Informe sobre la industria china de almacenamiento de energía en 2023
El almacenamiento de energía se refiere a una serie de tecnologías y medidas que utilizan métodos químicos o físicos para almacenar la energía generada y liberarla cuando sea necesario.
La tecnología de almacenamiento de energía tiene una amplia gama de aplicaciones, incluyendo sistemas de energía, estaciones base de comunicaciones, centros de datos, SAI, tránsito ferroviario, inteligencia artificial/máquina, aplicaciones industriales, aplicaciones militares, aeroespacial, etc., y la demanda potencial es enorme. En 2023, el industria del almacenamiento de energía en China y el mundo también lograron un enorme crecimiento.
Componentes del coste del sistema de almacenamiento de energía
Un sistema electroquímico de almacenamiento de energía completo se compone principalmente de una batería, un sistema de gestión de baterías (BMS), un sistema de gestión de energía (EMS), un convertidor de almacenamiento de energía (PCS) y otros equipos eléctricos.
La batería es el componente más importante del sistema de almacenamiento de energía. El sistema de gestión de baterías se encarga principalmente de su supervisión, evaluación, protección y ecualización. El sistema de gestión de la energía es responsable de la recogida de datos, la supervisión de la red y la programación de la energía. El convertidor de almacenamiento de energía puede controlar el proceso de carga y descarga del pack de baterías, para convertir CA en CC.
El coste del pack de baterías es el principal coste del sistema electroquímico de almacenamiento de energía y el principal eslabón en la futura iteración tecnológica de la cadena industrial y la reducción de costes. En un sistema electroquímico de almacenamiento de energía completo, el coste del pack de baterías supone hasta 67%, seguido del inversor de almacenamiento de energía con 10%, y el sistema de gestión de baterías y el sistema de gestión de energía suponen 9% y 2% respectivamente.
Rápido crecimiento del mercado mundial de almacenamiento de energía
A finales de 2022, la capacidad instalada acumulada de proyectos de almacenamiento de energía en funcionamiento en todo el mundo era de 237,2GW, con una tasa de crecimiento anual de 15%. Después de que la capacidad instalada acumulada mundial superara los 200 GW en 2021, siguió manteniendo una tendencia de crecimiento a alta velocidad en 2022.
Desde 2022, el patrón mundial de oferta y demanda de energía ha entrado en una etapa de ajuste, y cada vez más países han catalogado la industria del almacenamiento de energía como una necesidad para acelerar la transformación de la energía limpia. En 2022, la capacidad instalada de nuevos proyectos de almacenamiento de energía puestos en funcionamiento en todo el mundo fue de 30,7 GW, un aumento interanual de 98%, de los cuales la escala de nuevos proyectos de almacenamiento de energía alcanzó los 20,4 GW.
En 2021, la capacidad total instalada de la nueva industria de almacenamiento de energía en China, Estados Unidos y Europa representó alrededor de 80%, y en 2022, la capacidad total instalada de la nueva industria de almacenamiento de energía en estas áreas representó alrededor de 86%, y la concentración aumentó en 6%, continuando liderando el desarrollo del mercado mundial de la industria de almacenamiento de energía.
Entre ellos, el mercado chino representa 36%, principalmente basados en el almacenamiento de energía fuera del contador, y la demanda actual procede principalmente de las restricciones políticas obligatorias de la nueva asignación y almacenamiento de energía de China. Procede de la rígida demanda para la construcción de la antigua red eléctrica local.
El mercado europeo representa 26%, y Europa está dominada por el almacenamiento de energía del lado del usuario, y la principal demanda procede de resolver los problemas de electricidad de los hogares.
La Agencia Internacional de la Energía predice que la capacidad mundial instalada de la industria de almacenamiento de energía aumentará en 56% en los próximos cinco años, alcanzando más de 270GW en 2026. Se calcula que para 2030, la generación mundial de energías renovables se multiplicará por 13, de las cuales la solar y la eólica lo harán por 10. Con el predominio de la generación de energía renovable, la tecnología de almacenamiento de energía desempeñará un papel vital en ella.
En el futuro, bajo el progreso conjunto de solución de batería y las nuevas tecnologías energéticas, la industria del almacenamiento de energía desempeñará un papel muy importante en la futura estructura energética, responsable del ajuste de la flexibilidad de la red eléctrica. Se prevé que para 2050, la capacidad instalada acumulada de almacenamiento de energía a nivel mundial alcanzará los 1676GW/5827GWh, y se espera que la inversión mundial en los próximos 30 años alcance los 662.000 millones de dólares estadounidenses.
Crecimiento de la escala de almacenamiento de nueva energía
El almacenamiento de nueva energía se refiere a las tecnologías de almacenamiento de energía distintas del almacenamiento por bombeo. El nuevo almacenamiento de energía incluye la gravedad, la batería de litio y la batería de sodio, batería de polímero de litiobatería de flujo, aire comprimido, etc.
El almacenamiento de nueva energía es un eslabón clave en la construcción de un nuevo sistema eléctrico. Puede desempeñar un papel importante como apoyo al suministro eléctrico, mejorando la capacidad de regulación del sistema y garantizando la seguridad del funcionamiento de la red eléctrica. Sus escenarios de aplicación son múltiples y multitemporales.
