ภาพรวมการพัฒนาและการประยุกต์ใช้ของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน
1. บทนำเกี่ยวกับเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงาน
การกักเก็บพลังงานคือการกักเก็บพลังงาน ซึ่งหมายถึงเทคโนโลยีที่แปลงพลังงานรูปแบบหนึ่งให้เป็นรูปแบบที่เสถียรยิ่งขึ้นและกักเก็บพลังงานไว้ จากนั้นจึงปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบเฉพาะเมื่อจำเป็น หลักการกักเก็บพลังงานที่แตกต่างกันแบ่งการกักเก็บพลังงานออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ กลไก แม่เหล็กไฟฟ้า และไฟฟ้าเคมี การกักเก็บพลังงานแต่ละประเภทจะมีช่วงพลังงาน คุณลักษณะ และการใช้งานที่แตกต่างกัน
| ประเภทการกักเก็บพลังงาน | กำลังไฟที่กำหนด | กำลังไฟที่กำหนด | ลักษณะเฉพาะ | โอกาสการสมัคร | |
| เครื่องจักรกล การกักเก็บพลังงาน | 抽水 储能 | 100-2,000เมกกะวัตต์ | 4-10ชม. | เทคโนโลยีขนาดใหญ่และสมบูรณ์ ตอบสนองช้า ต้องใช้ทรัพยากรทางภูมิศาสตร์ | การควบคุมโหลด การควบคุมความถี่และการสำรองระบบ การควบคุมเสถียรภาพของกริด |
| 压缩 空气储能 | ไอเอ็มดับบลิว-300เมกกะวัตต์ | 1-20ชม. | เทคโนโลยีขนาดใหญ่และครบถ้วน ตอบสนองช้า ต้องใช้ทรัพยากรทางภูมิศาสตร์ | การลดจุดสูงสุด ระบบสำรอง การควบคุมเสถียรภาพของกริด | |
| 飞轮 储能 | กิโลวัตต์-30เมกะวัตต์ | 15วินาที-30วินาที นาที | กำลังจำเพาะสูง ต้นทุนสูง ระดับเสียงรบกวนสูง | การควบคุมชั่วคราว/ไดนามิก การควบคุมความถี่ การควบคุมแรงดันไฟ UPS และการเก็บพลังงานแบตเตอรี่ | |
| แม่เหล็กไฟฟ้า การกักเก็บพลังงาน | 超导 储能 | กิโลวัตต์-1เมกะวัตต์ | 2วินาที-5นาที | ตอบสนองรวดเร็ว กำลังจำเพาะสูง ต้นทุนสูง บำรุงรักษายาก | การควบคุมชั่วคราว/ไดนามิก การควบคุมความถี่ การควบคุมคุณภาพพลังงาน UPS และการเก็บพลังงานแบตเตอรี่ |
| 超级 电容 | กิโลวัตต์-1เมกะวัตต์ | 1-30วินาที | ตอบสนองรวดเร็ว กำลังจำเพาะสูง ต้นทุนสูง | การควบคุมคุณภาพไฟฟ้า UPS และการเก็บพลังงานแบตเตอรี่ | |
| ไฟฟ้าเคมี การกักเก็บพลังงาน | 铅酸 电池 | กิโลวัตต์-50เมกะวัตต์ | 1นาที-3 h | เทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่ ต้นทุนต่ำ อายุการใช้งานสั้น กังวลเรื่องการปกป้องสิ่งแวดล้อม | เครื่องสำรองไฟ, สตาร์ทดำ, UPS, ระบบปรับสมดุลพลังงาน |
| 液流 电池 | กิโลวัตต์-100เมกะวัตต์ | 1-20ชม. | รอบการทำงานของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการชาร์จและการปล่อยประจุแบบลึก วงจรเหล่านี้ประกอบกันได้ง่าย แต่มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำ | ครอบคลุมถึงคุณภาพไฟฟ้า รวมไปถึงพลังงานสำรอง รวมไปถึงการลดค่าพีคและการเติมพลังงานในหุบเขา นอกจากนี้ยังครอบคลุมถึงการจัดการพลังงานและการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนอีกด้วย | |
