2022년 여름은 세기 전체를 통틀어 가장 더운 계절이었습니다.
너무 더워서 팔다리가 약해지고 영혼이 몸에서 빠져나갔습니다.너무 더워서 도시 전체가 어두워졌습니다.
주민들에게 전력 공급이 너무 어려웠던 시기에 쓰촨성은 8월 15일부터 5일 동안 산업용 전기를 중단하기로 결정했습니다. 정전이 도입된 후 다수의 산업 기업이 생산을 중단하고 전 직원을 휴가에 투입했습니다.
9월 말부터 배터리 공급 부족이 지속되면서 에너지저장업체들의 주문 중단 추세가 심화됐다.에너지 저장 공급 부족으로 인해 에너지 저장 회로도 정점에 이르렀습니다.
산업부 통계에 따르면 올해 상반기 국내 에너지저장전지 생산량은 32GWh를 넘었다.2021년 중국의 새로운 에너지 저장장치는 총 4.9GWh에 불과했습니다.
에너지 저장 배터리 생산 능력의 증가가 상당히 컸다고 볼 수 있습니다. 그런데 왜 여전히 부족합니까?
본 논문에서는 다음 세 가지 영역에서 중국 에너지 저장 배터리 부족의 원인과 향후 방향에 대한 심층 분석을 제공합니다.
첫째, 요구: 필수적인 그리드 개혁
둘째, 공급: 자동차와 경쟁할 수 없습니다
셋째, 미래: 액체흐름전지로의 전환?
에너지 저장의 필요성을 이해하려면 한 가지 질문에 답해 보십시오.
중국에서는 여름철에 대규모 정전이 자주 발생하는 이유는 무엇입니까?
수요 측면에서 볼 때, 산업 및 주거용 전력 소비는 모두 "최고" 기간과 "최저" 기간을 포함하여 어느 정도의 "계절 불균형"을 나타냅니다.대부분의 경우 그리드 공급은 일일 전력 수요를 충족할 수 있습니다.
하지만 여름 기온이 높아지면서 주거용 가전제품의 사용이 늘어나고 있습니다.동시에 많은 기업들이 산업을 조정하고 있으며 전력 소비가 가장 많은 시기는 여름입니다.
공급측면에서는 지리적, 계절적 기상여건으로 인해 풍력 및 수력의 공급이 불안정합니다.예를 들어 쓰촨성에서는 쓰촨성 전기의 80%가 수력 발전에서 나옵니다.그리고 올해 쓰촨성은 주요 유역의 심각한 물 부족과 수력발전소의 전력 공급 부족으로 보기 드문 고온과 가뭄이 장기화되는 피해를 입었습니다.또한, 극단적인 날씨와 풍력의 급격한 감소와 같은 요인으로 인해 풍력 터빈이 정상적으로 작동하지 못할 수도 있습니다.
전력 공급과 수요의 격차가 큰 상황에서 전력망 활용을 극대화하여 전력 공급을 보장하기 위해 에너지 저장은 전력 시스템의 유연성을 향상시키기 위한 불가피한 선택이 되었습니다.
또한, 중국의 전력 시스템은 전통 에너지에서 신에너지로 전환되고 있으며, 광전, 풍력, 태양 에너지는 자연 조건으로 인해 매우 불안정하며 에너지 저장 수요도 높습니다.
국가에너지국(National Energy Administration)에 따르면 2021년 중국의 설치 용량은 전체 면적의 26.7%로 전 세계 평균보다 높습니다.
이에 대응하여 2021년 8월 국가발전개혁위원회와 국가에너지국은 재생에너지 발전 기업이 자체적으로 전력망 연결 규모를 늘리기 위해 최대 용량을 구축하거나 구매하도록 권장하는 공지를 발표하고 다음과 같이 제안했습니다.
그리드 기업의 그리드 연결 보장 이상의 규모를 넘어서는, 초기에는 전력의 15%(4시간 이상) 페깅 비율에 따라 피킹 용량을 할당하고, 페깅 비율에 따라 할당된 용량을 우선적으로 할당합니다. 20% 이상.
전력 부족 상황에서 "버려진 바람, 버려진 빛" 문제를 해결하는 것은 지체될 수 없다는 것을 알 수 있습니다.이전의 화력발전이 대담해지면 이제는 '이중 탄소' 정책 압력이 정기적으로 보내져야 하지만, 저장된 풍력과 광전을 사용할 곳이 없어 다른 곳에서 사용하게 된다.