De 2016 a 2020, la capacidad instalada de nuevos proyectos de almacenamiento de energía a nivel mundial aumentó de 0,7GW a 4,7GW, con una tasa media anual de crecimiento compuesto de 46,54%. En 2021, la nueva industria de almacenamiento de energía en el mundo tuvo la mayor escala de nueva puesta en marcha, y superó los 10GW por primera vez, alcanzando 10,2GW, que es 2,2 veces la nueva escala de puesta en marcha en 2020, un aumento interanual de 117%.
En 2022, la nueva escala de almacenamiento de energía puesta en funcionamiento en el mundo superó por primera vez los 20 GW, alcanzando los 20,4 GW, el doble que en el mismo periodo de 2021.
En 2022, la nueva capacidad instalada de baterías de litio en el mundo superó por primera vez los 7 GW, y en el mercado se han desarrollado baterías dedicadas de gran capacidad con una capacidad única de 560 Ah para el almacenamiento de energía.
Además, los proyectos de almacenamiento de energía con aire comprimido, baterías de flujo líquido, baterías de iones de sodio, volantes de inercia y otras vías técnicas también han logrado avances a gran escala, y sus modos de aplicación han aumentado gradualmente.
A finales de 2022, la capacidad instalada acumulada de la nueva industria de almacenamiento de energía en el mundo ha alcanzado los 45,7 GW, con una tasa de crecimiento anual de 80%. Entre ellas, las baterías de iones de litio mantienen una posición dominante absoluta con una proporción de 97%, con una tasa de crecimiento anual de más de 85%, y su capacidad instalada acumulada en la nueva industria de almacenamiento de energía aumentó en 3,5% año tras año.
Situación del mercado de almacenamiento de energía en China
En 2022, la nueva capacidad instalada de proyectos de almacenamiento de energía en China ha alcanzado los 16,5 GW. Entre ellos, la nueva capacidad instalada de almacenamiento de energía nueva fue de 7,3GW/15,9GWh, la escala de potencia aumentó en 200% año tras año, y la escala de energía aumentó en 280% año tras año.
Desde la perspectiva de la distribución regional, China es el mercado con la mayor proporción de nuevos proyectos de la industria de almacenamiento de energía en el mundo en 2022, representando hasta 36%, lo que también convierte a China en la primera del mundo por primera vez.
A juzgar por la proporción de la capacidad instalada de la nueva industria de almacenamiento de energía de China en 2022, la tecnología de almacenamiento de energía de batería de iones de litio representa 94,2%, todavía en una posición dominante absoluta, y la proporción de las nuevas tecnologías de la industria de almacenamiento de energía de aire comprimido y de almacenamiento de energía de batería de flujo líquido son respectivamente 3,4% y 2,3%, lo que representa una tasa de crecimiento significativamente rápida.
Además, varias tecnologías de la industria de almacenamiento de energía, como los volantes de inercia, la gravedad y los iones de sodio, también han entrado en la fase de demostración de ingeniería. A finales de 2022, la capacidad instalada acumulada de proyectos de almacenamiento de energía en China ha alcanzado los 59,8 GW, y la capacidad instalada acumulada de almacenamiento por bombeo ha caído por debajo de 80% por primera vez. El almacenamiento de nueva energía sigue desarrollándose rápidamente.
Nuevo almacenamiento de energía instalado
A finales de 2022, la capacidad instalada acumulada de la nueva industria de almacenamiento de energía de China superó por primera vez los 10 GW, alcanzando los 13,1 GW, un aumento interanual de 128%.
En la primera mitad de 2023, la nueva industria de almacenamiento de energía de China continuó desarrollándose a gran velocidad, con 8,0GW/16,7GWh de nueva capacidad puesta en funcionamiento, superando el nivel de nueva capacidad de 2022 (7,3GW/15,9GWh).
Los nuevos proyectos puestos en marcha se concentraron principalmente en junio, y la escala de los puestos en marcha en junio alcanzó los 3,95GW/8,31GWh, lo que representa 50% de la escala total de los puestos en marcha en el primer semestre del año. La segunda mitad del año seguirá manteniendo una tendencia de rápido crecimiento, y se estima que se añadirán 15-20GW de nueva capacidad instalada en todo el año 2023.
El noroeste de China es una zona importante para el despliegue de proyectos de la industria de almacenamiento de energía de China, que impulsará el rápido crecimiento de la nueva industria de almacenamiento de energía. A finales de junio de 2023, la capacidad instalada acumulada de proyectos de la nueva industria de almacenamiento de energía en Shaanxi, Gansu, Ningxia, Qinghai y el noroeste de Xinjiang ha alcanzado los 5,00GW/11,25GWh, y casi 70% de la capacidad instalada corresponde a Ningxia y Xinjiang.
La tasa de crecimiento compuesto (2017-2022) de las cinco provincias en los últimos cinco años ha alcanzado 109%. Solo en el primer semestre de 2023, la nueva capacidad instalada en cinco provincias y regiones alcanzó 1,82GW/4,705GWh.
