В 2023 году были значительно внедрены аккумуляторные системы хранения энергии (BESS), а проблемы с цепочками поставок сократились, что сделало его еще одним рекордным годом для BESS, даже несмотря на то, что проблемы безопасности по-прежнему появлялись в новостях.
В этом году, по мере дальнейшего развития технологии и повсеместного распространения технологий хранения энергии (то есть от новинки к необходимости), больше внимания будет уделяться безопасности, даже несмотря на то, что ESS продолжает развиваться. Способ использования BESS в будущем также изменится к 2024 году.
Год безопасности в больших масштабах
Если есть что-то, чему сектор хранения энергии научился в 2023 году, так это то, что безопасность аккумуляторов требует большего внимания.
Несколько событий, произошедших в 2023 году, показывают, что поддерживать безопасность аккумуляторов сложнее, чем кажется на первый взгляд. Сложные электрохимические системы составляют батареи. Они требуют принятия мер безопасности сверх того, что требуется по закону.
Их безопасность будет рассматриваться как неотъемлемый компонент, необходимый для масштабируемого и долгосрочного развития аккумуляторных технологий, а не просто как еще один флажок, который необходимо проверить. Этот сдвиг парадигмы признает, что вероятность ошибки уменьшается с увеличением разнообразия и широкого использования батарей. Требуется более тщательный подход к безопасности.
Поставщики и операторы BESS будут уделять больше внимания эксплуатационной безопасности как части всеобъемлющей стратегии, подчеркивая ценность постоянного мониторинга от ввода в эксплуатацию до окончания срока службы (EoL) батарей.
Этот метод подчеркивает, насколько динамичны аккумуляторные системы и что безопасность — это постоянная потребность, а не статический атрибут. Аккумуляторные системы все больше связаны с передовыми системами мониторинга и технологиями профилактического обслуживания, которые позволяют отслеживать показатели производительности в режиме реального времени и заблаговременно выявлять возможные угрозы безопасности.
Благодаря этому повышается надежность аккумуляторных систем и продлевается срок их эксплуатации, гарантируя эффективность и безопасность во время использования.
По сути, безопасность аккумуляторов будет одной из основных проблем, поскольку сектор хранения энергии переходит от стадии раннего внедрения к более зрелому применению BESS. Это связано с тем, что эффективная и масштабируемая эксплуатация аккумуляторов во многом зависит от их безопасности и надежности.
От иона натрия к твердотельному
В этом году BESS станет свидетелем передовых технологических разработок в дополнение к повышению безопасности. Литий-ионные аккумуляторы доминируют на рынке BESS, но спрос на более длительное хранение, для которого литий в настоящее время не может быть использован безопасно и экономично, позволит многообещающим нелитиевым технологиям стать более распространенными.
Приложения, которым требуется более длительное время хранения, особенно более восьми часов, будут все чаще использовать натрий-ионные батареи. Это связано с необходимостью в более доступных вариантах хранения.
Движущей силой этих изменений являются особенности натрий-ионной технологии, которая обеспечивает баланс экономической эффективности, безопасности и соответствующей плотности энергии для длительного хранения. Благодаря своему уникальному химическому составу он особенно полезен в стационарных приложениях, где ограничения по весу и пространству менее важны, чем в мобильных приложениях.
Поскольку натрий можно собирать практически в любой точке мира, натрий-ионные батареи гораздо дешевле литий-ионных.
В то же время твердотельные батареи станут более дорогим выбором на рынке. Поскольку их твердые электролиты не воспламеняются, твердотельные батареи известны своей исключительной производительностью, которая включает в себя лучшую плотность энергии и улучшенные функции безопасности.
Но из-за своей повышенной стоимости твердотельные батареи считаются роскошным вариантом на рынке аккумуляторов — по крайней мере, до тех пор, пока технологии не развиваются. Производство твердотельных батарей обходится дорого, поскольку необходимы новые цепочки поставок и передовые технологии производства.
Твердотельные батареи будут по-прежнему пользоваться высоким спросом, несмотря на их цену, особенно в тех случаях, когда безопасность и производительность имеют решающее значение, а стоимость не имеет особого значения.
Эта тенденция демонстрирует, как рынок аккумуляторов становится более разнообразным. Различные технологии адаптируются для конкретных случаев использования, предоставляя варианты от экономичных до ориентированных на производительность.
Эволюция BESS на базе приложений
Одним из наиболее значительных достижений 2024 года станет способность крупномасштабных батарей работать в течение более длительных периодов времени. Для некоторых систем максимальная продолжительность работы составляет четыре часа. Такое увеличение длины является значительным достижением в технологии хранения энергии, которое улучшит способность сети интегрировать возобновляемые источники энергии и повысит надежность энергоснабжения.
В отраслях, где потребности в энергии высоки, но рассредоточены по длительным периодам времени, возникнет особая потребность в приложениях с более низкой плотностью мощности и долговременным хранением энергии (LDES). Сюда входят производственные процедуры, широкая интеграция возобновляемых источников энергии и стабильность сети в регионах со спорадическими поставками электроэнергии. Акцент на долговременное хранение является частью более широкого движения в энергетическом секторе к более надежным и разнообразным источникам энергии.
Технологический ландшафт BESS изменится вместе с этими разработками. Операторы, известные как «накопление доходов», в настоящее время исследуют новые потоки доходов.
Это влечет за собой использование преимуществ широкого спектра функций, которые могут выполнять системы хранения для участия в различных рыночных услугах, таких как регулирование частоты, перераспределение нагрузки, сглаживание пиковых нагрузок и услуги аварийного запуска.
Однако в результате такого разнообразия источников доходов наблюдается увеличение сложности операций. Чтобы эффективно контролировать эти разнообразные потоки доходов, необходимо обладать передовыми системами управления, всесторонним пониманием динамики рынка и пониманием того, как различные профили нагрузки влияют на деградацию аккумуляторов. Из-за всего этого использовать ресурсы BESS стало сложнее, чем когда-либо.
Ряд важных тем будет определять развитие BESS в 2024 году, включая сохранение безопасности в качестве главного приоритета, коммерциализацию нелитиевых технологий, продление срока службы батарей для крупномасштабных систем и исследование новых источников дохода. посредством сложных оперативных планов. Эти разработки подчеркивают динамичный характер рынка BESS, а также постоянные инновации и адаптацию в ответ на меняющиеся запросы потребителей и возможности отрасли.