Stockage d'énergie-ballast pour la transition énergétique mondiale

Le processus de réalisation de la « neutralité carbone » dans les pays du monde entier est le processus de transition des énergies propres remplaçant progressivement les énergies fossiles traditionnelles, parmi lesquelles l'eau, l'éolien et l'énergie solaire devraient être les plus prometteurs.

En raison du conflit russo-ukrainien, les prix de l'énergie en Europe ont continué d'augmenter cette année, entraînant une augmentation rapide des prix de l'électricité résidentielle, ce qui a stimulé une forte augmentation de la demande de stockage d'énergie résidentiel, couplée à la croissance rapide du marché américain, ce qui rend le marché du stockage d'énergie à l'étranger en plein essor. En conséquence; Bloomberg New Energy Finance (BNEF) a fait les dernières prévisions, d'ici la fin de 2030, le déploiement cumulé mondial de l'échelle de stockage d'énergie installée augmentera, tandis que BNEF a souligné que le 20e siècle sera «l'ère du stockage d'énergie».

Les pays du monde entier pour atteindre le processus « neutre en carbone » est une énergie propre qui remplace progressivement le processus traditionnel de transition énergétique fossile, dans lequel l'eau, le vent et l'énergie solaire sont le plus d'espoir, mais il y a un goulot d'étranglement total sur les ressources en eau, donc le vent et l'énergie solaire jouera le rôle le plus important dans la dilution de l'énergie thermique traditionnelle et créera l'avenir de l'énergie verte.

Cependant, l'énergie lumineuse et l'énergie éolienne sont des sources d'énergie instables, telles que les fluctuations intra-journalières de l'énergie éolienne jusqu'à 80%, le pic de puissance apparaît tôt le matin, après l'après-midi au point le plus bas, les caractéristiques de «charge inversée» sont très évidents. La fluctuation intra-journalière de l'énergie lumineuse est jusqu'à 100%, atteignant le pic de la journée à midi, avant et après midi sont uniformément à la baisse, la puissance nocturne à 0, les caractéristiques de pic et de vallée sont distinctes. En outre, l'énergie lumineuse est également sensible aux intempéries, le temps est nuageux ou ensoleillé sur la libération réelle de puissance active de l'énergie lumineuse est très évidente.

Ce sont les caractéristiques fluctuantes, intermittentes et aléatoires de l'énergie éolienne et lumineuse qui entraînent une production d'électricité instable du côté de la production d'électricité et rendent également difficile l'équilibre de distribution du côté du réseau, tandis que la demande du côté client ne peut pas être mesurée avec précision. et répondu en temps opportun et satisfait, et la volatilité de l'ensemble du système électrique est évidente.

Cependant, le stockage de l'énergie peut éliminer complètement les soucis liés à la conversion de l'énergie propre en énergie verte. D'une part, l'énergie excédentaire sera collectée et stockée pendant la période où l'énergie éolienne et solaire est abondante ou lorsque la consommation d'électricité est faible, tandis que l'énergie de réserve sera libérée lorsque l'énergie électrique entrera à marée basse ou lorsque la consommation d'électricité sera à son maximum. pic, afin de garantir que chaque unité d'énergie propre est pleinement utilisée et développée, et de maximiser l'effet de la consommation d'énergie éolienne et légère ; d'autre part, le stockage de l'énergie éolienne et lumineuse peut à la fois réduire considérablement et protéger les interférences inattendues ultérieures des facteurs météorologiques, améliorant ainsi la continuité et la stabilité de la transmission d'électricité du côté de la production.

Dans le même temps, avec l'aide du stockage d'énergie, le côté réseau électrique (entreprise) peut être du côté de l'alimentation électrique du pic lorsque le prix bas pour acheter de l'électricité, côté électricité de la forte demande lorsque le prix élevé pour vendre de l'électricité , dans le pic et remplissent la vallée en même temps, mais améliorent également considérablement la flexibilité du système de réseau électrique ; En outre, que ce soit du côté de la production d'électricité, du côté du réseau électrique ou du côté utilisateur, l'utilisation de l'énergie de stockage d'énergie peut entraîner une pénurie d'énergie et des prix élevés de l'électricité via le marché de l'échange d'électricité payé pour donner et De plus, que ce soit sur du côté de la production d'électricité ou du côté du réseau ou du côté du client, l'électricité générée par l'utilisation du stockage d'énergie peut être cédée moyennant des frais et tirée profit du marché de l'échange d'électricité lorsque l'électricité est rare et que le prix est élevé.

Évaluation complète, plus la substitution d'énergie propre à l'énergie fossile est forte, plus l'équilibre entre l'offre et la demande d'électricité est difficile, mais l'utilisation du stockage d'énergie peut être tout au long du risque de substitution d'énergie propre, et même le stockage d'énergie peut être considéré comme le lest de la transition énergétique.

