Rapport sur l'industrie chinoise du stockage de l'énergie en 2023
Le stockage de l'énergie fait référence à une série de technologies et de mesures qui utilisent des méthodes chimiques ou physiques pour stocker l'énergie produite et la restituer en cas de besoin.
La technologie de stockage de l'énergie a un large éventail d'applications, notamment les systèmes d'alimentation, les stations de base de communication, les centres de données, les onduleurs, le transport ferroviaire, l'intelligence artificielle/machine, les applications industrielles, les applications militaires, l'aérospatiale, etc. et la demande potentielle est énorme. En 2023, le marché de l l'industrie du stockage de l'énergie en Chine et dans le monde ont également connu une croissance considérable.
Composants du coût du système de stockage d'énergie
Un système complet de stockage d'énergie électrochimique est principalement composé d'une batterie, d'un système de gestion de la batterie (BMS), d'un système de gestion de l'énergie (EMS), d'un convertisseur de stockage d'énergie (PCS) et d'autres équipements électriques.
La batterie est le composant le plus important du système de stockage d'énergie. Le système de gestion de la batterie est principalement responsable de la surveillance, de l'évaluation, de la protection et de l'égalisation de la batterie. Le système de gestion de l'énergie est responsable de la collecte des données, de la surveillance du réseau et de la programmation de l'énergie. Le convertisseur de stockage d'énergie peut contrôler le processus de charge et de décharge de la batterie, afin de convertir le courant alternatif en courant continu.
Le coût du bloc-batterie est le principal coût du système de stockage d'énergie électrochimique et le principal maillon de l'itération technologique et de la réduction des coûts de la future chaîne industrielle. Dans un système complet de stockage d'énergie électrochimique, le coût du bloc-batterie représente jusqu'à 67%, suivi de l'onduleur de stockage d'énergie à 10%, et du système de gestion de la batterie et du système de gestion de l'énergie à 9% et 2% respectivement.
Croissance rapide du marché mondial du stockage de l'énergie
À la fin de 2022, la capacité installée cumulée des projets de stockage d'énergie en cours dans le monde était de 237,2 GW, avec un taux de croissance annuel de 15%. Après avoir dépassé les 200 GW en 2021, la capacité installée cumulée mondiale a continué à croître à grande vitesse en 2022.
Depuis 2022, l'offre et la demande mondiales d'énergie sont entrées dans une phase d'ajustement, et de plus en plus de pays considèrent l'industrie du stockage de l'énergie comme une nécessité pour accélérer la transformation de l'énergie propre. En 2022, la capacité installée des nouveaux projets de stockage d'énergie mis en service dans le monde était de 30,7 GW, soit une augmentation annuelle de 98%, dont l'échelle des nouveaux projets de stockage d'énergie atteignait 20,4GW.
En 2021, la capacité totale installée de l'industrie du stockage de l'énergie en Chine, aux États-Unis et en Europe représentait environ 80%, et en 2022, la capacité totale installée de l'industrie du stockage de l'énergie dans ces régions représentait environ 86%, et la concentration a augmenté de 6%, continuant à mener le développement du marché mondial de l'industrie du stockage de l'énergie.
Parmi eux, le marché chinois représente 36%, principalement basé sur le stockage de l'énergie hors compteur, et la demande actuelle provient principalement des contraintes politiques obligatoires de l'allocation et du stockage de l'énergie nouvelle en Chine. Elle provient de la demande rigide pour la construction de l'ancien réseau électrique local.
Le marché européen représente 26%, et l'Europe est dominée par le stockage d'énergie côté utilisateur, la principale demande provenant de la résolution des problèmes d'électricité des ménages.
L'Agence internationale de l'énergie prévoit que la capacité installée mondiale de l'industrie du stockage de l'énergie augmentera de 56% au cours des cinq prochaines années, pour atteindre plus de 270GW d'ici 2026. On estime que d'ici 2030, la production mondiale d'énergie renouvelable sera multipliée par 13, dont 10 pour l'énergie solaire et éolienne. Avec la prédominance de la production d'énergie renouvelable, la technologie de stockage de l'énergie jouera un rôle essentiel.
