Alla guida della carica: come l'accumulo di energia sta rimodellando il panorama per i clienti B2B

Panoramica sullo sviluppo e l'applicazione del settore dell'accumulo di energia.

1. Introduzione alla tecnologia di accumulo dell'energia.

L'accumulo di energia è il processo di immagazzinamento dell'energia. Si riferisce a tecnologie che convertono una forma di energia in una forma più stabile e la immagazzinano. La rilasciano poi in una forma specifica quando necessario. I diversi principi di accumulo di energia lo dividono in tre tipologie: meccanico, elettromagnetico ed elettrochimico. Ogni tipo di accumulo di energia ha il suo intervallo di potenza, le sue caratteristiche e i suoi utilizzi.

Presenta vantaggi, tra cui un minore impatto geografico. Presenta inoltre tempi di costruzione ridotti e un'elevata densità energetica. Di conseguenza, l'accumulo elettrochimico di energia può essere utilizzato in modo flessibile. È adatto a numerose situazioni di accumulo di energia. È la tecnologia per l'accumulo di energia. Ha la più ampia gamma di utilizzi e il maggiore potenziale di sviluppo. Le principali sono le batterie agli ioni di litio. Vengono utilizzate in scenari che vanno da pochi minuti a diverse ore.

2. Scenari applicativi dell'accumulo di energia

L'accumulo di energia offre una vasta gamma di scenari applicativi nel sistema elettrico. L'accumulo di energia ha tre utilizzi principali: produzione di energia, rete e utenti. Questi sono:

La generazione di energia da fonti nuove è diversa da quella tradizionale. È influenzata da condizioni naturali, tra cui luce e temperatura. La produzione di energia varia a seconda della stagione e del giorno. Adattare l'energia alla domanda è impossibile. Si tratta di una fonte energetica instabile. Quando la capacità installata o la percentuale di produzione di energia raggiunge un certo livello, la stabilità della rete elettrica verrà compromessa. Per mantenere il sistema elettrico sicuro e stabile, il nuovo sistema energetico utilizzerà sistemi di accumulo di energia. Questi si ricollegheranno alla rete per stabilizzare l'erogazione di energia. Ciò ridurrà l'impatto delle nuove fonti energetiche. Tra queste, l'energia fotovoltaica e l'eolica sono intermittenti e volatili. Questo sistema risolverà anche i problemi di consumo energetico, come l'abbandono del vento e della luce.

La progettazione e la costruzione di reti tradizionali seguono il metodo del carico massimo. Lo fanno lato rete. Questo vale per la costruzione di una nuova rete o per l'aggiunta di capacità. Le apparecchiature devono tenere conto del carico massimo. Ciò comporta costi elevati e un basso utilizzo delle risorse. L'aumento dell'accumulo di energia lato rete può infrangere il metodo originale del carico massimo. La creazione di una nuova rete o l'espansione di una vecchia può ridurre la congestione della rete. Promuove inoltre l'espansione e l'aggiornamento delle apparecchiature. Ciò consente di risparmiare sui costi di investimento della rete e di migliorare l'utilizzo delle risorse. L'accumulo di energia utilizza i container come vettore principale. Viene utilizzato sia lato generazione che lato rete. È principalmente per applicazioni con una potenza superiore a 30 kW. Queste richiedono una maggiore capacità di produzione.

I nuovi sistemi energetici lato utente vengono utilizzati principalmente per generare e immagazzinare energia. Questo riduce i costi dell'elettricità e utilizza l'accumulo di energia per stabilizzare l'energia. Allo stesso tempo, gli utenti possono anche utilizzare sistemi di accumulo per immagazzinare elettricità quando i prezzi sono bassi. Questo consente loro di ridurre il consumo di energia elettrica dalla rete quando i prezzi sono alti. Possono anche vendere l'elettricità dal sistema di accumulo per guadagnare dai prezzi di picco e di valle. L'accumulo di energia lato utente utilizza gli armadi come vettore principale. È adatto per applicazioni in parchi industriali e commerciali e centrali fotovoltaiche distribuite. Queste hanno una potenza compresa tra 1 kW e 10 kW. La capacità del prodotto è relativamente bassa.

3. Il sistema “sorgente-rete-carico-accumulo” è uno scenario applicativo esteso dell’accumulo di energia

Il sistema "sorgente-rete-carico-accumulo" è una modalità operativa. Include una soluzione di "fonte di energia, rete elettrica, carico e accumulo di energia". Può aumentare l'efficienza energetica e la sicurezza della rete. Può risolvere problemi come la volatilità della rete nell'uso di energia pulita. In questo sistema, la fonte è il fornitore di energia. Include energie rinnovabili, come l'energia solare, eolica e idroelettrica. Include anche energie tradizionali, come carbone, petrolio e gas naturale. La rete è la rete di trasmissione dell'energia. Include linee di trasmissione e apparecchiature del sistema elettrico. Il carico è l'utente finale dell'energia. Include residenti, imprese e strutture pubbliche. L'accumulo è la tecnologia di accumulo dell'energia. Include apparecchiature e tecnologie di accumulo.

