En 2022, la industria del almacenamiento de energía se desarrollará vigorosamente y la capacidad instalada acumulada de nuevo almacenamiento de energía alcanzará los 13,1 GW.El número de nuevos proyectos de almacenamiento de energía planificados y en construcción en China ha alcanzado casi 100 GW, lo que ha superado con creces la expectativa de escala de 30 GW en 2025 presentada por los departamentos nacionales pertinentes.Sin duda, 2023 será otro año de crecimiento rápido y continuo del almacenamiento de energía electroquímica nacional.
La nueva industria del almacenamiento de energía está llena de vigor y vitalidad, la esperanza y el desafío coexisten.El almacenamiento de energía debe desarrollarse hacia un desempeño a gran escala, de mediano a largo plazo, con una fuerte tolerancia y un alto desempeño de seguridad.En los últimos años se han producido con frecuencia accidentes por almacenamiento de energía electroquímica.¿Cómo solucionar la gestión de seguridad del almacenamiento de energía?
La refrigeración líquida se ha convertido en una ruta tecnológica popular en el ámbito de la gestión térmica, y recientemente la refrigeración líquida ha actualizado la pantalla con frecuencia.En abril, Midea lanzó por primera vez sus soluciones de sistemas de almacenamiento de energía y una variedad de nuevos productos de gestión térmica de almacenamiento de energía refrigerados por líquido, ingresando oficialmente en la pista segmentada de gestión térmica de almacenamiento de energía;Huadian Group lanzó una nueva ronda de adquisición centralizada de sistemas de almacenamiento de energía de fosfato de hierro y litio, compró 2 GWh de sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por aire y 3 GWh de sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido.
¿Qué tipo de vía es el almacenamiento de energía de refrigeración líquida?
01 Gestión térmica del almacenamiento de energía
Debido a las características térmicas de las baterías, la gestión térmica se ha convertido en un eslabón clave en la cadena industrial del almacenamiento de energía electroquímica.Desde la perspectiva del valor y el volumen de la cadena industrial, los costos de las baterías representan aproximadamente el 55% del sistema de almacenamiento de energía, PCS representa aproximadamente el 20%, BMS y EMS representan aproximadamente el 11% y la gestión térmica representa aproximadamente el 2%. -4%.El valor de la gestión térmica es relativamente bajo, pero desempeña un papel vital y es la clave para garantizar el funcionamiento continuo y seguro del sistema de almacenamiento de energía.
Los accidentes en las centrales eléctricas ocurren con frecuencia y la fuga térmica de las baterías de litio es una de las principales razones de los accidentes de seguridad del sistema de almacenamiento de energía.El sistema de almacenamiento de energía genera mucho calor y tiene un espacio limitado para la disipación de calor.Es difícil lograr el control de la temperatura con ventilación natural y es fácil dañar la vida útil y la seguridad de la batería.En comparación con el sistema de baterías de energía, las baterías del sistema de almacenamiento de energía tienen mayor potencia, más cantidad y una mayor generación de calor, y la disposición estrecha de las baterías conduce a un espacio de disipación de calor limitado, lo que dificulta la disipación del calor de manera rápida y uniforme. lo que fácilmente puede causar fricción entre los paquetes de baterías.La acumulación de calor y la diferencia excesiva de temperatura de funcionamiento provocan frecuentes accidentes de seguridad del sistema de almacenamiento de energía, que eventualmente dañarán la vida útil y la seguridad de la batería.
Proceso de fuga térmica de la batería de iones de litio
La gestión térmica es la clave para garantizar el funcionamiento continuo y seguro de los sistemas de almacenamiento de energía.Idealmente, el diseño de gestión térmica puede controlar la temperatura dentro del sistema de almacenamiento de energía en el rango de temperatura óptimo (10-35 °C) para el funcionamiento de la batería de litio y garantizar la uniformidad de la temperatura dentro del paquete de baterías, reduciendo así la disminución de la vida útil de la batería o la disipación de calor. .Riesgo de pérdida de control.