| 钠硫 电池 | 1kW-100MW | ชั่วโมง | พลังงานจำเพาะสูง ต้นทุนสูง และปัญหาความปลอดภัยในการดำเนินงานจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุง | คุณภาพของพลังงานเป็นแนวคิดหนึ่ง แหล่งจ่ายไฟสำรองเป็นอีกแนวคิดหนึ่ง จากนั้นมีการลดค่าพีคและการเติมค่าพลังงานในช่วงที่พลังงานลดลง การจัดการพลังงานเป็นอีกแนวคิดหนึ่ง และสุดท้ายคือการกักเก็บพลังงานหมุนเวียน | |
| 锂离子 电池 | กิโลวัตต์-100เมกะวัตต์ | ชั่วโมง | พลังงานจำเพาะสูง ต้นทุนลดลงเมื่อต้นทุนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนลดลง | การควบคุมชั่วคราว/ไดนามิก การควบคุมความถี่ การควบคุมแรงดันไฟ UPS และการเก็บพลังงานแบตเตอรี่ | |
มีข้อดีหลายประการ ได้แก่ ผลกระทบจากพื้นที่น้อยกว่า ใช้เวลาในการก่อสร้างสั้นและมีความหนาแน่นของพลังงานสูง ส่งผลให้สามารถใช้ระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีได้อย่างยืดหยุ่น ใช้งานได้ในสถานการณ์กักเก็บพลังงานหลายประเภท เป็นเทคโนโลยีสำหรับกักเก็บพลังงาน มีขอบเขตการใช้งานที่กว้างที่สุดและมีศักยภาพในการพัฒนาสูงสุด แบตเตอรี่หลักคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ใช้งานได้ตั้งแต่นาทีไปจนถึงชั่วโมง
2. สถานการณ์การใช้งานการจัดเก็บพลังงาน
การกักเก็บพลังงานมีการใช้งานที่หลากหลายในระบบไฟฟ้า การกักเก็บพลังงานมีการใช้งานหลัก 3 ประการ ได้แก่ การผลิตไฟฟ้า โครงข่ายไฟฟ้า และผู้ใช้ ดังนี้
การผลิตพลังงานใหม่นั้นแตกต่างจากการผลิตพลังงานแบบดั้งเดิม เนื่องจากได้รับผลกระทบจากสภาพธรรมชาติ เช่น แสงและอุณหภูมิ ผลผลิตพลังงานจะแตกต่างกันไปตามฤดูกาลและวัน การปรับผลผลิตให้สอดคล้องกับความต้องการนั้นเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานที่ไม่เสถียร เมื่อกำลังการผลิตที่ติดตั้งหรือสัดส่วนการผลิตพลังงานถึงระดับหนึ่ง ก็จะส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า เพื่อให้ระบบไฟฟ้าปลอดภัยและเสถียร ระบบพลังงานใหม่จะใช้ผลิตภัณฑ์กักเก็บพลังงาน ซึ่งจะเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าอีกครั้งเพื่อปรับผลผลิตพลังงานให้ราบรื่น ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบของพลังงานใหม่ ซึ่งรวมถึงพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม เนื่องจากผลิตภัณฑ์เหล่านี้ผลิตได้ไม่ต่อเนื่องและไม่แน่นอน นอกจากนี้ยังช่วยแก้ไขปัญหาการใช้พลังงาน เช่น ลมและแสงที่ลดลง
การออกแบบและการสร้างกริดแบบดั้งเดิมนั้นใช้หลักการโหลดสูงสุด โดยจะทำที่ด้านกริด ซึ่งเป็นกรณีเดียวกับการสร้างกริดใหม่หรือเพิ่มกำลังการผลิต อุปกรณ์จะต้องคำนึงถึงโหลดสูงสุด ซึ่งจะนำไปสู่ต้นทุนที่สูงและการใช้สินทรัพย์ที่ต่ำ การเพิ่มขึ้นของการจัดเก็บพลังงานที่ด้านกริดสามารถทำลายวิธีการโหลดสูงสุดแบบเดิมได้ เมื่อสร้างกริดใหม่หรือขยายกริดเก่า สามารถลดความแออัดของกริดได้ นอกจากนี้ยังส่งเสริมการขยายและอัปเกรดอุปกรณ์ ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนการลงทุนในกริดและปรับปรุงการใช้สินทรัพย์ได้ การจัดเก็บพลังงานใช้ภาชนะเป็นพาหะหลัก ใช้ในด้านการผลิตไฟฟ้าและด้านกริด โดยส่วนใหญ่ใช้สำหรับแอปพลิเคชันที่มีกำลังไฟฟ้ามากกว่า 30 กิโลวัตต์ ซึ่งต้องใช้กำลังการผลิตที่สูงกว่า
