El almacenamiento de la batería está caliente, ¿afectará al desarrollo de la batería de energía？

En los últimos años, la demanda del mercado de almacenamiento en batería se expande día a día. Y las empresas de baterías de energía se han incorporado al negocio del almacenamiento de energía. El envío y la proporción de productos de almacenamiento de energía de la batería están aumentando rápidamente. ¿Por qué fabrican productos de baterías de almacenamiento de energía?

Bajo el objetivo de la neutralidad de carbono, el almacenamiento en baterías tiene un futuro brillante

En primer lugar, El almacenamiento electroquímico de energía en sí es una tecnología de almacenamiento de energía con ventajas únicas. Hay muchas formas de almacenar energía, como el almacenamiento de energía térmica, el almacenamiento de energía eléctrica y el almacenamiento de energía de hidrógeno. El almacenamiento de energía eléctrica se divide en almacenamiento de energía electroquímica y almacenamiento de energía mecánica. En la actualidad, el almacenamiento de energía por bombeo es la tecnología de almacenamiento de energía mecánica más madura y utilizada, y su capacidad instalada representa más de 90%. Sin embargo, el almacenamiento de energía por bombeo debe construirse en zonas con abundantes fuentes de agua y de altitud alta y baja, que son limitadas. Mientras tanto, la elevada inversión y el largo ciclo de construcción también son factores a los que hay que hacer frente en la construcción de centrales de acumulación de energía por bombeo, por lo que sus desventajas son muy evidentes. El almacenamiento electroquímico de energía tiene las ventajas de una instalación cómoda, un uso flexible y una amplia gama de aplicaciones, y se ha convertido recientemente en la tecnología de almacenamiento de energía más prometedora.

En segundo lugar, en términos de tecnología, el almacenamiento de energía en baterías está madurando gradualmente. En comparación con el almacenamiento de energía por bombeo, el almacenamiento electroquímico de energía sigue siendo una tecnología nueva, y los requisitos técnicos son más elevados y sofisticados. Sin embargo, en distintos campos de aplicación, como el de las baterías de potencia, tras años de desarrollo, el coste sigue disminuyendo y el rendimiento sigue aumentando, lo que sienta las bases para el desarrollo del almacenamiento de energía mediante baterías. Además, el diseño específico del sistema de almacenamiento de energía impulsa aún más su popularización. En la actualidad, el almacenamiento de energía en baterías ha entrado en la fase de comercialización, el coste se reduce gradualmente y seguramente se desarrollará más rápidamente en el futuro.

Otro punto muy importante es que el la demanda de almacenamiento de energía en baterías es enormeespecialmente tras la propuesta de neutralidad de carbono y pico de carbono, los países de todo el mundo han acelerado el ajuste de la estructura energética y han desarrollado enérgicamente las energías limpias. La neutralidad del carbono requiere el desarrollo de energías renovables como la fotovoltaica y la eólica para sustituir a los combustibles fósiles. La generación de energía renovable depende de las condiciones naturales y tiene las características de intermitencia y fluctuación. El desajuste entre la disponibilidad de energía intermitente y la demanda real de energía es un obstáculo importante para su utilización. La única forma de resolver este problema es construir sistemas de almacenamiento de energía que almacenen electricidad cuando abunde la energía fotovoltaica y eólica y liberen la energía almacenada cuando sea necesario. Al mismo tiempo, los fenómenos meteorológicos extremos también han acelerado el crecimiento de la demanda de almacenamiento de energía, por lo que puede decirse simplemente que la neutralidad de carbono es energía renovable + almacenamiento de energía.

En el campo del almacenamiento electroquímico de energía, al principio se utilizaban principalmente baterías de plomo-ácido, y en 2012 empezaron a surgir las baterías de iones de litio. Los datos pertinentes muestran que Las baterías de iones de litio representan actualmente cerca de 92% de todo el almacenamiento electroquímico de energía.especialmente las baterías de litio hierro fosfato en China.

Según datos de CNESA, en 2020, la capacidad total instalada de almacenamiento electroquímico de energía a nivel mundial era de 14,2 GW, con un crecimiento interanual de 49,21 TTP3, lo que representa 7,41 TTP3 de la capacidad instalada de sistemas de almacenamiento de energía. La capacidad instalada acumulada de almacenamiento electroquímico de energía en China fue de 3,27 GW, con un crecimiento interanual de 91,21 TTP3, lo que supone 9,21 TTP3 del total de almacenamiento de energía. Respaldado por el auge de las baterías de energía, el coste del fosfato de hierro y litio tiene una gran ventaja. Junto con la alta conversión de energía, larga vida, características de seguridad, el mejor rendimiento global, el fosfato de hierro y litio se ha utilizado ampliamente en todos los aspectos del sistema de almacenamiento de baterías. Aunque la batería ternaria de litio tiene mayor densidad energética, ésta no es el índice más importante para el almacenamiento de energía en batería, y tiene mayores requisitos de seguridad, y el precio no es superior. Por lo tanto, rara vez se tiene en cuenta la aplicación del litio ternario en el almacenamiento de energía en batería.