D'un point de vue global, le stockage d'énergie se distingue principalement entre le stockage d'énergie traditionnel et le stockage d'énergie nouvelle, le premier se référant principalement au stockage d'énergie de pompage, tandis que le second comprend le stockage d'énergie électrochimique et le stockage d'énergie à air comprimé. Le stockage d'énergie par pompage consiste à utiliser un équipement de pompage mécanique pour pomper l'eau de bas en haut, lorsque cela est nécessaire pour la production d'énergie hydroélectrique; tandis que le stockage d'énergie électrochimique est l'utilisation d'électrodes positives et négatives de batterie haute puissance et haute performance pour stocker et décharger l'électricité, le stockage d'énergie à air comprimé est principalement utilisé pour comprimer l'électricité restante lorsque la charge du réseau est faible, et sera stocké dans installations étanches à haute pression, libérées au pic de consommation d'électricité pour entraîner des turbines à gaz pour produire de l'électricité.

De l'échelle mondiale installée et de la part de marché, l'échelle installée cumulative actuelle du stockage d'énergie pompée est la plus grande, l'échelle installée cumulative du stockage d'énergie électrochimique se classe au deuxième rang et la disposition des projets de stockage d'énergie à air comprimé se classe au troisième rang.

Bien que le stockage d'énergie pompée soit actuellement le moyen le plus important de stockage d'énergie, et que l'accumulation de technologies et le modèle commercial soient plus matures, le stockage d'énergie pompée est strictement limité par l'espace potentiel géographique, non seulement le démarrage lent, le long cycle de construction, et dotation en ressources limitées et coût élevé.

En revanche, le stockage d'énergie électrochimique n'est fondamentalement pas perturbé par les conditions externes, le temps de réponse rapide, les projets de construction flexibles et, plus important encore, en tant que variétés les plus répandues de stockage d'énergie électrochimique, le stockage du lithium n'est pas seulement un processus mature, et le marginal La tendance à la réduction des coûts devient de plus en plus importante, faisant ainsi baisser le coût de l'ensemble du stockage d'énergie au lithium.

Selon les estimations de la BNEF, le coût global du stockage du lithium est d'environ $1,66/wattheure en 2022 et devrait chuter à environ $1,29/wattheure en 2025. Ainsi, il semble inévitable que le stockage électrochimique de l'énergie finira par remplacer la prédominance du stockage d'énergie pompée.

Les données montrent qu'à la fin de 2021, la taille installée cumulée du stockage d'énergie par pompage mondial a diminué de 4,1% d'une année sur l'autre, tandis que la part du stockage d'énergie électrochimique est passée à 12,2%, avec une taille installée cumulée de 25,4GW, une augmentation de 67,71 TP2T sur un an.

En termes de stockage d'énergie électrochimique, les batteries lithium-ion ont actuellement une part de marché de plus de 90%, bien qu'une autre batterie au sodium, qui agit comme un vecteur de stockage d'énergie, puisse prendre le relais plus tard.

Les données montrent que le sodium représente jusqu'à 2,75% de la croûte terrestre et est distribué dans le monde entier, tandis que le lithium n'est que de 0,0065% en comparaison, principalement dans les Amériques. Également reflété dans le prix, le prix du sodium n'est que de $0,29/kg, alors que le prix du lithium est actuellement d'environ $21,5/kg, le coût des matières premières pour les batteries au sodium par rapport aux batteries au lithium est inférieur de 30% – 40%.

De plus, les batteries sodium-ion peuvent atteindre un taux de rétention de décharge supérieur à 90% dans un environnement à basse température de -20 ℃, -40 ℃ basse température peut libérer plus de 70% de la capacité, haute température 80 ℃ peut également être utilisé pour cyclique la charge et la décharge, l'atterrissage du projet et les applications de scénario plus flexibles, de sorte que les batteries au sodium pour remplacer les batteries au lithium seront la tendance, la même conclusion s'applique également aux batteries au vanadium à plus longue durée de vie, plus sûres et riches en ressources La même conclusion s'applique également aux nouvelles batteries telles comme des batteries au vanadium avec une durée de vie plus longue, une sécurité accrue et des ressources abondantes.

Par rapport au stockage d'énergie électrochimique, bien que l'échelle du stockage d'énergie à air comprimé soit beaucoup plus faible, mais l'Allemagne, les États-Unis ont en fait commencé le développement et l'application commerciaux, l'utilisation principale initiale de l'électricité de basse qualité, de la compression de l'air et du stockage dans grandes caves de stockage, au plus fort de l'électricité, l'air à haute pression de la libération de la cave de stockage, la même combustion de carburant pour entraîner la machine d'expansion pour produire de l'électricité, mais le stockage d'énergie à air comprimé traditionnel dépendant des combustibles fossiles, dépendant des lacunes de les caves de stockage de gaz naturel limitent l'espace d'expansion. Pour les facteurs de goulot d'étranglement pertinents, les pays du monde entier développent activement de nouvelles technologies de stockage d'énergie à air comprimé, telles que le système de stockage d'énergie à air comprimé à stockage thermique, le système de stockage d'énergie à air comprimé isotherme et le système de stockage d'énergie à air liquéfié.