ระบบพลังงานใหม่บนฝั่งผู้ใช้ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตและจัดเก็บพลังงาน ซึ่งช่วยลดต้นทุนค่าไฟฟ้าและใช้ระบบจัดเก็บพลังงานเพื่อรักษาเสถียรภาพของพลังงาน ในขณะเดียวกัน ผู้ใช้ยังสามารถใช้ระบบจัดเก็บพลังงานเพื่อจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเมื่อราคาตกต่ำได้ ซึ่งช่วยให้ลดการใช้ไฟฟ้าจากกริดเมื่อราคาสูงได้ นอกจากนี้ ผู้ใช้ยังสามารถขายไฟฟ้าจากระบบจัดเก็บพลังงานเพื่อสร้างรายได้จากราคาสูงสุดและต่ำสุดได้อีกด้วย ระบบจัดเก็บพลังงานบนฝั่งผู้ใช้ใช้ตู้เป็นตัวนำหลัก เหมาะสำหรับการใช้งานในสวนอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ และสถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบกระจาย ซึ่งจะมีกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 1 กิโลวัตต์ถึง 10 กิโลวัตต์ ความจุของผลิตภัณฑ์ค่อนข้างต่ำ
3. ระบบ “แหล่ง-กริด-โหลด-ระบบจัดเก็บ” เป็นสถานการณ์การใช้งานที่ขยายออกไปของระบบจัดเก็บพลังงาน
ระบบ “แหล่ง-กริด-โหลด-สต็อค” เป็นโหมดการทำงาน ซึ่งรวมถึงโซลูชันของ “แหล่งพลังงาน กริดไฟฟ้า โหลด และการเก็บพลังงาน” สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและความปลอดภัยของกริดได้ สามารถแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น ความผันผวนของกริดในการใช้พลังงานสะอาด ในระบบนี้ แหล่งพลังงานคือผู้จัดหาพลังงาน ซึ่งรวมถึงพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ พลังงานลม และพลังงานน้ำ รวมไปถึงพลังงานแบบดั้งเดิม เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ กริดคือเครือข่ายส่งพลังงาน ซึ่งรวมถึงสายส่งและอุปกรณ์ระบบไฟฟ้า โหลดคือผู้ใช้พลังงานขั้นสุดท้าย ซึ่งรวมถึงผู้อยู่อาศัย องค์กร และสิ่งอำนวยความสะดวกสาธารณะ ระบบจัดเก็บคือเทคโนโลยีการเก็บพลังงาน ซึ่งรวมถึงอุปกรณ์และเทคโนโลยีการจัดเก็บ
ในระบบไฟฟ้าเก่า โรงไฟฟ้าพลังความร้อนเป็นแหล่งพลังงาน บ้านเรือนและอุตสาหกรรมเป็นโหลด ทั้งสองอยู่ห่างกันมาก กริดไฟฟ้าเชื่อมต่อทั้งสองเข้าด้วยกัน โดยใช้โหมดควบคุมแบบบูรณาการขนาดใหญ่ เป็นโหมดปรับสมดุลแบบเรียลไทม์ โดยที่แหล่งจ่ายไฟจะตามโหลด
ภายใต้ “ระบบพลังงานใหม่” ระบบได้เพิ่มความต้องการในการชาร์จของยานยนต์พลังงานใหม่เป็น “โหลด” สำหรับผู้ใช้ ซึ่งเพิ่มแรงกดดันให้กับโครงข่ายไฟฟ้าอย่างมาก วิธีการพลังงานใหม่ เช่น โฟโตวอลตาอิกส์ ทำให้ผู้ใช้กลายเป็น “แหล่งพลังงาน” นอกจากนี้ ยานยนต์พลังงานใหม่ยังต้องชาร์จไฟอย่างรวดเร็ว และการผลิตพลังงานใหม่ก็ไม่เสถียร ดังนั้น ผู้ใช้จึงต้องการ “แหล่งกักเก็บพลังงาน” เพื่อลดผลกระทบจากการผลิตและการใช้ไฟฟ้าบนโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งจะทำให้สามารถใช้พลังงานสูงสุดและกักเก็บพลังงานได้