À l'avenir, sous l'impulsion conjointe de solution de batterie En raison de l'essor des technologies de l'énergie et des nouvelles énergies, l'industrie du stockage de l'énergie jouera un rôle très important dans la future structure de l'énergie et sera responsable de l'ajustement de la flexibilité du réseau électrique. On prévoit que d'ici 2050, la capacité installée cumulée de stockage d'énergie atteindra 1676 GW/5827 GWh, et que l'investissement mondial dans les 30 prochaines années atteindra 662 milliards de dollars américains.
Croissance de l'échelle de stockage des nouvelles énergies
Les nouvelles technologies de stockage de l'énergie désignent les technologies de stockage de l'énergie autres que le pompage-turbinage. Les nouveaux systèmes de stockage d'énergie comprennent la gravité, les batteries au lithium et les batteries au sodium, batterie lithium-polymère, batterie d'écoulement, air comprimé, etc.
Le stockage des nouvelles énergies est un maillon essentiel de la construction d'un nouveau système électrique. Il peut jouer un rôle important en soutenant l'alimentation électrique, en améliorant les capacités de régulation du système et en garantissant la sécurité du fonctionnement du réseau électrique. Les scénarios d'application sont multiples et s'échelonnent dans le temps.
De 2016 à 2020, la capacité installée des nouveaux projets mondiaux de stockage d'énergie est passée de 0,7GW à 4,7GW, avec un taux de croissance annuel moyen composé de 46,54%. En 2021, l'industrie du stockage des nouvelles énergies dans le monde a eu la plus grande échelle de mise en service, et elle a dépassé 10GW pour la première fois, atteignant 10,2GW, soit 2,2 fois la nouvelle échelle de mise en service en 2020, une augmentation de 117% d'une année sur l'autre.
En 2022, la nouvelle échelle de stockage d'énergie mise en service dans le monde a dépassé 20 GW pour la première fois, atteignant 20,4GW, soit deux fois plus qu'au cours de la même période en 2021.
En 2022, la capacité nouvellement installée des batteries au lithium dans le monde a dépassé pour la première fois les 7 GW, et des batteries de grande capacité d'une capacité unique de 560 Ah ont été développées pour le stockage de l'énergie sur le marché.
En outre, les projets de stockage d'énergie à air comprimé, de batteries à flux liquide, de batteries sodium-ion, de volants d'inertie et d'autres voies techniques ont également réalisé des percées à grande échelle, et leurs modes d'application se sont progressivement développés.
D'ici à la fin 2022, la capacité installée cumulée de l'industrie du stockage des nouvelles énergies dans le monde aura atteint 45,7 GW, avec un taux de croissance annuel de 80%. Parmi elles, les batteries lithium-ion conservent une position dominante absolue avec une proportion de 97%, avec un taux de croissance annuel de plus de 85%, et leur capacité installée cumulée dans l'industrie du stockage des nouvelles énergies a augmenté de 3,5% d'une année sur l'autre.
Situation du marché du stockage de l'énergie en Chine
En 2022, la capacité nouvellement installée des projets de stockage d'énergie en Chine a atteint 16,5 GW. Parmi eux, la nouvelle capacité installée de stockage d'énergie était de 7,3GW/15,9GWh, l'échelle de puissance a augmenté de 200% en glissement annuel, et l'échelle d'énergie a augmenté de 280% en glissement annuel.
Du point de vue de la répartition régionale, la Chine est le marché qui comptera la plus grande proportion de nouveaux projets de stockage d'énergie dans le monde en 2022, avec pas moins de 36%, ce qui fait de la Chine le premier pays au monde pour la première fois.
