1. Rješenja za hlađenje tekućinom ubrzavaju prodor, šireći tržište upravljanja toplinom za skladištenje energije
1.1 Vazdušno hlađenje dominira trenutnim upravljanjem toplotnim skladištenjem energije, tečno hlađenje se pojavljuje kao budući trend
Postoje različiti oblici upravljanja toplotom za skladištenje energije, a vazdušno i tečno hlađenje su relativno zreli. Trenutne glavne metode upravljanja toplinom uključuju zračno hlađenje, hlađenje tekućinom, hlađenje toplotnih cijevi i hlađenje s promjenom faze. Trenutno je primena vazdušnog i tečnog hlađenja relativno raširena, dok je stepen industrijalizacije hlađenja toplotnih cevi i hlađenja sa promenom faze relativno nizak. Među njima, hlađenje sa promenom faze je metoda hlađenja koja koristi faznu promenu materijala za promenu faze da apsorbuje toplotu. Ima prednosti kompaktne strukture, niske kontaktne toplotne otpornosti i dobrog efekta hlađenja. Međutim, cijena materijala za promjenu faze je relativno visoka, a skladištenje topline i brzina odvođenja topline su relativno spori. Trenutno se manje koristi u oblasti kontrole temperature skladištenja energije. Hlađenje toplotnih cevi se oslanja na promenu faze rashladnog medija zatvorenog u cevi da bi se postigla razmena toplote. Ima prednosti visoke efikasnosti odvođenja toplote, sigurnosti i pouzdanosti, ali je i cijena visoka. Rijetko se koristi u sistemima baterija velikog kapaciteta kao što je skladištenje energije. Na osnovu zrelosti tehnologije i stepena industrijalizacije, vjerujemo da će zračno i tekuće hlađenje i dalje biti glavni oblici kontrole temperature skladištenja energije u srednjem i dugoročnom periodu.
| Ključne metode upravljanja toplotom za sisteme skladištenja energije | |||||
| stavka | vazdušno hlađenje | Tečno hlađenje | Hlađenje toplotnih cevi | Fazna promjena hlađenja | |
| pasivan | aktivnih | Hladno hlađenje zraka | Hladno tečno hlađenje | Materijal za promenu faze + toplotno provodljivi materijal | |
| Efikasnost hlađenja | srednji | viši | viši | visok | visok |
| Brzina hlađenja | srednji | visok | visok | visok | viši |
| Pad temperature | srednji | viši | viši | visok | visok |
| Temperaturna razlika | viši | nizak | nizak | nizak | nizak |
| složenost | srednji | srednji | srednji | viši | srednji |
| trošak | nizak | viši | viši | visok | viši |
Sistem zračnog hlađenja ima nisku početnu cijenu i siguran je i pouzdan, te je trenutno glavni oblik kontrole temperature skladištenja energije. Vazdušno hlađenje je metoda hlađenja koja koristi zrak kao rashladni medij i koristi konvekcijski prijenos topline za smanjenje temperature baterije. Široko se koristi u scenarijima kontrole temperature kao što su industrijsko hlađenje, komunikacijske bazne stanice i podatkovni centri. Tehnološka zrelost i pouzdanost su relativno visoke. Pored toga, ukupna struktura sistema za hlađenje vazduha je relativno jednostavna i laka za održavanje, a početni troškovi ulaganja su relativno niski. Uzimajući u obzir njegove prednosti u pogledu cijene i pouzdanosti, zračno hlađenje je trenutno najmasovnije rješenje u oblasti kontrole temperature skladištenja energije.
Sistem vazdušnog hlađenja ima nisku efikasnost odvođenja toplote, lošu kontrolu temperaturne razlike i veliki otisak, a opseg njegove primene je relativno ograničen. Prije svega, zbog niskog specifičnog toplinskog kapaciteta i toplinske provodljivosti samog zraka, efikasnost odvođenja topline sistema za hlađenje zraka nije visoka. Iako može ispuniti zahtjeve za kontrolu temperature većine trenutnih elektrana za skladištenje energije, uz kontinuirano poboljšanje skale s jednom jedinicom i gustine energije u projektima skladištenja energije, nedostaci sistema za hlađenje zraka u efikasnosti odvođenja topline će postepeno postati očigledni. Osim toga, u uobičajenim sistemima za hlađenje zraka, zrak uvijek jednosmjerno struji od ulaza zraka do izlaza zraka, što će uzrokovati veliku temperaturnu razliku između baterija koje se nalaze na ulazu i izlazu zraka, što će uzrokovati veliki utjecaj na konzistenciju baterije. Iako trenutno postoje rješenja za poboljšanje kao što su žičani klima uređaji, to suštinski ne rješava nedostatke zračnog hlađenja u kontroli temperaturne razlike. Konačno, sistem zračnog hlađenja zahtijeva postavljanje velike površine kanala za disipaciju topline, što će značajno utjecati na iskorištenost prostora elektrane za skladištenje energije, ograničavajući na taj način obim spremnika za skladištenje energije i poboljšanje gustine energije. . Iz navedenih razloga, opseg primjene sistema zračnog hlađenja u oblasti skladištenja energije ima određena ograničenja.