À l'heure actuelle, le nouveau stockage d'énergie à air comprimé en termes de fonction, de coût, de durée de vie et de performances a été fondamentalement équivalent au stockage d'énergie pompée, mais met également en évidence les avantages de la grande échelle, de la longue durée de vie, de la non-pollution, de la longue durée et de la flexibilité, est un potentiel de développement très élevé de la technologie de stockage d'énergie.

Qu'il s'agisse de stockage d'énergie par pompage, de stockage d'énergie électrochimique ou de stockage d'énergie par air comprimé, tous forment une chaîne industrielle complète et étroitement liée. En amont, il y a les matières premières et les équipements de production ; à mi-chemin, il existe des systèmes de construction et d'intégration de projets de stockage d'énergie composés de packs de batteries, de systèmes de gestion de batterie (en charge de l'état de la batterie), de systèmes de gestion de l'énergie (en charge de la répartition de l'énergie) et de convertisseurs de stockage d'énergie (en charge de la conversion du courant), etc. , et en aval, il y a l'installation de produits de stockage d'énergie et les utilisateurs finaux, etc.

Pour les grandes économies mondiales, non seulement elles doivent rivaliser pour le discours haut de gamme de la chaîne industrielle, comme le contrôle standard des produits et des projets, mais aussi pour le commerce à valeur ajoutée de la chaîne industrielle, comme le capacité à exporter des produits et des services techniques, et la mise en place de barrières d'accès pour protéger leurs industries et leurs produits, etc. Dès lors, le nouveau stockage de l'énergie, qui semble reposer sur la vision commune de la « neutralité carbone » des êtres humains, est inévitablement marquée par la concurrence. Dès lors, le nouveau stockage de l'énergie, qui semble reposer sur la vision commune de la « neutralité carbone », est inévitablement marqué de symboles concurrentiels.

En parcourant le monde, certains grands pays de promotion et d'application du stockage de l'énergie soutiennent généralement le développement du marché du stockage de l'énergie en offrant des subventions, des crédits d'impôt à l'investissement et d'autres mesures dans leurs mécanismes politiques.

Aux États-Unis, la politique du gouvernement fédéral en matière de crédit d'impôt à l'investissement (ITC) prend en charge des remises d'ITC allant jusqu'à 30% pour les systèmes de stockage d'énergie supérieurs à 5 kWh, tandis que les subventions du programme d'incitation à la génération autonome (SGIP) pour le stockage d'énergie distribué côté client sont étendues à travers 2026, et le Better Energy Storage Technology Act (BEST) fournit $1 milliard pour l'innovation dans la recherche, le développement et la démonstration des technologies de stockage d'énergie au cours des cinq prochaines années. milliards de dollars de soutien financier.

En Allemagne, non seulement la loi sur les énergies renouvelables (EEG) a supprimé la limite de subvention de 52 GW de capacité photovoltaïque installée, mais la taxe EEG payée par les consommateurs d'électricité domestiques pour les incitations à l'énergie propre sera réduite de 0,25 € par kWh à partir de 2021 et baissera encore de 0,0625 € en 2023. Au Japon, le ministère de l'Économie, du Commerce et de l'Industrie a prévu cette année un budget d'environ $98,3 millions pour subventionner 66% du coût d'installation des batteries lithium-ion dans les foyers et les entreprises ; au Royaume-Uni, outre la suppression du plafond de 49 MW sur les licences de stockage d'énergie, l'Industrial Strategy Challenge Fund et le Net Zero Innovation Portfolio Fund ont été mis en place pour un total de 1,246 milliard de livres sterling. « Au Royaume-Uni, outre la levée du plafond de licence de 49 MW, un total de 1,246 milliard de livres sterling du Fonds de défi de la stratégie industrielle et du Fonds de portefeuille d'innovation Net Zero ont été créés pour fournir une assistance et un soutien spéciaux aux technologies de stockage d'énergie.

Sous réserve de la collecte et de la sollicitation de multiples forces concurrentielles, le stockage mondial de l'énergie est entré dans la voie rapide de l'augmentation du volume. Selon les données, en 2021, la capacité installée mondiale des nouveaux projets de stockage d'énergie sera de 18,3 GW, soit une augmentation de 9% d'une année sur l'autre, et d'ici la fin de 2021, la capacité installée cumulée des projets de stockage d'énergie en exploitation sera 209,4 GW. Selon le cabinet d'études HIS Markit, la capacité totale installée des systèmes de stockage d'énergie déployés dans le monde dépassera 12 GW en 2022. Il convient de noter que dans le modèle mondial de stockage d'énergie, les États-Unis, la Chine et l'Europe sont les trois principaux chefs de file. évidemment, les trois incluent la capacité installée de stockage d'énergie mondiale de 80%, et cette tendance sera encore renforcée à l'avenir.

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