따라서 국가 정책은 "피크 할당"을 명확하게 장려하기 시작했습니다. 할당 비율이 높을수록 "우선 그리드"도 가능하고 전력 시장 거래에 참여하여 해당 수입을 얻을 수 있습니다.
중앙정부의 정책에 부응하여 각 지역에서는 현지 여건에 맞는 발전소 에너지저장장치 개발에 많은 노력을 기울여 왔습니다.
공교롭게도 발전소의 축전지 부족 사태는 전례 없는 신에너지 차량의 붐과 동시에 발생했습니다.발전소와 차량 보관소 모두 인산철리튬 배터리에 대한 수요가 크지만 입찰에 주의를 기울이고 비용 효율적인 발전소를 찾으세요. 치열한 자동차 회사를 어떻게 사로잡을 수 있을까요?
따라서, 이전에 존재했던 발전소 저장에는 몇 가지 문제가 표면화되었습니다.
한편, 에너지저장시스템의 초기 설치 비용이 높다.수요 공급과 산업 체인 원자재 가격 상승의 영향으로 2022년 이후 전체 에너지 저장 시스템 통합 가격은 2020년 초 1,500위안/kWh에서 현재 1,800위안/kWh로 인상되었습니다.
전체 에너지 저장 산업 체인 가격 인상, 핵심 가격은 일반적으로 1위안/와트시 이상, 인버터는 일반적으로 5~10% 상승, EMS도 약 10% 상승했습니다.
초기 설치비용이 에너지저장장치 구축을 제약하는 주요 요인이 되었다고 볼 수 있다.
반면 원가회수 주기가 길어 수익성이 어렵다.2021년 1,800위안/kWh 에너지 저장 시스템 비용 계산에 따르면, 에너지 저장 발전소 2개 충전 2개를 넣고, 충전 및 방전 평균 가격 차이가 0.7위안/kWh 이상이면 비용을 회수하는 데 최소 10년이 소요됩니다.
동시에, 현재 지역적 장려나 에너지 저장 전략을 통한 신에너지 의무화로 인해 고정 비용이 5%~20% 증가합니다.
위의 이유 외에도 발전소 저장은 새로운 에너지 차량과 마찬가지로 연소, 폭발, 이러한 안전 위험이 있지만 확률은 매우 낮지만 발전소의 매우 낮은 위험 성향은 낙담됩니다.
에너지 저장의 "강력한 할당"이 반드시 그리드 연결 거래 정책은 아니므로 주문에 대한 수요가 많지만 서둘러 사용하지는 않는다고 말할 수 있습니다.결국, 대부분의 발전소는 국유 기업이므로 안전을 최우선으로 생각하고 재정적 평가도 받게 됩니다. 이렇게 긴 프로젝트의 복구 시간을 서두르고 싶은 사람이 누가 있겠습니까?
의사결정 습관에 따라 발전소 에너지 저장에 대한 많은 주문을 처리해야 하며 정책이 더욱 명확해질 때까지 기다려야 합니다.시장에서는 게를 먹으려면 큰 입이 필요하지만 용기를 내는 사람은 많지 않습니다.
발전소 에너지 저장 문제가 더 깊이 파고드는 것을 볼 수 있으며 업스트림 리튬 가격 인상의 작은 부분 외에도 전통적인 기술 솔루션의 상당 부분이 발전소 시나리오에 완전히 적용되지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 문제를 해결해야 할까?
이때 액체흐름전지 솔루션이 주목을 받았다.일부 시장 참여자들은 "리튬의 에너지 저장 비율은 2021년 4월부터 감소하는 경향이 있으며 시장 증가는 액체 흐름 배터리로 이동하고 있다"고 지적했습니다.그렇다면 이 액체흐름전지는 무엇일까요?
간단히 말해서, 액체 흐름 배터리는 발전소 시나리오에 적용할 수 있는 많은 장점을 가지고 있습니다.전체 바나듐 액체 흐름 배터리, 아연-철 액체 흐름 배터리 등을 포함한 일반적인 액체 흐름 배터리
100% 바나듐 액체 흐름 배터리를 예로 들면 다음과 같은 장점이 있습니다.
첫째, 긴 사이클 수명과 우수한 충전 및 방전 특성으로 인해 대규모 에너지 저장 시나리오에 적합합니다.바나듐 액체 흐름 에너지 저장 배터리의 충전/방전 주기 수명은 13,000회 이상일 수 있으며 달력 수명은 15년 이상입니다.