En la actualidad, las principales rutas técnicas de gestión térmica del almacenamiento de energía son la refrigeración por aire y la refrigeración líquida.Las rutas de la tecnología de gestión térmica del almacenamiento de energía se dividen principalmente en refrigeración por aire, refrigeración líquida, refrigeración por tubería de calor y refrigeración por cambio de fase, entre las cuales las tecnologías de refrigeración por tubería de calor y cambio de fase aún no están maduras.
1. refrigeración por aire
La temperatura de la batería se reduce mediante convección de gas.Tiene las ventajas de una estructura simple, fácil mantenimiento y bajo costo, pero la eficiencia de disipación de calor, la velocidad de disipación de calor y la uniformidad de temperatura son deficientes.Adecuado para ocasiones con baja tasa de generación de calor.
2. refrigeración líquida
La temperatura de la batería se reduce por convección de líquido.La eficiencia de disipación de calor, la velocidad de disipación de calor y la uniformidad de la temperatura son buenas, pero el costo es alto y existe el riesgo de fugas de líquido de enfriamiento.Es adecuado para ocasiones en las que el paquete de baterías tiene alta densidad de energía, velocidades de carga y descarga rápidas y grandes cambios en la temperatura ambiente.
3. Tubo de calor y cambio de fase
La disipación de calor de la batería se logra mediante la evaporación y absorción de calor del medio en el tubo de calor y la conversión de cambio de fase del material.
Entre ellos, la tecnología de refrigeración líquida disipa directamente el calor mediante convección líquida, lo que puede lograr un control preciso de la temperatura de la batería y garantizar una refrigeración uniforme.Por el contrario, el costo de la tecnología de refrigeración por aire es menor, pero la eficiencia de disipación de calor no es alta y es imposible lograr un control preciso de la temperatura de la batería.Por lo tanto, en escenarios de baja potencia, la refrigeración por aire sigue siendo la corriente principal, mientras que en escenarios de potencia media y alta, la tecnología de refrigeración líquida ocupa una posición dominante.El sistema de enfriamiento líquido tiene las ventajas de una gran capacidad calorífica específica y un enfriamiento rápido, lo que puede controlar de manera más efectiva la temperatura de la batería, asegurando así el funcionamiento estable de la batería de almacenamiento de energía.
02 Mercado de almacenamiento de energía de refrigeración líquida
El mercado nacional de almacenamiento de energía está en auge, y los integradores de almacenamiento de energía y los fabricantes de baterías han comenzado a implementar temprano tecnología de enfriamiento líquido de almacenamiento de energía, a desarrollar nuevos productos y a actualizar iteraciones de productos con nuevas tecnologías.Con la participación de cada vez más proyectos de aplicaciones prácticas, los sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido se están convirtiendo rápidamente en la ruta tecnológica principal del mercado.
En la actualidad, la proporción de tecnología de refrigeración líquida en nuevos proyectos de almacenamiento a gran escala en el lado de generación de energía/red está aumentando rápidamente, como el proyecto de demostración de central eléctrica de almacenamiento de energía compartida de 100MW/200MWh de Ningxia Power Investment Ningdong Base, Gansu Linze. El proyecto de central eléctrica de almacenamiento de energía compartida de 100 MW/400 MWh, etc., utilizará tecnología de control de temperatura de refrigeración líquida.Y la aplicación en proyectos reales está aumentando gradualmente.Por ejemplo, la central eléctrica de almacenamiento de energía Southern Power Grid Meizhou Baohu se puso oficialmente en funcionamiento recientemente en el condado de Wuhua, ciudad de Meizhou, provincia de Guangdong.Esta es también la primera central eléctrica de almacenamiento de energía sumergida refrigerada por líquido del mundo.Por primera vez, China Southern Grid Energy Storage Company sumergió directamente la batería en el refrigerante de la cabina para lograr un enfriamiento y enfriamiento directo, rápido y suficiente de la batería para garantizar que funcione dentro del rango de temperatura óptimo.