Si l'on en juge par la proportion de la capacité installée de l'industrie chinoise des nouveaux systèmes de stockage d'énergie en 2022, la technologie de stockage d'énergie par batterie lithium-ion représente 94,2%, toujours en position dominante absolue, et la proportion des nouvelles technologies de stockage d'énergie par air comprimé et de stockage d'énergie par batterie à flux liquide est respectivement de 3,4% et de 2,3%, ce qui représente un taux de croissance nettement plus rapide.
En outre, diverses technologies de stockage de l'énergie, telles que les volants d'inertie, la gravité et les ions sodium, sont également entrées dans la phase de démonstration technique. À la fin de 2022, la capacité installée cumulée des projets de stockage d'énergie en Chine aura atteint 59,8 GW, et la capacité installée cumulée de l'accumulation par pompage sera tombée pour la première fois sous la barre des 80%. Le stockage des nouvelles énergies continue à se développer rapidement.
Installation d'un nouveau système de stockage d'énergie
D'ici à la fin 2022, la capacité installée cumulée de l'industrie chinoise du stockage des nouvelles énergies dépassera pour la première fois les 10 GW, pour atteindre 13,1 GW, soit une augmentation de 128% d'une année sur l'autre.
Au cours du premier semestre 2023, l'industrie chinoise du stockage des nouvelles énergies a continué à se développer à grande vitesse, avec 8,0 GW/16,7 GWh de nouvelles capacités mises en service, dépassant le niveau des nouvelles capacités de 2022 (7,3GW/15,9GWh).
Les nouveaux projets mis en service ont été principalement concentrés en juin, et l'échelle de ceux mis en service en juin a atteint 3,95GW/8,31GWh, représentant 50% de l'échelle totale de ceux nouvellement mis en service au cours du premier semestre de l'année. La seconde moitié de l'année continuera à maintenir une tendance de croissance rapide, et on estime que 15 à 20 GW de nouvelles capacités installées seront ajoutées au cours de l'ensemble de l'année 2023.
Le nord-ouest de la Chine est une zone importante pour le déploiement de projets dans le secteur du stockage de l'énergie en Chine, ce qui favorisera la croissance rapide de ce secteur. À la fin du mois de juin 2023, la capacité installée cumulée des projets de stockage d'énergie dans les régions de Shaanxi, Gansu, Ningxia, Qinghai et le nord-ouest du Xinjiang atteindra 5,00GW/11,25GWh, et près de 70% de la capacité installée proviendront du Ningxia et du Xinjiang.
Le taux de croissance composé (2017-2022) des cinq provinces au cours des cinq dernières années a atteint 109%. Rien qu'au premier semestre 2023, la capacité nouvellement installée dans cinq provinces et régions a atteint 1,82GW/4,705GWh.
Stockage de l'énergie Livraisons de batteries au lithium
En 2020, les livraisons de batteries au lithium pour le stockage de l'énergie ont atteint 16,2 GWh, soit une augmentation de 70,53% d'une année sur l'autre. En 2021, les livraisons de batteries de stockage d'énergie en Chine s'élèveront à 48 GWh, soit une augmentation de 196% en glissement annuel.
Parmi elles, les livraisons de batteries de stockage d'énergie ont atteint 29 GWh, soit une augmentation de 4,39 fois en glissement annuel, contre 6,6 GWh en 2020. Cette forte croissance est principalement due à la montée en flèche de la capacité installée des centrales de stockage d'énergie à l'étranger et au soutien politique de l'énergie éolienne et du stockage d'énergie en Chine.
En 2022, les livraisons de piles au lithium pour le stockage de l'énergie ont poursuivi la forte dynamique de croissance de l'année précédente, avec des livraisons annuelles atteignant 130 GWh, soit une augmentation de 170,8% d'une année sur l'autre.
On estime que d'ici 2025, les livraisons de batteries au lithium pour le stockage de l'énergie en Chine atteindront 58 GWh et que la taille du marché dépassera 55 milliards de RMB. Les livraisons cumulées de batteries au lithium pour le stockage de l'énergie, qui constituent le principal domaine d'application, dépasseront 60 GWh.
