerģijas uzglabāšanas nozarē. Tomēr tas, kas mūs patiesi atšķir, bieži vien nav pašas akumulatora šūnas, bet gan sistēmas integrācijas prasme.

Esmu redzējis pārāk daudz projektu, kuros tika izmantotas tās pašas akumulatora šūnas no CATL vai BYD, tomēr galīgā piegādes kvalitāte krasi atšķīrās. Kāpēc? Atšķirība slēpjas vadības iespējās rūpnīcas rūpnīcas sagatavošanas procesā.

Pagājušajā gadā mēs apmeklējām Sungrow Power enerģijas uzglabāšanas sistēmu ražošanas bāzi Hefei. Viena detaļa atstāja dziļu iespaidu: katram konteineram tiek veikta 72-stundu pilnas-jaudas uzlādes-izlādes pārbaude pirms izvešanas no rūpnīcas — nevis izlases veida pārbaude, bet gan pilnīga pārbaude. Daudzi mazāki ražotāji to pat nevar izdarīt; izmaksas ir pārmērīgas.

Tāpēc, kad kāds man jautā, kā izvēlēties enerģijas uzkrāšanas integratoru, mans padoms ir tieši-apmeklēt viņu rūpnīcu. Apskatiet ražošanas līnijas automatizācijas līmeni, testēšanas procesa stingrību un darbinieku darbību standartizāciju. Šīs lietas nevar redzēt PowerPoint prezentācijā.

Patiesa modularizācija nav tikai aprīkojuma iepildīšana konteineros; tas ir par kvalitātes kontroles virzīšanu uz rūpnīcas stadiju.

Cik ātri var būt konteinera enerģijas uzglabāšana?

2023. gada beigās Austrumķīnas provincē steidzami tika uzsākta enerģijas uzkrāšanas un{1}}maksimālā skūšanās projektu sērija, jo ziemas pieprasījums bija ļoti augsts. Tiem bija jābūt pieslēgtiem tīklam līdz 15. decembrim, kas bija jau oktobra vidus-.

Divi mēneši, no nulles līdz tīkla pieslēgšanai.

Tas nebūtu bijis iespējams, izmantojot tradicionālās metodes. Bet, izmantojot konteineru risinājumu, mēs to paveicām šādi:

Visā procesa laikā maksimālais būvdarbu darbinieku skaits-bija tikai aptuveni trīsdesmit. Ja tā būtu spēkstacijas ēka, inženiertehniskajai komandai vien būtu nepieciešami simtiem cilvēku.

Daudzi māju īpašnieki sākotnēji nenovērtēja šīs laika priekšrocības vērtību. Taču vienkāršs aprēķins skaidri parāda: pievienojot elektrotīklam mēnesi agrāk, saskaņā ar tobrīd spēkā esošo skūšanās subsīdiju politiku, 100 MWh projektam varēja gūt papildu peļņu 1,5–2 miljonu juaņu apmērā. Tas pat neietver finanšu izmaksu ietaupījumus.

Enerģijas uzglabāšanas nozarē laiks patiesi ir nauda.

Attiecībā uz elastību šeit ir potenciāli satriecošs{0}}piemērs

Daudzi cilvēki uzskata, ka, tiklīdz ir uzbūvēta enerģijas uzkrāšanas spēkstacija, tā tiek fiksēta vietā. Tas ne vienmēr ir taisnība.

2022. gadā valsts{1}}uzņēmuma vēja enerģijas un enerģijas uzglabāšanas projekts Iekšējā Mongolijā saskārās ar plānošanas korekcijām. Sākotnējā enerģijas uzglabāšanas vieta bija jāpārvieto, lai atbrīvotu vietu vēja turbīnām. Enerģijas uzglabāšanas sistēmai, kas balstīta uz staciju,-nojaukšana būtu bijusi katastrofāla, un rekonstrukcijas rezultātā desmitiem miljonu juaņu būtu aizplūduši kanalizācijā.