Grandes grupos energéticos han comenzado a pujar por sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido.Según las estadísticas, la Corporación Nuclear Nacional de China, PetroChina, el Grupo Nacional de Energía, el Grupo Huadian y otras empresas han llevado a cabo proyectos de adquisición de sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido.La escala del sistema refrigerado por líquido es de aproximadamente 5,4 GWh y el precio unitario de compra es de 1,42 yuanes/Wh a 1,61 yuanes/Wh.
Según estadísticas de información pública, Kehua Data Energy, Sungrow Power, Yiwei Lithium Energy, Cairi Energy, Xingyun Times, HyperStrong, Haichen Energy Storage, Zhongtian Technology, Shanghai Electric Guoxuan, Trina Energy Storage, Ashi Decenas de fabricantes, como Te y Shenghong , siguió la tendencia de la refrigeración líquida.Todos los nuevos productos lanzados involucran tecnología de refrigeración líquida, cubriendo diversos escenarios como el nivel de la red eléctrica, el almacenamiento de energía industrial y comercial y el hogar.
Para las empresas de equipos de control de temperatura, su principal competitividad se reflejará en las capacidades de personalización, así como en la experiencia a largo plazo y la acumulación técnica en soluciones de gestión térmica.GGII cree que la distribución del mercado a mediano y largo plazo se centrará en empresas con diseños personalizados más maduros, mejores diseños no estándar y productos más rentables.Por lo tanto, para las empresas de equipos de control de temperatura, su principal competitividad se reflejará en las capacidades de personalización y la acumulación de experiencia a largo plazo, especialmente en soluciones de gestión térmica.
03 Potencial futuro del almacenamiento de energía mediante refrigeración líquida
La explosión del mercado del almacenamiento de energía continuará.Para promover eficazmente el consumo de nueva energía, se acelera el lanzamiento de centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala y de alta capacidad.Como parte importante del sistema de almacenamiento de energía, el sistema de gestión térmica se beneficiará del aumento de la capacidad instalada de almacenamiento de energía.La escala del mercado de control de temperatura del almacenamiento de energía puede seguir expandiéndose.
Según las estadísticas, en 2022, los nuevos proyectos de almacenamiento de energía de China alcanzarán los 7,3GW/15,9GWh, y la capacidad instalada acumulada alcanzará los 13,1GW/27,1GWh.En combinación con la situación de planificación de varias regiones, se estima que para fines de 2025, se espera que la capacidad instalada acumulada de almacenamiento de energía nacional alcance casi 80 GW.Según el análisis del Instituto de Investigación de la Industria Avanzada (GGII), el valor de los envíos nacionales de control de temperatura de almacenamiento de energía alcanzará los 16.500 millones de yuanes en 2025. Con el aumento de la capacidad de almacenamiento de energía y la tasa de carga-descarga, la proporción de media y alta -aumentarán los productos de almacenamiento de energía que utilizan refrigeración líquida.Se espera que, mejorando gradualmente, la refrigeración líquida se convierta en la solución principal en el futuro, y se espera que la tasa de penetración de la tecnología de refrigeración líquida alcance alrededor del 45% para 2025.
Pronóstico del mercado de refrigeración líquida y control de temperatura del almacenamiento de energía de China (100 millones de yuanes)
En el futuro, a medida que las nuevas centrales eléctricas y el almacenamiento de energía fuera de la red requieran una mayor capacidad de batería y una mayor densidad de potencia del sistema, la proporción de almacenamiento de energía refrigerado por líquido será cada vez mayor y seguramente se convertirá en un líder en el almacenamiento de energía. mercado gracias a sus amplias ventajas.convencional.Estimulará el entusiasmo de los fabricantes de sistemas de almacenamiento de energía por el despliegue continuo de nuevos productos y nuevas tecnologías, y promoverá la seguridad y la mejora económica de los sistemas de almacenamiento de energía.
Hora de publicación: 22 de septiembre de 2023