การใช้พลังงานรูปแบบใหม่กำลังมีความหลากหลายมากขึ้น ผู้ใช้ต้องการสร้างไมโครกริดในพื้นที่ ซึ่งเชื่อมต่อ “แหล่งพลังงาน” (แสง) “การจัดเก็บพลังงาน” (การจัดเก็บ) และ “โหลด” (การชาร์จ) ผู้ใช้ใช้เทคโนโลยีควบคุมและการสื่อสารเพื่อจัดการแหล่งพลังงานจำนวนมาก ผู้ใช้สามารถสร้างและใช้พลังงานใหม่ในพื้นที่ได้ นอกจากนี้ ผู้ใช้ยังสามารถเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ได้สองวิธี วิธีนี้จะช่วยลดผลกระทบที่มีต่อโครงข่ายไฟฟ้าและช่วยสร้างความสมดุล ไมโครกริดขนาดเล็กและระบบจัดเก็บพลังงานเป็น “ระบบจัดเก็บและชาร์จพลังงานแสงอาทิตย์” ซึ่งผสานรวมเข้าด้วยกัน ถือเป็นการใช้งานที่สำคัญของ “ระบบจัดเก็บโหลดของโครงข่ายไฟฟ้าต้นทาง”
2. แนวโน้มการประยุกต์ใช้และศักยภาพทางการตลาดของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน
รายงานของ CNESA ระบุว่า ณ สิ้นปี 2023 กำลังการผลิตรวมของโครงการกักเก็บพลังงานที่ดำเนินการอยู่อยู่ที่ 289.20 กิกะวัตต์ เพิ่มขึ้น 21.92% จาก 237.20 กิกะวัตต์เมื่อสิ้นปี 2022 กำลังการผลิตติดตั้งรวมของโครงการกักเก็บพลังงานใหม่อยู่ที่ 91.33 กิกะวัตต์ เพิ่มขึ้น 99.62% จากปีก่อน
ภายในสิ้นปี 2023 กำลังการผลิตรวมของโครงการจัดเก็บพลังงานในจีนอยู่ที่ 86.50 กิกะวัตต์ เพิ่มขึ้น 44.65% จาก 59.80 กิกะวัตต์เมื่อสิ้นปี 2022 ปัจจุบัน โครงการเหล่านี้คิดเป็น 29.91% ของกำลังการผลิตทั่วโลก เพิ่มขึ้น 4.70% จากสิ้นปี 2022 โดยโครงการจัดเก็บพลังงานแบบสูบน้ำมีกำลังการผลิตสูงสุด คิดเป็น 59.40% การเติบโตของตลาดส่วนใหญ่มาจากการจัดเก็บพลังงานใหม่ ซึ่งรวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ตะกั่วกรด และอากาศอัด โดยมีกำลังการผลิตรวม 34.51 กิกะวัตต์ เพิ่มขึ้น 163.93% จากปีก่อน ในปี 2023 การจัดเก็บพลังงานใหม่ของจีนจะเพิ่มขึ้น 21.44 กิกะวัตต์ เพิ่มขึ้น 191.77% เมื่อเทียบเป็นรายปี การจัดเก็บพลังงานใหม่รวมถึงแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและอากาศอัด ทั้งสองโครงการมีโครงการที่เชื่อมต่อกับกริดในระดับเมกะวัตต์หลายร้อยโครงการ
จากการวางแผนและก่อสร้างโครงการกักเก็บพลังงานใหม่ พบว่าโครงการกักเก็บพลังงานใหม่ของจีนมีขนาดใหญ่ ในปี 2022 มีโครงการ 1,799 โครงการ โครงการเหล่านี้อยู่ระหว่างการวางแผน อยู่ระหว่างการก่อสร้าง หรืออยู่ระหว่างการดำเนินการ โดยมีกำลังการผลิตรวมประมาณ 104.50 กิกะวัตต์ โครงการกักเก็บพลังงานใหม่ส่วนใหญ่ที่ดำเนินการเป็นโครงการขนาดเล็กและขนาดกลาง มีขนาดน้อยกว่า 10 เมกะวัตต์ คิดเป็นประมาณ 61.98% ของทั้งหมด โครงการกักเก็บพลังงานที่อยู่ในระหว่างการวางแผนและอยู่ระหว่างการก่อสร้างส่วนใหญ่เป็นโครงการขนาดใหญ่ มีขนาด 10 เมกะวัตต์ขึ้นไป คิดเป็น 75.73% ของทั้งหมด โครงการขนาด 100 เมกะวัตต์มากกว่า 402 โครงการอยู่ในระหว่างดำเนินการ โครงการเหล่านี้มีพื้นฐานและเงื่อนไขในการกักเก็บพลังงานสำหรับโครงข่ายไฟฟ้า
เวลาโพสต์ : 22 ก.ค. 2567