Tomēr, tā kā tika izmantots konteineru risinājums, galīgais risinājums bija vienkāršs un saprotams: tika izmantotas vairākas lielas bortu kravas automašīnas, lai paceltu un transportētu 16 enerģijas uzglabāšanas konteinerus kopumā uz jaunu vietu 3 kilometru attālumā, kur tie tika atkārtoti savienoti un atkļūdoti. Viss process aizņēma mazāk nekā divas nedēļas. Šī lieta tajā laikā izplatījās šaurā lokā šajā nozarē, un cilvēki saprata: Ak, enerģijas uzglabāšanas līdzekļus var izmantot šādā veidā.

Vēlāk mēs sazinājāmies ar dažām finanšu institūcijām, un tās ļoti interesēja atribūts "mobilais īpašums". Salīdzinot ar stacionārām enerģijas krātuvēm, kas nostiprinātas uz zemes, konteineru risinājumi piedāvā skaidrākus atlikušās vērtības novērtējumus un izejas stratēģijas attiecībā uz nomas finansēšanu un aktīvu pārvēršanu vērtspapīros.

Drošība ir tēma, par kuru ir nopietni jārunā

Es zinu, ka daudzi cilvēki ir nobažījušies par enerģijas uzglabāšanas drošību, īpaši pēc "4.16" enerģijas uzglabāšanas spēkstacijas sprādziena Pekinā 2021. gadā. Šajā negadījumā gāja bojā divi cilvēki un tika zaudēts viens ugunsdzēsējs. Visa nozare maksāja lielu cenu.

Tomēr, no otras puses, šis negadījums arī veicināja visaptverošu drošības standartu uzlabošanu. Konteineru enerģijas uzglabāšanas projektiem, kas nodoti ekspluatācijā pēc 2022. gada, drošības konfigurācijas ir pavisam citā līmenī nekā iepriekš.

Pagājušajā gadā es novēroju ugunsdzēsības mācības kādā projektā. Konteinera ugunsdzēšanas sistēma tika iedarbināta apzināti; no noteikšanas līdz trauksmei līdz ugunsdzēšanas līdzekļa izlaišanai viss process aizņēma mazāk nekā 30 sekundes.

Drošība nekad nav 100% garantēta. Tomēr, izmantojot sistemātisku plānošanu un dublēšanu, riskus var kontrolēt pieņemamās robežās.

Kādas ir galvenās prakses tagad?

• Pirmais slānis: profilakse. Akumulatora pārvaldības sistēma (BMS) reāllaikā uzrauga katras šūnas sprieguma, temperatūras un iekšējās pretestības izmaiņas. Labs BMS var izdot agrīnu brīdinājumu 5–10 minūtes pirms termiskās pārtraukšanas. Šis laika logs ir ļoti svarīgs.
• Otrais slānis: noteikšana. Papildus tradicionālajiem dūmu un temperatūras detektoriem tagad plaši tiek uzstādīti arī deggāzes detektori. Agrīna akumulatoru termiskā palaišana izdala CO un ūdeņradi, un gāzes noteikšana var atklāt anomālijas 2–3 minūtes agrāk nekā dūmu detektori.
• Trešais slānis: uguns dzēšana. Joprojām tiek izmantots heptafluorpropāns, bet perfluorheksanons to strauji aizstāj. Es personīgi dodu priekšroku perfluorheksanonam,{2}}ugunsdzēšanas efekts ir līdzīgs, taču tā ekoloģiskā veiktspēja ir daudz labāka, jo GWP vērtība ir tikai daļa no heptafluorpropāna.
• Ceturtais slānis: izolācija. Tā ir dabiska konteineru risinājumu priekšrocība. Katrs konteiners ir atsevišķa ugunsizturīga-zona. Pat ja viens konteiners deg, blakus esošajiem konteineriem ir pietiekams drošības attālums, lai novērstu ķēdes reakciju.

Kā jūs aprēķināt ekonomiku?