Otra razón que fácilmente se pasa por alto es que el almacenamiento en baterías es relativamente rentable. El almacenamiento en batería tiene mayor demanda en los países desarrollados, donde los sistemas domésticos de almacenamiento de energía solar y eólica son habituales en los hogares. Los productos de almacenamiento de energía se exportan a Europa, América, Japón y otras regiones desarrolladas, el beneficio del producto es mayor que la batería de energía. Tomemos CATL como ejemplo, en 2019 y 2020, el margen de beneficio bruto de su sistema de batería de energía fue de 28,46% y 26,56%, mientras que el margen de beneficio bruto del sistema de almacenamiento de energía fue de 37,87% y 36,03%, respectivamente, 10 puntos porcentuales más que el de la batería de energía.

Aumenta la proporción del negocio de almacenamiento de baterías de las empresas de baterías de energía

Cada vez más empresas de baterías de energía se han incorporado al negocio del almacenamiento en baterías, y la proporción aumenta año tras año.

El año pasado, los ingresos anuales de CATL por sistemas de almacenamiento de energía fueron de 1.943 millones de yuanes, con un aumento interanual de 218.56%; las ventas de sistemas de almacenamiento de energía fueron de 2,39GWh, con un aumento interanual de casi 237%. Svolt Energy también se esfuerza en el negocio del almacenamiento de energía. No sólo construye proyectos de almacenamiento óptico y recarga en Dalian, sino que también tiene funciones de llenado de picos de carga, reserva de energía de emergencia, recarga rápida de vehículos eléctricos, gestión de recarga ordenada, etc. También ha lanzado una serie de productos de sistemas de almacenamiento de energía a gran escala orientados a la aplicación de sistemas. En el primer semestre de este año, Rept tenía más de la mitad de su capacidad en productos de almacenamiento de energía y envió relativamente pocas baterías de potencia. Muchas empresas conocidas de baterías de potencia tienen una gran cantidad de envíos en el campo del almacenamiento de energía en baterías.

Los datos muestran que en 2020, entre los nuevos proyectos de almacenamiento de energía electroquímica instalados en China, los 10 principales proveedores de tecnología de almacenamiento de energía en escala instalada son CATL, Risen, Haiji New Energy, Yiwei Power, Shanghai Electric Guoxuan New Energy, Nandu Power, Ganfeng Battery, BYD, AVIC Lithium y Guoxuan High-tech.

Diferencia entre batería eléctrica y batería de almacenamiento

Es también el principal escenario de aplicación de la batería de iones de litio, y también los campos de la batería con buen impulso de desarrollo bajo la defensa de la conservación de la energía y la reducción de emisiones. Hay una gran diferencia entre las baterías de almacenamiento y las de potencia. La batería de potencia, como fuente de energía del vehículo eléctrico, requiere una densidad de energía lo más alta posible bajo la premisa de la seguridad, para tener una gran autonomía. Sus requisitos de rendimiento a alta y baja temperatura también son muy elevados, y los requisitos de velocidad de carga y descarga son relativamente rápidos. La batería de almacenamiento de energía no necesita movilidad ni densidad energética, pero tiene mayores exigencias en cuanto a coste y tiempos de ciclo. Bajo coste, larga vida útil, alta seguridad y fácil recuperación son los objetivos de desarrollo del almacenamiento de energía en baterías. 1500-2000 ciclos son suficientes para cumplir los requisitos de la batería de potencia de los turismos, pero los requisitos de la batería de almacenamiento de energía son de al menos 8000 ciclos, que es mucho mayor que los requisitos de la batería de potencia.

A diferencia del campo de las baterías de potencia, los escenarios de aplicación del almacenamiento de energía en baterías son más diversos. Hay que elegir baterías con diferentes características de rendimiento según los distintos escenarios, como el corte de picos y el relleno de valles para uso industrial y comercial, el suministro de energía de reserva, la conexión a la red de energías renovables, el recorte de picos a gran escala y el almacenamiento de energía doméstica.