Sistemi za hlađenje tekućinom imaju snažne mogućnosti odvođenja topline i niske troškove životnog ciklusa, te se očekuje da će postati budući trend razvoja. Hlađenje tekućinom je metoda hlađenja koja koristi tekućine kao što su voda i etilen glikol kao medij za smanjenje temperature baterije kroz konvekciju topline. U poređenju sa vazdušnim hlađenjem, struktura sistema tečnog hlađenja je složenija i kompaktnija, ne zahteva postavljanje velike površine kanala za disipaciju toplote i zauzima relativno malu površinu. Istovremeno, pošto su koeficijent prolaza toplote i specifični toplotni kapacitet rashladne tečnosti veći i na njih ne utiču faktori kao što su nadmorska visina i vazdušni pritisak, sistem za tečno hlađenje ima jači kapacitet odvođenja toplote od sistema za hlađenje vazduha, i prilagodljiviji trendu razvoja velikih projekata skladištenja energije velike gustine energije. Iz perspektive troškova, prema relevantnim istraživanjima, pod istim efektom hlađenja, potrošnja energije sistema za tečno hlađenje je obično mnogo niža nego kod sistema za hlađenje vazduha. Stoga, iako je početni trošak ulaganja u sistem tečnog hlađenja visok, njegov sveobuhvatni trošak tokom čitavog životnog ciklusa sistema za skladištenje energije može biti niži od troškova sistema za hlađenje vazduha. Ukratko, vjerujemo da se u nekim scenarijima očekuje da će hlađenje tekućinom postepeno zamijeniti zračno hlađenje i postati glavni oblik kontrole temperature skladištenja energije.
Pod jednakom potrošnjom energije, tekući sistem hlađenja pokazuje superioran učinak hlađenja na modulima litijumskih baterija u poređenju sa hlađenjem na zraku
Sistemi za hlađenje tekućinom se i dalje suočavaju s određenim izazovima u pogledu pouzdanosti i drugih aspekata. Ranije se tečno hlađenje relativno rijetko koristilo u oblasti regulacije temperature skladištenja energije, a tehnička zrelost je još uvijek zaostajala za vazdušnim hlađenjem, posebno u pogledu operativne stabilnosti i pouzdanosti. Konkretno, cjevovodi u sistemu tečnog hlađenja su skloni koroziji i taloženju, što može uzrokovati začepljenje ili curenje rashladne tekućine, dok uobičajene rashladne tekućine kao što su voda, etilen glikol i silikonsko ulje mogu oštetiti bateriju ili uzrokovati kratki spoj u sistem, što dovodi do sigurnosnih opasnosti u elektranama za skladištenje energije. Osim toga, projektni vijek sustava za skladištenje energije je obično 15 godina, ali vijek trajanja pumpi i ventila unutar sistema za hlađenje tekućinom je često oko 7 godina. Postoji određena neusklađenost između to dvoje, tako da je tokom rada projekta skladištenja energije velika vjerovatnoća da će tečno hlađenje morati da se održava ili da se komponente sistema zamijene gašenjem, što će uticati na ekonomsku izvodljivost projekta. Naravno, s napretkom tehnologije hlađenja tekućinom, vjerujemo da se ovi problemi očekuju jedan za drugim rješavati, a ukupno hlađenje tekućinom će i dalje biti budući trend razvoja kontrole temperature skladištenja energije.
