Was ist ESS?
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Energiespeicherung ist ein zyklischer Prozess, bei dem eine Energieform in derselben gespeichert oder über ein Medium oder Gerät in eine andere Energieform umgewandelt wird und sie je nach zukünftigem Anwendungsbedarf in einer bestimmten Energieform freigesetzt wird. Gemäß der zu unterteilenden Energiespeicherform umfasst die Energiespeicherung die Speicherung elektrischer Energie, die Speicherung thermischer Energie und die Speicherung von Wasserstoffenergie, wobei die Speicherung elektrischer Energie der dominierende Energiespeichermodus ist. Bei der elektrischen Energiespeicherung wird nach den unterschiedlichen Speicherprinzipien weiter in elektrochemische Energiespeicherung und mechanische Energiespeicherung unterteilt. Unter elektrochemischer Energiespeicherung versteht man die Energiespeicherung von Sekundärbatterien, einschließlich Lithium-Ionen-Batterien, Natrium-Ionen-Batterien, Bleispeicherbatterien und Flüssigstrombatterien. Zu den mechanischen Energiespeichern gehören Schwerkraftspeicher, Pumpspeicher, Druckluftspeicher und Schwungradspeicher.
Jeder Technologiepfad hat seine eigenen Vor- und Nachteile und eignet sich für unterschiedliche Anwendungsszenarien. Die elektrochemische Energiespeicherung ist hinsichtlich der Nennleistung und der gespeicherten Leistung flexibler und wird hauptsächlich für den Neuenergieverbrauch, die Peak-Valley-Spread-Arbitrage, die Spitzen- und Frequenzregelung des Stromversorgungssystems sowie für USV verwendet. Mechanische Energiespeicher haben im Allgemeinen eine lange Lebensdauer, die Reaktionszeit ist jedoch deutlich langsamer als bei elektrochemischen Energiespeichern und elektromagnetischen Energiespeichern.UndWird hauptsächlich im Bereich der Netzspitzenlast eingesetzt.
Elektrochemische Energiespeicherung bedeutet, dass die gegenseitige Umwandlung zwischen elektrischer Energie und chemischer Energie durch elektrochemische Reaktionen erfolgt und so die Speicherung und Freisetzung elektrischer Energie realisiert wird. Zu den Hauptanwendungen von Energiespeicherbatterien gehören derzeit hauptsächlich Blei-Säure-Batterien, Flüssigstrombatterien und Lithium-Ionen-Batterien.
(1) Eine Blei-Säure-Batterie ist eine Art Sekundärbatterie mit Bleidioxid als positiver Elektrode, metallischem Blei als negativer Elektrode und Schwefelsäurelösung als Elektrolyt. Blei-Säure-Batterien werden seit mehr als 150 Jahren entwickelt und sind die ersten Sekundärbatterien, die in großem Maßstab eingesetzt werden. Blei-Säure-Batterien zeichnen sich durch niedrige Energiespeicherkosten, gute Zuverlässigkeit und hohe Effizienz aus. Es wird häufig in USV-Anlagen eingesetzt und war der vorherrschende Technologieweg für die frühe groß angelegte elektrochemische Energiespeicherung. Aufgrund der kurzen Lebensdauer, der geringen Energiedichte, des engen Temperaturbereichs, der langsamen Ladegeschwindigkeit und der Umweltauswirkungen von Bleimetall wird die zukünftige Anwendung von Blei-Säure-Batterien jedoch stark eingeschränkt sein.
(2) Der Technologiepfad für Flüssigstrombatterien umfasst Vollvanadium-Flüssigkeitsstrombatterien, Eisen-Chrom-Flüssigkeitsstrombatterien, Zink-Brom-Flüssigkeitsstrombatterien usw. Unter diesen weist die Vollvanadium-Flüssigkeitsstrombatterie die beste Gesamtleistung und den höchsten Kommerzialisierungsgrad auf . Die positiven und negativen Elektrolyttanks der Flüssigstrombatterie sind unabhängig voneinander getrennt und außerhalb des Stapels platziert. Die positiven und negativen Elektrolyte werden von zwei Umwälzpumpen durch die Rohrleitung in den Flüssigkeitsbatteriestapel gepumpt, und es finden kontinuierlich elektrochemische Reaktionen statt, und die chemische Energie wird gespeichert und durch Umwandlung der chemischen Energie in elektrische Energie freigesetzt. Die Leistung der Flüssigkeitsbatterie hängt von der Größe der Elektrodenreaktionsfläche ab, und die Speicherkapazität hängt vom Volumen und der Konzentration des Elektrolyten ab, sodass die Gestaltung der Größe der Flüssigkeitsbatterie flexibler ist. Wir glauben, dass Vollvanadium-Flüssigkeitsbatterien bei der langfristigen Energiespeicherung einen Kostenvorteil und einen Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen Technologiepfaden wie Lithiumbatterien haben werden.
