Odată cu dezvoltarea-la scară largă și utilizarea noilor surse de energie și cu cerințele tot mai mari pentru diversitate și fiabilitatea energiei electrice, fiecare aspect al sistemului energetic, de la producție la consum, trece prin schimbări profunde. Tehnologiile și sistemele de stocare a energiei au spart blocajul echilibrului de putere-în timp real în sistemele de alimentare tradiționale, sporind semnificativ flexibilitatea sistemului de alimentare. Aceasta, la rândul său, conduce direct transformarea treptată a arhitecturii energetice, care a fost dominată inițial de combustibili fosili, într-una dominată de noi surse de energie, iar acest proces se adâncește continuu.
Comparativ cu alte forme detehnologii de stocare a energiei, sistemele de stocare a energiei bateriei (BESS) posedă diverse caracteristici de control și o gamă largă de metode de integrare. Acest lucru permite BESS să răspundă atât nevoilor sistemului de alimentare, cât și ale consumatorilor în diferite moduri, atrăgând astfel atenția pe scară largă. În plus, cercetarea în tehnologia de integrare BESS are un impact direct asupra dezvoltării BESS și a devenit una dintre tehnologiile cheie pentru aplicarea și popularizarea pe scară largă-.
Prezentare generală a pieței de stocare a energiei
Conform statisticilor incomplete din baza de date a proiectelor globale de stocare a energiei a Alianței Tehnologice ale Industriei de Stocare a Energiei Zhongguancun (CNESA), la sfârșitul anului 2019, capacitatea instalată cumulativă a proiectelor de stocare a energiei la nivel mondial (inclusiv stocarea hidrocentrală prin pompare, stocarea energiei bateriei, stocarea energiei termice cu sare topită, stocarea energiei în volant și alte metode de stocare a energiei) a atins 6 GW, a4. creștere-de la-de la un an la altul de 1,9%. Dintre acestea, stocarea hidrocentrală prin pompare a avut cea mai mare capacitate instalată cumulată, cu 171,0 GW, cu o creștere de 0,2%-pe-anual; A urmat îndeaproape stocarea energiei bateriei cu o capacitate instalată cumulată de 9520,5 MW; dintre diferitele tehnologii de stocare a energiei bateriilor, bateriile cu litiu{11}}ion au avut cea mai mare capacitate instalată cumulată, cu 8454,2 MW, după cum se arată în figură.
Capacitatea instalată cumulativă a proiectelor globale de stocare a energiei (în MW)
Până la sfârșitul anului 2019, capacitatea instalată cumulativă a proiectelor de stocare a energiei din China a atins 32,4 GW, reprezentând 17,6% din piața globală, cu o creștere de 3,6% de la un an-la-an. Dintre acestea, stocarea hidrocentrală prin pompare a avut cea mai mare capacitate instalată cumulată, cu 30,3 GW, cu o creștere de 1,0%--anual; stocarea energiei din baterie s-a clasat pe locul al doilea, cu o capacitate instalată cumulată de 1709,6 MW, cu o creștere-an-anual de 59,4%. Dintre diferitele tehnologii de stocare a energiei bateriei, bateriile cu litiu-ion au avut cea mai mare capacitate instalată cumulată, cu 1377,9 MW, după cum se arată în figura de mai jos.
Capacitatea instalată cumulativă a proiectelor de stocare a energiei în China (unitate: MW)
Deși metodele fizice de stocare a energiei, reprezentate de stocarea hidro-pompată, domină în continuare proiectele globale de stocare a energiei, reprezentând 92,6%, costurile lor de investiții inițiale sunt mari și există spațiu limitat pentru viitoare reduceri de costuri și au cerințe ridicate pentru localizarea geografică. Stocarea energiei bateriei, ca formă importantă de stocare a energiei electrice, s-a dezvoltat rapid în ultimii ani. BESS (Sisteme de stocare a energiei pe baterii) au avantaje tehnice, cum ar fi aplicații flexibile, pierderi reduse de conversie, viteză rapidă de răspuns, precizie mare de reglare și nu sunt limitate de condițiile geografice, făcându-le potrivite pentru producția de masă și aplicații la scară largă, pe mai multe câmpuri. Mai important, costul diferitelor sisteme de stocare a energiei din baterii este de așteptat să scadă în continuare cu 50% până la 60%. Prin urmare, conform Agenției Internaționale pentru Energie Regenerabilă (IRENA), scara globală BESS va crește rapid la 175 GW până în 2030. Conform prognozei CNESA, între 2020 și 2024, dimensiunea pieței chineze de stocare a energiei bateriilor va crește continuu, cu o rată de creștere anuală compusă de 55% până la 65%, ajungând la 2215 GW la 2242% GW.