둘째, 배터리의 전력과 용량은 서로 "독립적"이므로 에너지 저장 용량의 규모를 쉽게 조정할 수 있습니다.전바나듐 액체흐름전지의 출력은 스택의 크기와 개수에 따라 결정되고, 용량은 전해질의 농도와 부피에 따라 결정된다.배터리 출력 확장은 반응기의 출력을 높이고 반응기 수를 늘려 달성할 수 있으며, 용량 증가는 전해질의 부피를 늘려 달성할 수 있습니다.
마지막으로 원자재를 재활용할 수 있습니다.전해질 용액은 재활용 및 재사용이 가능합니다.
그러나 오랫동안 액체흐름전지의 가격이 높게 유지돼 대규모 상용화에 걸림돌이 됐다.
바나듐 액체 흐름 배터리를 예로 들면, 비용은 주로 전기 반응기와 전해질에서 발생합니다.
전해질 비용은 비용의 약 절반을 차지하며 주로 바나듐 가격의 영향을 받습니다.나머지는 주로 이온 교환막, 탄소 펠트 전극 및 기타 핵심 구성 요소 재료에서 발생하는 스택 비용입니다.
전해질 내 바나듐 공급은 논란의 여지가 있는 문제입니다.중국의 바나듐 매장량은 세계에서 세 번째로 크지만 이 원소는 대부분 다른 원소와 함께 발견되며 제련은 정책 제한이 있는 오염도가 높고 에너지 집약적인 작업입니다.더욱이 철강 산업은 바나듐 수요의 대부분을 차지하고 있으며, 국내 핵심 생산자인 Phangang Vanadium 및 Titanium이 물론 철강 생산을 먼저 공급합니다.
이러한 방식으로 바나듐 액체 흐름 배터리는 리튬 함유 에너지 저장 솔루션의 문제를 반복하는 것으로 보입니다. 즉, 훨씬 더 큰 산업에서 업스트림 용량을 확보하므로 비용은 주기적으로 크게 변동합니다.이처럼 안정적인 액체 흐름 배터리 솔루션을 공급하기 위해 더 많은 요소를 찾아야 하는 이유가 있습니다.
반응기의 이온 교환막과 탄소 펠트 전극은 칩의 "목"과 유사합니다.
이온교환막 소재는 국내 기업들이 주로 미국 100년 역사의 듀폰(DuPont)사의 나피온(Nafion) 양성자교환필름을 사용하는데 가격이 매우 비싸다.그리고 전해질에 대한 안정성은 높지만 바나듐 이온의 투과도가 높아 쉽게 분해되지 않는 등의 결점이 있다.
탄소 펠트 전극 재료도 외국 제조업체에 의해 제한됩니다.좋은 전극 재료는 액체 흐름 배터리의 전반적인 작동 효율과 출력을 향상시킬 수 있습니다.그러나 현재 카본펠트 시장은 SGL그룹, 도레이인더스트리 등 외국 제조사가 주로 점유하고 있다.
종합적으로 계산하면 바나듐 액체 흐름 배터리의 가격은 리튬보다 훨씬 높습니다.
에너지 저장을 위한 새로운 고가의 액체 흐름 배터리, 아직 갈 길이 멉니다.
천 마디 말을 하자면, 발전소 스토리지 개발이 가장 중요하지만 기술적인 세부 사항은 아니지만 명확한 발전소 스토리지가 전력 시장 거래의 주체에 참여한다는 것입니다.
중국의 전력망 시스템은 매우 크고 복잡하므로 온라인으로 독립된 에너지 저장 장치를 갖춘 발전소를 구축하는 것은 간단한 문제가 아니지만 이 문제는 억제할 수 없습니다.
주요 발전소의 경우 에너지 저장 할당이 일부 보조 서비스만 수행하고 독립적인 시장 거래 상태가 아닌 경우, 즉 과잉 전력을 적절한 시장 가격으로 다른 사람에게 판매할 수 없는 경우 이 계정은 항상 계산하기가 매우 어렵습니다.
따라서 에너지 저장장치를 갖춘 발전소가 독립적인 운영 상태로 전환되어 전력 거래 시장에 적극적으로 참여할 수 있는 여건을 조성하기 위해 가능한 모든 노력을 기울여야 합니다.
시장이 발전하면 에너지 저장이 직면한 많은 비용과 기술적 문제도 해결될 것이라고 믿습니다.
게시 시간: 2022년 11월 7일