1.2 Tržište upravljanja toplinom skladištenja energije spremno za brzi rast
Rješenja za hlađenje tekućinom ubrzavaju svoj prodor, a očekuje se da će jedinična vrijednost kontrole temperature skladištenja energije nastaviti rasti. Ukratko, iz perspektive performansi hlađenja i troškova punog životnog ciklusa, prednosti sadašnjeg sistema za hlađenje tekućinom postepeno su se počele manifestirati. Sudeći po novim proizvodima koje su lansirali veliki proizvođači baterija i integratori sistema za skladištenje energije 2021. godine, hlađenje tekućinom postalo je glavno rješenje za kontrolu temperature. Očekujemo da će se omjer primjene tečnog hlađenja u sistemima za skladištenje energije naglo povećati od 2025. Trenutno je jedinična cijena sistema za hlađenje tekućinom oko 2-3 puta veća od cijene zračnog hlađenja. Stoga, sa ubrzanim prodorom tečnog hlađenja, očekuje se da će ukupna jedinična vrijednost sistema za kontrolu temperature skladišta energije pokazati uzlazni trend.
| Tečno hlađenje se pojavljuje kao glavno rješenje u novim proizvodima vodećih integratora baterija/sistema za pohranu energije | ||
| 2023 | 2024 | |
| CATL | Lansiran je prvi proizvod za skladištenje energije hlađen tekućinom EnerOne, koji je certificiran od strane TÜV SÜD. | EnerOne je isporučen u serijama i lansiran je sistem montažnih kabina EnerC sa tečnim hlađenjem. |
| BYD | Lansiran je prvi proizvod za skladištenje energije hlađen tekućinom, Cube 28, koji pokriva površinu od 16.66 kvadratnih metara i ima kapacitet od 2.8 MWh. | Nadograđena verzija blade baterije, Cube 28, je u razvoju, a njen ekvivalentni kapacitet kontejnera od 40 stopa će premašiti 6MWh. |
| Zamislite energiju | Proizvodi za skladištenje energije u osnovi usvajaju rješenje za hlađenje zraka | Lansiran je prvi tekućinom hlađeni pametni proizvod za skladištenje energije sa trajanjem baterije +20% i potrošnjom energije -20%. |
| Sungrow Power | Pokrenite novi sistem za skladištenje energije hlađen tekućinom kako biste smanjili troškove dopuna skladištenja energije i smanjili LCOS. | |
| SmartPropel Energy | Lansiran SPP1 (372Kwh+200Kw) tečno hlađeni sistem za skladištenje energije, sa gustinom energije +80% i vijekom trajanja +20%. | |
| CHINT Nova energija | Objavljen sistem za skladištenje energije TELOGY Camelback 1500V tečno hlađen, uglavnom usmjeren na stranu napajanja. | |
| Clou Electronics | Lansiran je integrisani sistem za skladištenje energije hlađen tekućinom E30, 2.5MWh 1CP, kompatibilan unazad. | |
Obim i cijena kontrole temperature skladištenja energije rastu, a očekuje se da će globalni tržišni prostor premašiti 13 milijardi RMB u 2025. Kao što je prethodno izračunato, očekuje se da će globalni novi instalirani kapacitet skladišta energije premašiti 300 GWh u 2025., a očekuje se da će udio skladištenja energije litijumskih baterija ostat će na oko 95% posljednjih godina. Na osnovu toga, pretpostavljamo da će se stopa penetracije sistema za tečno hlađenje povećati sa oko 10% u 2021. na oko 40% u 2025. godini, a obim isporuke sistema za vazdušno hlađenje/tečno hlađenje za skladištenje energije u 2025. godini dostići će 175/117GWh respektivno. . Trenutno, jedinična vrijednost sistema za vazdušno/tečno hlađenje je približno 30 miliona RMB/90 miliona/GWh. Ako ova dva zadrže godišnji pad od oko 3%/5% u budućnosti, očekuje se da će veličina globalnog tržišta kontrole temperature skladištenja energije premašiti 13 milijardi RMB u 2025., a ukupna vrijednost jedinice će se povećati sa 36 miliona RMB/GWh na 45 miliona RMB/GWh u 2025. Očekuje se da će industrija ostvariti rast „i količine i cene“.