Cu toate acestea, distribuția regională a proiectelor de stocare a energiei din baterii rămâne foarte inegală. Deși în 2019 au fost puse în funcțiune noi proiecte de stocare a energiei bateriilor în 49 de țări sau regiuni din întreaga lume, primele zece țări, reprezentate de China, Statele Unite, Regatul Unit, Germania și Australia, au reprezentat 91,6% din capacitatea globală totală adăugată în 2019. Capacitatea proiectului de stocare a energiei bateriilor din China și Statele Unite a depășit 500 MW, în special pe locul 20, China urcând pe locul 5, 21. 2018 pe primul loc în 2019. Coreea de Sud, care s-a clasat pe locul al treilea în 2017 și pe primul loc în 2018, a înregistrat o stagnare a proiectelor noi de stocare a energiei în baterii în 2019 din cauza incidentelor de siguranță.
În 2019, primele zece provincii (regiuni autonome, municipalități) din China cu cele mai mari proiecte de stocare a energiei din baterii nou instalate au fost Guangdong, Jiangsu, Hunan, Xinjiang, Qinghai, Beijing, Anhui, Shanxi, Zhejiang și Henan. Noua capacitate combinată din aceste zece provincii (regiuni autonome, municipalități) a reprezentat 88,9% din noua capacitate totală a Chinei în 2019.
Datorită progreselor continue ale tehnologiei de stocare a energiei și pieței bine dezvoltate de energie electrică din Statele Unite, stocarea energiei din baterii a devenit tehnologia de stocare a energiei cu cea mai rapidă creștere-în SUA și este aplicată pe scară largă în toate aspectele sistemului energetic, inclusiv în generare, transport, distribuție și consum, formând o foaie de parcurs tehnologică relativ clară și un model de afaceri eficient.
2019 a fost denumit anul de izbucnire al industriei de stocare a energiei din SUA, capacitatea totală instalată de stocare a energiei bateriei ajungând la 1600 MW în acel an. Conform celor mai recente date publicate în „2019 Energy Storage Monitoring Yearbook” de către Energy Storage Association (ESA), noua capacitate instalată totală de stocare a energiei în SUA a ajuns în 2019 la 522,7 MW/1113 MWh, doar în trimestrul al patrulea reprezentând 186,4 MW/264,2 MWh. McKinsey & Company estimează că capacitatea de stocare a energiei bateriei din SUA va fi de trei ori mai mare decât cea din 2019 în 2020, de peste două ori până în 2021 și va ajunge la 7,3 GW până în 2025; investiția totală pe piața de stocare a energiei din SUA în 2019 a fost de 712 milioane USD, în timp ce se preconizează că va crește la 2 miliarde USD în 2020.
Datorită diferențelor dintre sistemele de alimentare și cererea de energie electrică atât pe plan intern, cât și internațional, principalele domenii de aplicare ale tehnologiei de stocare a energiei bateriilor variază, de asemenea. Luând ca exemplu sistemele de stocare a energiei bateriei cu litiu-ion, la nivel global, cea mai comună aplicație este pe partea rețelei, cum ar fi reglarea frecvenței, reducerea vârfurilor și serviciile auxiliare, reprezentând 52,7%, urmate de sprijinirea integrării energiei regenerabile la 28,9% și a aplicațiilor distribuite și de microrețea din partea utilizatorului la 18,4%. În China, sprijinirea integrării energiei din surse regenerabile este cea mai comună aplicație, reprezentând 37,7%, urmată de aplicațiile din partea rețelei-și utilizator-, cu 25% și, respectiv, 25,3%.
Deși rata de creștere în 2019 a fost relativ mai lentă în comparație cu rata de creștere de 126% a pieței globale de stocare a energiei în 2018, stocarea energiei va continua să mențină o tendință de creștere puternică, pe măsură ce țările majore își adâncesc tranziția energetică și își măresc cerințele pentru flexibilitatea sistemului de alimentare. A devenit deja o tehnologie cheie pentru ca țările să își atingă obiectivele strategice energetice. Prin urmare, din iunie 2020, capacitatea instalată cumulativă a proiectelor de stocare a energiei în funcțiune la nivel global a atins 185,3 GW, capacitatea instalată cumulativă a Chinei ajungând la 32,7 GW. Din aceasta, capacitatea instalată cumulativă globală de stocare a energiei bateriei a atins 10.112,3 MW, depășind pragul de 10 GW, reprezentând o creștere de 36,1% de la un an la altul, în timp ce capacitatea instalată cumulată a Chinei a atins 1.831,0 MW, cu o creștere de 36,1%{12}}9{17}9% an.