Scénarios d'application du stockage de l'énergie en Chine
L'industrie du stockage de l'énergie dispose de nombreux scénarios d'application, qui peuvent être divisés en trois catégories : l'alimentation électrique, le réseau et l'utilisateur. Il existe de nombreux types de scénarios de demande pour l'industrie du stockage de l'énergie du côté de l'alimentation électrique, y compris l'énergie renouvelable connectée au réseau, l'écrêtement des pointes de puissance, la régulation de la fréquence du système, etc.
Le stockage de l'énergie au niveau du réseau joue principalement un rôle dans le soutien de l'alimentation électrique, l'amélioration des capacités d'ajustement du système et le soutien d'une proportion élevée d'énergie nouvelle à envoyer, de manière à remplacer l'investissement dans les projets de transmission et de distribution d'énergie.
Le stockage d'énergie côté utilisateur est principalement utilisé pour l'autoconsommation d'électricité, l'arbitrage des différences de prix entre les périodes de pointe et les creux, la gestion des frais de capacité électrique et l'amélioration de la fiabilité de l'approvisionnement en électricité.
En 2022, les scénarios d'application de l'industrie chinoise du stockage de l'énergie étaient dominés par la distribution et le stockage des nouvelles énergies et le stockage indépendant de l'énergie du côté du réseau.
(1) Nouvelle capacité installée :
En 2022, la proportion de la capacité nouvellement installée dans les différents scénarios d'application est restée pratiquement inchangée, avec la plus forte proportion du côté de l'approvisionnement en électricité, soit 49,24%, suivi du côté du réseau électrique, représentant 43,13% ; la proportion du côté de l'utilisateur était la plus faible, soit 7,63%.
(2) Capacité installée cumulée :
À la fin de l'année 2022, la capacité installée cumulée des centrales de stockage d'énergie électrochimique mises en service en Chine était principalement répartie entre les fournisseurs d'électricité (48,4%), les réseaux électriques (38,72%) et les utilisateurs (12,88%).
(3) Scénarios spécifiques :
Côté alimentation : la distribution et le stockage de l'énergie nouvelle est le principal scénario d'application, représentant plus de 80%, et les autres scénarios représentent moins de 20% ;
Côté grille : indépendant solutions de stockage de l'énergie représentent près de 90%, les sous-stations et autres scénarios d'application représentent environ 10% ;
Côté utilisateur : les applications industrielles et commerciales de stockage de l'énergie représentaient environ 42%, et les autres scénarios représentaient environ la moitié de la proportion.
En 2022, la Mongolie intérieure, le Xinjiang et le Gansu étaient les principales régions de mise en œuvre de l'allocation et du stockage des énergies renouvelables ; le Ningxia, le Shandong, le Hunan et le Hubei ont principalement développé le stockage indépendant de l'énergie, bénéficiant de la promotion de projets de démonstration dans l'industrie du stockage de l'énergie, et la demande d'allocation d'énergies renouvelables a été principalement satisfaite par la location de capacités de stockage de l'énergie.
En 2022, le taux d'utilisation de l'allocation et du stockage des nouvelles énergies en Chine était faible, avec un facteur d'utilisation de seulement 6,1%, ce qui était inférieur au coefficient équivalent moyen des projets de stockage d'énergie électrochimique de 12,2%. L'allocation obligatoire de stockage reste le principal facteur de croissance de la capacité installée.
En outre, en raison du coût élevé des batteries au lithium en 2022 et de l'incertitude du modèle commercial de l'industrie du stockage de l'énergie, les politiques obligatoires d'allocation et de stockage de l'énergie nouvelle dans diverses provinces sont restées la principale force motrice de la capacité installée en 2022.
Du point de vue des exigences provinciales, les exigences obligatoires en matière d'allocation et de stockage des principales provinces chinoises étaient de 10-20% de la capacité installée d'énergie nouvelle, et le temps de charge et de décharge continu était de 2 à 4 heures.