| Globalna analiza tržišnog prostora za termalno skladištenje energije | |||||||
| jedinica | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | 2025E | |
| Globalni novi instalirani kapacitet za skladištenje energije | GWh | 10.8 | 29.30 | 91.30 | 140.30 | 207.80 | 306.90 |
| Udio za pohranu energije litijumske baterije | % | 95% | 95% | 95% | 95% | 95% | 95% |
| Globalni instalirani kapacitet za skladištenje energije nove litijumske baterije | Gwh | 10.2 | 27.8 | 86.7 | 133.3 | 197.4 | 291.6 |
| Udio sistema za hlađenje zraka | % | 95% 9.7 | 90% | 85% | 80% | 70% | 60% |
| Isporuka sistema vazdušnog hlađenja | GWh | 0.3 | 25.1 | 73.7 | 106.7 | 138.2 | 175 |
| Vrijednost jedinice sistema vazdušnog hlađenja | milijardi RMB/GWh | 2.9 | 0.3 | ol29 | 0.28 | 0.27 | 0.27 |
| Veličina tržišta vazdušnog hlađenja | milijardi RMB | 5 | 750% | 21.5 | 30.1 | 37.8 | 46.5 |
| Dio sistema za hlađenje tečnosti | % | 0.5 | 10% | 15% | 20% | 30% | 40% |
| Isporuke sistema za tečno hlađenje | Gwh | 0.9 | 2.8 | 1300% | 26.7 | 59.2 | 116.6 |
| Vrijednost jedinice sistema hlađenja tekućinom | milijardi RMB/GWh | 0.5 | 0.9 | 0.86 | 0.81 | 0.77 | 0.73 |
| Veličina tržišta sistema za hlađenje tečnosti | milijardi RMB | 0.33 | 2.5 | 11.1 | 21.7 | 45.7 | 85.5 |
| Vrijednost jedinice za kontrolu temperature skladištenja energije | milijardi RMB/GWh | 3.4 | 0.36 | 0.38 | 0.39 | 0.42 | 0.45 |
| Veličina tržišta za kontrolu temperature skladištenja energije | milijardi RMB | 10 | 32.6 | 51.8 | 83.5 | 132 | |
| Stopa rasta | % | 197% | 225% | 59% | 61% | 58% | |
2. Povoljan tržišni pejzaž za termalno upravljanje skladištenjem energije: vodeći igrači dobijaju prednost
2.1 Upravljanje toplinom: niša, ali ključni segment u lancu vrijednosti skladištenja energije s povoljnim konkurentskim pejzažom
Sistem kontrole temperature skladištenja energije ima mali udio u vrijednosti, ali je od izuzetnog značaja, a naknadni pritisak smanjenja troškova je relativno mali. Slično drugim novim energetskim industrijama, kontinuirano smanjenje troškova je važan preduslov za otvaranje prostora za potražnju za skladištenjem energije. S obzirom da baterije čine oko 60% troškova sistema za skladištenje energije, očekuje se da će baterije u budućnosti postati ključna karika u smanjenju troškova sistema za skladištenje energije. Prema BNEF-ovoj prognozi, referentni trošak četvorosatnog skladištenja energije na nivou elektrane će pasti sa 299 USD/kWh u 2020. na 167 USD u 2030. godini, a doprinos baterija smanjenoj ceni će dostići više od 70%. Za poređenje, kontrola temperature čini samo oko 3%-5% ukupne cijene sistema za skladištenje energije i igra vitalnu ulogu u cjelokupnoj sigurnosti i pouzdanosti sistema. Stoga vjerujemo da su integratori skladištenja energije ili vlasnici projekata skloniji odabiru visokokvalitetnih rješenja za kontrolu temperature sa stabilnim performansama umjesto jednostavnog smanjenja troškova. Očekuje se da će pritisak smanjenja troškova sa kojim se suočava kontrola temperature skladištenja energije biti relativno opušten u budućnosti.
Zahtjevi za preciznost upravljanja i operativnu pouzdanost sistema za kontrolu temperature skladištenja energije su znatno viši od onih u općim civilnim i industrijskim područjima hlađenja, a postoje i visoke tehničke barijere u industriji. Kao što je ranije pomenuto, sistem kontrole temperature je važna garancija za siguran i efikasan rad projekata skladištenja energije, tako da postoje relativno strogi zahtevi u pogledu tačnosti kontrole i operativne pouzdanosti. Uzimajući za primjer rješenje za hlađenje zraka, u poređenju sa običnim civilnim klima uređajima, precizne klima uređaje koji se koriste u sistemu za hlađenje zraka potrebno je u skladu s tim unaprijediti u smislu cirkulacije zraka, efikasnosti odvođenja topline, stabilnosti, vijeka trajanja, pouzdanosti itd. Za rješenja za tečno hlađenje, kako osigurati efekat disipacije topline uz izbjegavanje problema kao što je curenje rashladne tekućine, također je velika tehnička poteškoća. Stoga, za opšte civilne kompanije za klimatizaciju nije lako preći u oblast kontrole temperature skladištenja energije, a u industriji postoje određene tehničke barijere.