3) Lithium-Ionen-Batterien erreichen die Energiespeicherung durch das Einbetten und Entfernen von Lithiumionen in die positiven und negativen Elektrodenmaterialien. Lithium-Ionen-Batterien zeichnen sich durch eine hohe Energiedichte und eine lange Lebensdauer aus und werden daher nach und nach zur Hauptmethode für die elektrochemische Energiespeicherung. Entsprechend den unterschiedlichen Kathodenmaterialien werden Lithium-Ionen-Batterien in Lithiumkobaltat-, Lithiummanganat-, Lithiumeisenphosphat- und Ternärbatterien unterteilt.
Lithium-Eisenphosphat-Batterien bieten im Bereich der Energiespeicherung erhebliche Vorteile: moderate Energiedichte, bessere Sicherheit und Lebensdauer als andere Batterietypen sowie geringere Kosten. Lithium-Kobalt-Säure-Batterien sind aufgrund der Knappheit von Metall-Kobalt viel teurer als andere Batterien und haben eine geringe Lebensdauer und Sicherheit, so dass es keine Anwendung im Bereich der Energiespeicherung gibt. Die Energiedichte von Lithium-Manganat-Batterien und Lithium-Eisenphosphat-Batterien ist ähnlich, obwohl der Preis niedriger ist als bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien, aber die Lebenszykluskosten des Stroms niedriger sind als bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien, sodass die Anwendung geringer ist. Ternärbatterien haben eine viel höhere Energiedichte als andere Batterietypen und ihre Lebensdauer kann 8-10 Jahre erreichen. Allerdings ist die Sicherheit relativ schlecht und die Kosten sind viel höher als bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Daher ist im Bereich der Energiespeicherung keine sehr hohe Energiedichte erforderlich, und die Anwendungsaussichten sind schwächer als bei Lithium-Eisenphosphat-Batterien.
Kundenseite: Peak-Valley-Preisarbitrage und Kapazitätskostenmanagement sorgen für ein klares Erlösmodell
Die Energiespeicherung wird für die Arbitrage von Spitzen- und Taltarifen genutzt, sodass Benutzer gespeicherte Energie nutzen können, um während der Talzeit, wenn die Strompreise niedrig sind, Strom zu speichern. In der Spitzenzeit kann die gespeicherte Energie genutzt werden, um den direkten und großflächigen Einsatz von hochpreisigem Netzstrom zu vermeiden, wodurch die Kosten für den Stromverbrauch gesenkt und Spitzen- und Taltarifarbitrage realisiert wird.
Die derzeitige Energiespeicherung im globalen und chinesischen Energiesystem wird von neuer Energieverteilung und -speicherung, Energiehilfsdiensten und netzseitiger Energiespeicherung dominiert. Unter ihnen machten die globalen drei 33 %, 37 %, 24 % aus, was einer ausgewogeneren Verteilung entspricht. China liegt bei 45 %, 29 % bzw. 22 %, wobei der Anteil der neuen Energieverteilung und -speicherung deutlich höher ist als bei anderen Szenarien.
Aufgrund des enormen Umfangs der Energiespeicherung auf dem chinesischen Markt,GBM hat für mehrere Projekte hochwertige Lithium-Eisenphosphat-Zellen und Batteriesysteme bereitgestellt. Die Produkte des Energiespeichermarkts werden für mobile Energiespeicher-Ladeschränke, Campus-Energiespeicherschränke und andere Energiespeichermärkte eingesetzt. Es kann Tal- und Flat-Charge-Ladevorgänge nutzen, um den Preisunterschied zwischen Spitzen- und Talniveau besser auszunutzen, einfache Installation, Betrieb und Wartung zu ermöglichen, eine lange Lebensdauer zu gewährleisten und eine nachhaltige Entwicklung zu erreichen. Gleichzeitig wird die Dreieinigkeit aus „Schnellladen von Elektro-Nutzfahrzeugen, Parkenergiespeicherung und Frequenzregulierung sowie Notfall-Katastrophenwiederherstellung“ für Energiesicherheit beim Bau der städtischen Elektrifizierung sorgen. Unsere Zellen sind auf Zeit und Arbeitsbedingungen getestet und passen perfekt dazu die Komponenten von Energiespeichersystemen und arbeiten unter einer Vielzahl komplexer Bedingungen stabil.
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