¿Influirá el aumento del almacenamiento en baterías en la batería eléctrica?

En términos de materias primas y líneas de producción, el desarrollo de la batería de almacenamiento de energía no tendrá un gran impacto en la batería de potencia. En primer lugar, estos dos tipos de baterías pueden producirse conjuntamente o por separado, según la elección de la empresa. Por lo tanto, en el proceso de producción, la batería de potencia y la batería de almacenamiento de energía pueden ser completamente independientes la una de la otra. En segundo lugar, desde la perspectiva del suministro de materias primas, la oferta de materiales de ánodo para las baterías de litio hierro fosfato es suficiente para satisfacer la demanda a gran escala de estas dos direcciones de aplicación.

De hecho, en la actualidad, la utilización escalonada se ha convertido en una de las principales direcciones para la eliminación de las baterías eléctricas retiradas. Por lo general, las baterías retiradas de los vehículos eléctricos se utilizan en vehículos de baja velocidad, y después se emplean gradualmente en el almacenamiento de energía de centrales eléctricas, el respaldo de estaciones base, la iluminación de emergencia y otros campos. Además, en términos de creación de marca empresarial, el almacenamiento de energía en baterías es muy inferior a la batería eléctrica en términos de estabilidad de la demanda y mejora del poder de marca debido a la elevada incertidumbre. Por lo tanto, aunque el beneficio del almacenamiento de energía en baterías es relativamente alto, algunas empresas no tendrán demasiada disposición en el campo del almacenamiento de energía en baterías.

¿Cómo evolucionará el almacenamiento en baterías en el futuro?

Las baterías de iones de sodio pueden ser la tecnología del futuro

La batería de iones de sodio tiene una serie de ventajas, como más recursos, menor coste del electrolito y ausencia de características de sobredescarga. Pero el desarrollo de la batería de iones de sodio ha sido lento, principalmente porque no se han encontrado los materiales de cátodo adecuados para convertir los iones de sodio en baterías prácticas de bajo coste. Con la continua innovación del sistema de materiales de la batería de sodio, también podrá aplicarse en el futuro en el campo del almacenamiento de energía en baterías.

Almacenamiento híbrido de energía

Debido a la limitación de la vía de tecnología única, el sistema híbrido de almacenamiento de energía (HESS) se refiere a la aplicación híbrida de varios tipos diferentes de sistema de almacenamiento de energía, que tiene como punto en común que dos o más tipos de almacenamiento de energía se combinan para formar un único sistema de almacenamiento de energía. En la actualidad, existen principalmente las siguientes combinaciones: almacenamiento de energía térmica + batería, batería + batería de diferentes tipos de tecnología, supercondensador + batería, volante de inercia + batería. Sin embargo, los sistemas híbridos de almacenamiento de energía siguen presentando desventajas. Por ejemplo, el propio sistema híbrido tendrá unos requisitos de gestión de la energía más complejos. Actualmente, no existen datos específicos sobre el coste medio de los sistemas híbridos de almacenamiento de energía.

Normas técnicas y sistema de pruebas sólidos

Otro avance muy importante es la mejora de la seguridad del almacenamiento de energía en baterías. Como se ha mencionado en la sección anterior, algunas baterías de energía retiradas se utilizarán en una cascada de productos de almacenamiento de energía. Batería retirada de pequeño a grande, los riesgos de seguridad aumentaron. En los últimos años, los accidentes de las centrales de almacenamiento de energía ocurren con frecuencia. De hecho, el problema de seguridad de las centrales de almacenamiento de energía es un problema sistemático, que a menudo se desencadena por un determinado factor y se desarrolla por la interacción de múltiples factores, y finalmente conduce al incendio o explosión de la batería de almacenamiento de energía.

Los accidentes de seguridad en las centrales de almacenamiento de energía se deben principalmente a las siguientes razones: 1) Causa directa: el fallo del propio almacenamiento de energía de la batería, el desbordamiento térmico del almacenamiento de energía de la batería bajo el estímulo de la electricidad externa y la fuente de excitación de calor, y la falta de diseño de seguridad controlable interna del sistema de almacenamiento de energía de la batería; 2 )Factores humanos: errores de operación o eliminación inadecuada in situ; 3)La causa raíz es el sistema imperfecto y la gestión no estándar: En comparación con la norma industrial de los vehículos eléctricos, la norma industrial del almacenamiento de energía en batería no se ha establecido sistemáticamente, y es urgente establecer una norma técnica sólida de almacenamiento de energía y un sistema de pruebas y certificación.