| Poređenje preciznih klima uređaja i stambenih klima uređaja | ||
| Projekat | Precizni klima uređaj | Rezidencijalna klima |
| Područje primjene | Fokusirajući se na radno okruženje opreme, cilj je zaštititi pouzdan rad opreme, poboljšati efikasnost i smanjiti operativne troškove. | Životna sredina, radi zaštite fizičkog i mentalnog zdravlja, poboljšanja radne efikasnosti i kvaliteta života. |
| Cirkulacija zraka | Potrebni parametri prostornog okruženja su veoma ujednačeni, a broj cirkulacije vazduha u jedinici vremena je veliki. | Ujednačenost čitavog prostora nije velika, a broj ciklusa je mali. |
| Thermal upravljanje | Fokusirajući se na upravljanje toplinom, dizajn ima visok osjetljiv omjer topline i male karakteristike razlike entalpije. | Omjer mokrog opterećenja je velik, a dizajn ima karakteristike niskog omjera osjetljive topline i velike entalpijske razlike. |
| Toplinska stabilnost | Temperaturna fluktuacija ≤±1℃ | Generalno kontrolisan na +3℃~5℃. |
| Upravljanje vlažnošću | Okruženje ima visoke zahtjeve za preciznošću vlažnosti, zahtijevajući da se vlažnost podesi na ±5% | U skladu sa zahtjevima higijene i udobnosti, kontrolira se na 40%~65%RH, sa širokim rasponom. |
| Radno okruženje | Radno okruženje: -40℃~+45℃ Režim rada: “24 sata × 7 dana” kontinuirani rad | Radno okruženje: -5℃~+45℃ Režim rada: “8 sati X7 dana” rad sa prekidima. |
| Život dizajna | Duže | kratak |
| pouzdanost | Zadovoljite potrebe rada bez nadzora i visoke zahtjeve pouzdanosti | Relativno niska pouzdanost. |
Sistem kontrole temperature skladištenja energije ima visok stepen prilagođavanja, što zahteva dovoljno iskustva u projektu i akumulaciju odnosa sa klijentima. Vodeći proizvođači imaju snažnu prednost prvog pokretača. Skladištenje energije se široko koristi u elektroenergetskim sistemima. Zahtjevi za sisteme za pohranu energije u različitim scenarijima često su prilično različiti. Čak i za slične scenarije primjene, tehnička rješenja različitih integratora sistema za skladištenje energije mogu biti različita. Stoga, sistem kontrole temperature skladišta energije nije standardizirani proizvod, već ga obično treba prilagoditi specifičnim zahtjevima različitih projekata ili tehničkim rješenjima različitih proizvođača. Bilo da se radi o sistemu hlađenim zrakom ili tekućinom, kompresori, ventilatori, cjevovodi, pumpe i ventili koji se koriste su uglavnom standardizirani uređaji. Vjerujemo da jezgro konkurentnosti proizvođača kontrole temperature za skladištenje energije leži u mogućnostima dizajna i integracije cjelokupnog sistema, te da postoji jaka nepovezanost između njih i daljnjih kupaca baterija ili integratora. S jedne strane, proizvođači kontrole temperature skladištenja energije moraju održavati dubinsku komunikaciju s kupcima u fazi dizajna proizvoda/rješenja kako bi u potpunosti razumjeli potrebe kupaca; s druge strane, integratori sistema za skladištenje energije su također skloniji onim proizvođačima kontrole temperature koji su uspostavili dugoročne kooperativne odnose i čija je pouzdanost proizvoda potvrđena stvarnim projektima. Stoga, iz perspektive akumulacije tehnologije i odnosa s kupcima, vodeći proizvođači kontrole temperature skladištenja energije koji su započeli rano i imaju bogato projektno iskustvo imat će jaku prednost u prvom planu.
SmartPropel skladište energije Proizvodi za kontrolu temperature
Shenzhen SmartPropel Energy System Co., Ltd. ima jake mogućnosti istraživanja i razvoja i veliki proizvodni kapacitet zasnovan na godinama tehnološke akumulacije. Upario je relevantne proizvode za tečno hlađenje i hlađenje vazduha za kupce u oblasti skladištenja energije. U budućnosti će dodatno proširiti tržište proizvoda za kontrolu temperature skladištenja energije kroz sveobuhvatne prednosti kao što su precizna kontrola temperature, visoka pouzdanost, visoka sigurnost i ujednačenost temperature.