Šis ir visbiežāk uzdotais jautājums, taču nav standarta atbildes. Ekonomika ļoti atšķiras atkarībā no lietojumprogrammas scenārija, reģiona un uzņēmējdarbības modeļa.

Tomēr var izdarīt dažus galvenos novērojumus:

Šobrīd ienesīgākais enerģijas uzkrāšanas pielietojums ir frekvences regulēšana. Reģionos ar nobriedušiem frekvenču regulēšanas tirgiem, piemēram, Guangdong, Shanxi un Iekšējā Mongolija, 50MW/100MWh frekvences regulēšanas enerģijas uzglabāšanas projekts potenciāli var radīt 40–50 miljonus RMB ikgadējos ieņēmumus. Investīcijas ir aptuveni 300–350 miljoni RMB, un statiskais atmaksāšanās periods ir 6–7 gadi. Ņemot vērā akumulatoru atlikušo vērtību, faktiskā atdeve ir vēl lielāka.

Komerciālā un rūpnieciskā enerģijas uzglabāšana pašlaik ir ļoti populāra, taču ļoti svarīgi ir izvēlēties pareizo vietu. Reģionos, kur maksimālās -ielejas cenu atšķirības pārsniedz 0,7 RMB/kWh, piemēram, Guanduna, Džedzjana un Dzjansu, komerciāla un rūpnieciska enerģijas uzglabāšana ir dzīvotspējīga. Ņemot par piemēru Džedzjanu, maksimālā-ielejas cenu atšķirība komerciāliem un rūpnieciskiem lietojumiem parasti ir 0,8-0,9 RMB, un ar piemērotu slodzes līkni atmaksāšanās periods var sasniegt 5–6 gadus. Tomēr reģionos ar mazākām virsotņu un ieleju cenu atšķirībām, piemēram, Henaņā un Šandongā, ekonomika nav dzīvotspējīga.

Atklāti sakot, obligātā enerģijas uzglabāšanas piešķīrums jauniem enerģijas avotiem pašlaik ir{0}}politiku, un tā ekonomiskā dzīvotspēja kopumā ir zema. Ja sadales koeficients ir 10–20% un lietošanas laiks ir 2 stundas, ikgadējās izmantošanas stundas var būt tikai trīs līdz četrsimt stundu, un tas apgrūtina peļņas gūšanu. Tomēr tas ir tīkla savienojuma slieksnis, un nav cita ceļa.

Ķīnas ķīmisko un fizisko enerģijas avotu nozares asociācijas dati liecina, ka 2023. gadā Ķīnā tika nodoti ekspluatācijā vairāk nekā 20 GW/40 GWh jaunu enerģijas uzglabāšanas projektu, no kuriem vairāk nekā 80% izmantoja konteineru risinājumus. Šī proporcija pati par sevi atspoguļo tirgus izvēli.

Šķidruma dzesēšana tagad ir standarta prakse liela mēroga{0}}enerģijas uzglabāšanas projektos.

Debates par šķidruma dzesēšanu lielā mērā ir beigušās. Pirms diviem gadiem cilvēki diskutēja par to, vai gaisa dzesēšana vai šķidruma dzesēšana ir labāka; tagad debates praktiski ir beigušās. Iemesls ir vienkāršs: akumulatora elementu ietilpība palielinās (no 280Ah līdz 314Ah, un tagad 560Ah ir masveida ražošanā), palielinās enerģijas blīvums un palielinās siltuma ražošana. Gaisa dzesēšana vienkārši nevar sekot līdzi.

Šķidruma dzesēšanas priekšrocības ir tiešas:

Protams, šķidruma dzesēšanai ir arī trūkumi-augstās izmaksas, sistēmas sarežģītība un noplūdes risks. Tomēr, ņemot vērā visas lietas, lielas -jaudas konteineriem ar 3MWh vai vairāk šķidruma dzesēšanas priekšrocības pārsniedz izmaksas.