Nel vecchio sistema elettrico, le centrali termoelettriche sono la fonte di energia. Le abitazioni e le industrie sono il carico. I due sono molto distanti. La rete elettrica li collega. Utilizza un'ampia modalità di controllo integrata. Si tratta di una modalità di bilanciamento in tempo reale in cui la fonte di energia segue il carico.

Con il "nuovo sistema di potenza", il sistema ha aggiunto la richiesta di ricarica dei veicoli a nuova energia come "carico" per gli utenti. Ciò ha aumentato notevolmente la pressione sulla rete elettrica. Nuovi metodi energetici, come il fotovoltaico, hanno permesso agli utenti di diventare una "fonte di energia". Inoltre, i veicoli a nuova energia necessitano di una ricarica rapida. E la produzione di energia da nuova energia è instabile. Pertanto, gli utenti necessitano di un "accumulo di energia" per attenuare l'impatto della loro produzione e del loro utilizzo sulla rete. Ciò consentirà l'utilizzo di potenza di picco e l'accumulo di energia a valle.

I nuovi usi energetici si stanno diversificando. Gli utenti ora vogliono costruire microreti locali. Queste collegano "fonti di energia" (luce), "accumulo di energia" (accumulo) e "carichi" (ricarica). Utilizzano tecnologie di controllo e comunicazione per gestire numerose fonti energetiche. Permettono agli utenti di generare e utilizzare nuova energia localmente. Si collegano anche alla grande rete elettrica in due modi. Questo riduce il loro impatto sulla rete e contribuisce a bilanciarla. La piccola microrete e l'accumulo di energia costituiscono un "sistema di accumulo e ricarica fotovoltaico". È integrato. Questa è un'importante applicazione dell'"accumulo di energia da fonte a carico".

Prospettive applicative e capacità di mercato dell'industria dell'accumulo di energia

Il rapporto della CNESA afferma che, alla fine del 2023, la capacità totale dei progetti di accumulo di energia operativi era di 289,20 GW, in aumento del 21,92% rispetto ai 237,20 GW di fine 2022. La capacità totale installata di nuovi sistemi di accumulo di energia ha raggiunto i 91,33 GW, con un aumento del 99,62% rispetto all'anno precedente.

Entro la fine del 2023, la capacità totale dei progetti di accumulo di energia in Cina ha raggiunto gli 86,50 GW, in aumento del 44,65% rispetto ai 59,80 GW di fine 2022. Ora rappresentano il 29,91% della capacità globale, in aumento del 4,70% rispetto alla fine del 2022. Tra questi, l'accumulo tramite pompaggio ha la capacità maggiore, con una quota del 59,40%. La crescita del mercato deriva principalmente dai nuovi sistemi di accumulo di energia. Questi includono batterie agli ioni di litio, batterie al piombo-acido e sistemi ad aria compressa. Hanno una capacità totale di 34,51 GW, con un aumento del 163,93% rispetto allo scorso anno. Nel 2023, i nuovi sistemi di accumulo di energia in Cina aumenteranno di 21,44 GW, con un aumento annuo del 191,77%. I nuovi sistemi di accumulo di energia includono batterie agli ioni di litio e sistemi ad aria compressa. Entrambi i sistemi dispongono di centinaia di progetti connessi alla rete, con capacità nell'ordine dei megawatt.

A giudicare dalla pianificazione e dalla costruzione di nuovi progetti di accumulo di energia, in Cina i nuovi sistemi di accumulo di energia sono diventati di grandi dimensioni. Nel 2022, erano 1.799 i progetti in fase di progettazione, costruzione o esercizio. Hanno una capacità totale di circa 104,50 GW. La maggior parte dei nuovi progetti di accumulo di energia avviati sono di piccole e medie dimensioni. La loro scala è inferiore a 10 MW e rappresentano circa il 61,98% del totale. I progetti di accumulo di energia in fase di progettazione e costruzione sono per lo più di grandi dimensioni. Hanno una potenza di 10 MW e superiore e rappresentano il 75,73% del totale. Sono in fase di sviluppo oltre 402 progetti da 100 megawatt. Questi progetti hanno le basi e le condizioni per immagazzinare energia per la rete elettrica.