С широкомащабното-разработване и използване на нови енергийни източници и нарастващите изисквания за разнообразие и надеждност на електроенергията, всеки аспект на енергийната система, от производството до потреблението, претърпява дълбоки промени. Технологиите и системите за съхранение на енергия разчупиха препятствията на-баланса на мощността в реално време в традиционните системи за захранване, като значително подобриха гъвкавостта на системата за захранване. Това от своя страна директно задвижва постепенната трансформация на енергийната архитектура, която първоначално е била доминирана от изкопаеми горива, в такава, доминирана от нови енергийни източници, и този процес непрекъснато се задълбочава.
В сравнение с други форми натехнологии за съхранение на енергия, системите за съхранение на енергия от батерии (BESS) притежават разнообразни контролни характеристики и широк набор от методи за интегриране. Това позволява на BESS да посреща нуждите както на енергийната система, така и на потребителите по различни начини, като по този начин привлича широко внимание. Освен това изследването на технологията за интегриране на BESS влияе пряко върху развитието на BESS и се превърна в една от ключовите технологии за нейното широко{2}}прилагане и популяризиране.
Преглед на пазара за съхранение на енергия
Според непълните статистически данни от Global Energy Storage Project Database на Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance (CNESA), към края на 2019 г., кумулативният инсталиран капацитет на проекти за съхранение на енергия в световен мащаб (включително помпено хидросъхранение, съхранение на енергия от батерии, съхранение на топлинна енергия от разтопена сол, съхранение на енергия на маховик и други методи за съхранение на енергия) достигна 184,6 GW, a годишно-на-годишно увеличение от 1,9%. От това помпено-хидроакумулиращият капацитет има най-големия кумулативен инсталиран капацитет от 171,0 GW, което е увеличение от-на-година от 0,2%; съхраняване на енергия от батерии, последвано отблизо с кумулативен инсталиран капацитет от 9520,5 MW; сред различните технологии за съхранение на енергия от батерии, литиево-йонните батерии имат най-големия кумулативен инсталиран капацитет от 8454,2 MW, както е показано на фигурата.
Кумулативен инсталиран капацитет на глобални проекти за съхранение на енергия (в MW)
До края на 2019 г. кумулативният инсталиран капацитет на проекти за съхранение на енергия в Китай достигна 32,4 GW, което представлява 17,6% от световния пазар, годишно увеличение с 3,6%-за-година. От тях помпено-хидроакумулиращият капацитет има най-големия кумулативен инсталиран капацитет от 30,3 GW, годишно увеличение с 1,0% на-година-; съхранението на енергия от батерии се класира на второ място с кумулативен инсталиран капацитет от 1709,6 MW, годишно увеличение от-на-година от 59,4%. Сред различните технологии за съхранение на енергия от батерии, литиево-йонните батерии имат най-големия кумулативен инсталиран капацитет от 1377,9 MW, както е показано на фигурата по-долу.
Кумулативен инсталиран капацитет на проекти за съхранение на енергия в Китай (единица: MW)
Въпреки че физическите методи за съхранение на енергия, представени от помпено водно съхранение, все още доминират в глобалните проекти за съхранение на енергия, представляващи 92,6%, техните първоначални инвестиционни разходи са високи и има ограничено място за бъдещи намаления на разходите и те имат високи изисквания за географско местоположение. Съхраняването на енергия от батерии, като важна форма за съхранение на електрическа енергия, се разви бързо през последните години. BESS (системи за съхранение на енергия от батерии) имат технически предимства като гъвкаво приложение, ниски загуби при преобразуване, бърза скорост на реакция, висока точност на регулиране и не са ограничени от географски условия, което ги прави подходящи за масово производство и широко{3}}мащабни, много-приложения. По-важното е, че цената на различни системи за съхранение на енергия от батерии се очаква да намалее допълнително с 50% до 60%. Ето защо, според Международната агенция за възобновяема енергия (IRENA), глобалният мащаб на BESS ще се увеличи бързо до 175 GW до 2030 г. Според прогнозата на CNESA, между 2020 г. и 2024 г. размерът на китайския пазар за съхранение на енергия от батерии непрекъснато ще се увеличава, с общ годишен темп на растеж от 55% до 65%, достигайки над 15 GW до 24 GW до 2024 г.