CATL Tianheng enerģijas uzglabāšanas sistēma, kas tika izlaista 2024. gadā, sasniedz 6,25 MWh vienā 20 pēdu konteinerā, izmantojot modernu šķidruma dzesēšanas tehnoloģiju. Šāds enerģijas blīvums pirms trim gadiem nebija iedomājams.

Vairākas tendences enerģijas uzglabāšanā konteineros

1. tendence: turpināsies tendence uz lielāku jaudu.

20 pēdu akumulatoru korpusi ir izauguši no 2MWh līdz 3,5MWh, pēc tam līdz 5MWh, un vadošie uzņēmumi tagad piedāvā 6MWh+ produktus. 10 MWh sasniegšana 40 pēdu gadījumā nav neiespējama.

2. tendence: tehnoloģiskā "involūcija" pāriet no šūnām uz sistēmām.

Šūnu segments jau ir ļoti homogenizēts, un tajā ir tikai daži vadošie litija dzelzs fosfāta akumulatoru piegādātāji. Nākotnē diferencētā konkurence vairāk koncentrēsies uz sistēmu integrācijas iespējām-siltuma pārvaldību, drošības dizainu, inteliģentu darbību un apkopi, kā arī pilna dzīves cikla izmaksu optimizāciju.

3. tendence: nātrija baterijas ienāks tirgū, taču neizjauks esošo pasūtījumu.

Nātrija{0}}jonu akumulatori patiešām ir lētāki, un tiem ir labāka veiktspēja zemā-temperatūrā. Tomēr to enerģijas blīvums un cikla ilgums pašlaik ir zemāks par litija dzelzs fosfātu. Manuprāt, nātrija baterijas iegūs noteiktu tirgus daļu izmaksu ziņā jutīgos scenārijos ar zemākām enerģijas blīvuma prasībām (piemēram, maksimālās{5}skūšanās enerģijas uzglabāšanas ziemeļu reģionos), taču tie nesatricinās litija bateriju dominējošo stāvokli trīs līdz piecu gadu laikā.

4. tendence: ekspluatācija un apkope mainīsies no "cilvēka viļņa" pieejas uz viedām sistēmām.

Pašlaik daudzas enerģijas uzkrāšanas spēkstacijas joprojām paļaujas uz manuālām pārbaudēm, kas ir neefektīvas un dārgas. Nākotnē, izmantojot digitālos dvīņus, AI diagnostiku un paredzamo apkopi, darbības un apkopes modelis tiks būtiski mainīts. Daži uzņēmumi jau pēta šo jomu ar daudzsološiem rezultātiem.

Kāpēc konteineru enerģijas uzglabāšana kļūst par galveno?

Es saprotu, ka tas būtībā atspoguļo "industrializētu domāšanas veidu", kas pārveido enerģijas uzglabāšanas nozari.

Sarežģītu sistēmu inženierijas pārvēršana standartizētos produktos,{0}}objekta nenoteiktības pārnešana uz kontrolējamu rūpnīcas vidi un vienreizēju-līdzekļu pārveidošana par mobiliem, atkārtoti lietojamiem moduļiem-šīs idejas faktiski atbilst citu ražošanas nozaru attīstības modeļiem.

Protams, konteineri risinājumi nav ideāli. Īpaši-liela mēroga-projektu (piemēram, GWh-līmeņa projektu) ekonomika joprojām ir jāoptimizē, var uzlabot pielāgošanos ekstremālām vidēm, un drošības sistēmām ir nepieciešama nepārtraukta iterācija.

Bet virziens ir pareizs. Es par to arvien vairāk pārliecinos.

Nākamajā reizē, ja būs iespēja, vēlos uzrakstīt vairāk par "slazdiem" enerģijas uzkrāšanas projektu izstrādē un darbībā{0}}galu galā ar priekšrocībām vien nepietiek; vienlīdz svarīgi ir zināt, kā izvairīties no kļūdām.