Envíos de baterías de litio para almacenamiento de energía
En 2020, el envío de baterías de litio de almacenamiento de energía alcanzó 16,2GWh, un aumento interanual de 70,53%. En 2021, los envíos de baterías de almacenamiento de energía de China fue 48GWh, un aumento interanual de 196%.
Entre ellos, los envíos de baterías de almacenamiento de energía fueron de 29 GWh, lo que supone un aumento interanual de 4,39 veces en comparación con los 6,6 GWh de 2020. El fuerte crecimiento se debe principalmente al aumento de la capacidad instalada de centrales de almacenamiento de energía en el extranjero y al apoyo político a la energía eólica y al almacenamiento de energía en China.
En 2022, los envíos de baterías de litio para almacenamiento de energía continuaron el fuerte impulso de crecimiento del año anterior, con envíos anuales que alcanzaron los 130GWh, un aumento interanual de 170,8%.
Se calcula que para 2025, los envíos de baterías de litio para almacenamiento de energía en China alcanzarán los 58 GWh, y el tamaño del mercado superará los 55.000 millones de RMB. Entre ellos, el envío acumulado de baterías de litio para almacenamiento de energía, que es el principal campo de aplicación, superará los 60GWh.
Escenarios de aplicación del almacenamiento de energía en China
El sector del almacenamiento de energía cuenta con numerosos escenarios de aplicación, que pueden dividirse principalmente en tres categorías: suministro eléctrico, red y usuario. Hay muchos tipos de escenarios de demanda para la industria del almacenamiento de energía en el lado del suministro eléctrico, como las energías renovables conectadas a la red, la reducción de picos de potencia, la regulación de la frecuencia del sistema, etc.
El almacenamiento de energía en la red desempeña principalmente un papel de apoyo al suministro eléctrico, mejora de la capacidad de ajuste del sistema y favorece el envío de una elevada proporción de energía nueva, por lo que desempeña el papel de sustituir la inversión en proyectos de transmisión y distribución de energía.
El almacenamiento de energía del lado del usuario se utiliza principalmente para el autoconsumo de energía, el arbitraje de la diferencia de precios entre picos y valles, la gestión de la tarifa eléctrica por capacidad y la mejora de la fiabilidad del suministro eléctrico.
En 2022, los escenarios de aplicación de la industria china de almacenamiento de energía estaban dominados por la nueva distribución y almacenamiento de energía y el almacenamiento independiente de energía en el lado de la red.
(1) Nueva capacidad instalada:
En 2022, la proporción de nueva capacidad instalada en diversos escenarios de aplicación se mantuvo básicamente sin cambios, con la mayor proporción del lado de la oferta de energía en 49,24%; seguido por el lado de la red eléctrica, que representó 43,13%; la proporción del lado del usuario fue la más pequeña, que fue de 7,63%.
(2) Capacidad instalada acumulada:
A finales de 2022, la capacidad instalada acumulada de centrales eléctricas de almacenamiento electroquímico de energía que se han puesto en funcionamiento en China se distribuyó principalmente en el lado del suministro eléctrico, con 48,4%; seguido por el lado de la red eléctrica, con 38,72%; y el lado del usuario, con 12,88%.
(3) Escenarios específicos:
Lado de la fuente de alimentación: la distribución y el almacenamiento de nueva energía es el principal escenario de aplicación, con más de 80%, y los demás escenarios representan menos de 20%;
Lado de la rejilla: independiente soluciones de almacenamiento de energía representan casi 90%, las subestaciones y otros escenarios de aplicación representaron unos 10%;
Lado del usuario: Las aplicaciones industriales y comerciales de almacenamiento de energía representaron alrededor de 42%, y otros escenarios supusieron aproximadamente la mitad de la proporción.
En 2022, Mongolia Interior, Xinjiang y Gansu fueron las principales regiones de implementación de la asignación y el almacenamiento de energía renovable; Ningxia, Shandong, Hunan y Hubei desarrollaron principalmente el almacenamiento de energía independiente, beneficiándose de la promoción de proyectos de demostración en la industria del almacenamiento de energía, y la demanda de asignación de energía renovable se satisfizo principalmente mediante el arrendamiento de capacidad de almacenamiento de energía.
En 2022, la tasa de utilización de la nueva asignación y almacenamiento de energía de China fue baja, con un coeficiente de utilización de solo 6,1%, inferior al coeficiente medio equivalente de los proyectos de almacenamiento de energía electroquímica de 12,2%. La asignación obligatoria de almacenamiento sigue siendo el principal factor que impulsa el crecimiento de la capacidad instalada.
Además, debido al elevado coste de las baterías de litio en 2022 y a la incertidumbre del modelo de negocio de la industria de almacenamiento de energía, las políticas de asignación y almacenamiento obligatorios de nuevas energías en varias provincias seguían siendo el principal motor de la capacidad instalada en 2022.
Desde la perspectiva de los requisitos provinciales, los requisitos obligatorios de asignación y almacenamiento de las principales provincias de China eran de 10-20% de la capacidad instalada de nueva energía, y el tiempo de carga y descarga continua era de 2-4h.