Въпреки това регионалното разпределение на проектите за съхранение на енергия от батерии остава силно неравномерно. Въпреки че през 2019 г. бяха въведени в експлоатация нови проекти за съхранение на енергия от батерии в 49 страни или региони по света, първите десет страни, представени от Китай, Съединените щати, Обединеното кралство, Германия и Австралия, представляват 91,6% от общия глобален капацитет, добавен през 2019 г. Капацитетът на проекта за съхранение на енергия от батерии в Китай и Съединените щати надхвърли 500 MW, като Китай по-специално се издигна от пето място през 2017 г. и второ място през 2018 г. до първо място през 2019 г. Южна Корея, която се класира трета през 2017 г. и първа през 2018 г., видя стагнация в новите проекти за съхранение на енергия от батерии през 2019 г. поради инциденти, свързани с безопасността.
През 2019 г. първите десет провинции (автономни региони, общини) в Китай с най-големите новоинсталирани проекти за съхранение на енергия от батерии бяха Гуандун, Дзянсу, Хунан, Синдзян, Цинхай, Пекин, Анхуей, Шанси, Джъдзян и Хенан. Комбинираният нов капацитет в тези десет провинции (автономни региони, общини) представлява 88,9% от общия нов капацитет на Китай през 2019 г.
Благодарение на непрекъснатия напредък в технологията за съхранение на енергия и добре-развития пазар на електроенергия в Съединените щати, съхранението на енергия от батерии се превърна в най-бързо{1}}развиващата се технология за съхранение на енергия в САЩ и се прилага широко във всички аспекти на енергийната система, включително производство, пренос, разпределение и потребление, образувайки относително ясна технологична пътна карта и ефективен бизнес модел.
2019 г. беше наречена годината на пробив за индустрията за съхранение на енергия в САЩ, като общият инсталиран капацитет на съхранение на енергия от батерии достигна 1600 MW през тази година. Според последните данни, публикувани в „2019 Energy Storage Monitoring Yearbook“ от Асоциацията за съхранение на енергия (ESA), общият нов инсталиран капацитет на съхранение на енергия в САЩ през 2019 г. достигна 522,7 MW/1113 MWh, като само за четвъртото тримесечие се отчитат 186,4 MW/264,2 MWh. McKinsey & Company прогнозира, че капацитетът за разгръщане на енергия от батерии в САЩ ще бъде три пъти по-голям от 2019 г. през 2020 г., повече от два пъти до 2021 г. и ще достигне 7,3 GW до 2025 г.; общата инвестиция в американския пазар за съхранение на енергия през 2019 г. беше 712 милиона долара, докато се очаква да скочи до 2 милиарда долара през 2020 г.
Поради разликите в енергийните системи и търсенето на електроенергия както в страната, така и в чужбина, основните области на приложение на технологията за съхранение на енергия от батерии също се различават. Вземайки за пример системи за съхранение на енергия от литиево-йонни батерии, в световен мащаб най-разпространеното приложение е от страната на мрежата, като регулиране на честотата, намаляване на пиковите натоварвания и спомагателни услуги, което представлява 52,7%, следвано от поддържаща интеграция на възобновяема енергия с 28,9% и разпределени и микромрежови приложения от страна на потребителя с 18,4%. В Китай поддържането на интеграция на възобновяема енергия е най-разпространеното приложение, което представлява 37,7%, следвано от приложения от страна на-мрежата и-от страна на потребителя съответно с 25% и 25,3%.
Въпреки че темпът на растеж през 2019 г. беше относително по-бавен в сравнение със 126% темп на растеж на глобалния пазар за съхранение на енергия през 2018 г., съхранението на енергия ще продължи да поддържа силна тенденция на растеж, тъй като големите държави задълбочават енергийните си преходи и увеличават изискванията си за гъвкавост на енергийните системи. Тя вече се е превърнала в ключова технология за държавите за постигане на енергийните им стратегически цели. Следователно към юни 2020 г. кумулативният инсталиран капацитет на проекти за съхранение на енергия в експлоатация в световен мащаб достигна 185,3 GW, като кумулативният инсталиран капацитет в Китай достига 32,7 GW. От тях глобалният кумулативен инсталиран капацитет за съхранение на енергия от батерии достигна 10 112,3 MW, надхвърляйки границата от 10 GW, което представлява годишно-на-годишно увеличение от 36,1%, докато кумулативният инсталиран капацитет на Китай достигна 1 831,0 MW, годишно-на-годишно увеличение от 53,9%.