1. Solusi Pendinginan Cair Mempercepat Penetrasi, Memperluas Pasar Manajemen Termal Penyimpanan Energi
1.1 Pendinginan Udara Mendominasi Manajemen Termal Penyimpanan Energi Saat Ini, Pendinginan Cair Muncul Sebagai Tren Masa Depan
Ada berbagai bentuk manajemen termal untuk penyimpanan energi, dan pendinginan udara serta pendinginan cair relatif matang. Metode manajemen termal arus utama saat ini meliputi pendinginan udara, pendinginan cair, pendinginan pipa panas, dan pendinginan perubahan fasa. Saat ini, penerapan pendinginan udara dan pendinginan cair relatif luas, sedangkan tingkat industrialisasi pendinginan pipa panas dan pendinginan perubahan fasa relatif rendah. Di antara mereka, pendinginan perubahan fasa adalah metode pendinginan yang menggunakan perubahan fasa bahan perubahan fasa untuk menyerap panas. Ini memiliki keunggulan struktur kompak, resistansi termal kontak rendah, dan efek pendinginan yang baik. Namun, biaya bahan perubahan fasa relatif tinggi, dan kecepatan penyimpanan panas dan pembuangan panas relatif lambat. Saat ini kurang digunakan di bidang kontrol suhu penyimpanan energi. Pendinginan pipa panas bergantung pada perubahan fasa media pendingin yang tertutup dalam pipa untuk mencapai pertukaran panas. Ini memiliki keunggulan efisiensi pembuangan panas yang tinggi, keamanan dan keandalan, tetapi biayanya juga tinggi. Ini jarang digunakan dalam sistem baterai berkapasitas besar seperti penyimpanan energi. Berdasarkan kematangan teknologi dan tingkat industrialisasi, kami percaya bahwa pendinginan udara dan pendinginan cair akan tetap menjadi bentuk utama pengendalian suhu penyimpanan energi dalam jangka menengah dan panjang.
| Metode Manajemen Termal Utama untuk Sistem Penyimpanan Energi | |||||
| Barang | pendingin udara | Pendinginan cair | Pendinginan pipa panas | Pendinginan perubahan fase | |
| Pasif | Aktif | Pendinginan udara ujung dingin | Pendinginan cairan ujung dingin | Bahan perubahan fase + bahan konduktif termal | |
| Efisiensi pendinginan | Medium | Tertinggi | Tertinggi | High | High |
| Kecepatan pendinginan | Medium | High | High | High | Tertinggi |
| Penurunan suhu | Medium | Tertinggi | Tertinggi | High | High |
| Perbedaan suhu | Tertinggi | Rendah | Rendah | Rendah | Rendah |
| Kompleksitas | Medium | Medium | Medium | Tertinggi | Medium |
| Biaya | Rendah | Tertinggi | Tertinggi | High | Tertinggi |
Sistem pendingin udara memiliki biaya awal yang rendah dan aman serta andal, dan saat ini menjadi bentuk utama kontrol suhu penyimpanan energi. Pendinginan udara adalah metode pendinginan yang menggunakan udara sebagai media pendingin dan menggunakan perpindahan panas konveksi untuk menurunkan suhu baterai. Metode ini banyak digunakan dalam skenario kontrol suhu seperti pendinginan industri, stasiun pangkalan komunikasi, dan pusat data. Kematangan dan keandalan teknologinya relatif tinggi. Selain itu, keseluruhan struktur sistem pendingin udara relatif sederhana dan mudah dirawat, serta biaya investasi awalnya relatif rendah. Dengan mempertimbangkan keunggulannya dalam hal biaya dan keandalan, pendinginan udara saat ini merupakan solusi paling umum di bidang kontrol suhu penyimpanan energi.
Sistem pendingin udara memiliki efisiensi pembuangan panas yang rendah, pengendalian perbedaan suhu yang buruk, dan tapak yang besar, dan cakupan aplikasinya relatif terbatas. Pertama-tama, karena kapasitas panas spesifik dan konduktivitas termal udara itu sendiri rendah, efisiensi pembuangan panas dari sistem pendingin udara tidaklah tinggi. Meskipun dapat memenuhi persyaratan kontrol suhu dari sebagian besar pembangkit listrik penyimpanan energi saat ini, dengan peningkatan berkelanjutan skala unit tunggal dan kepadatan energi dari proyek penyimpanan energi, kekurangan sistem pendingin udara dalam efisiensi pembuangan panas secara bertahap akan terlihat jelas. Selain itu, dalam sistem pendingin udara umum, udara selalu mengalir searah dari saluran masuk udara ke saluran keluar udara, yang akan menyebabkan perbedaan suhu yang besar antara baterai yang terletak di saluran masuk dan keluar udara, sehingga menyebabkan dampak yang besar pada konsistensi baterai. Meskipun saat ini ada solusi perbaikan seperti AC string, ini tidak secara mendasar menyelesaikan kelemahan pendinginan udara dalam kontrol perbedaan suhu. Akhirnya, sistem pendingin udara memerlukan penyebaran area saluran pembuangan panas yang luas, yang secara signifikan akan memengaruhi pemanfaatan ruang pembangkit listrik penyimpanan energi, sehingga membatasi skala wadah penyimpanan energi dan peningkatan kepadatan energi. Berdasarkan alasan di atas, ruang lingkup penerapan sistem pendingin udara di bidang penyimpanan energi memiliki keterbatasan tertentu.
Sistem pendingin cair memiliki kemampuan pembuangan panas yang kuat dan biaya siklus hidup yang rendah, dan diharapkan menjadi tren pengembangan di masa depan. Pendinginan cair merupakan metode pendinginan yang menggunakan cairan seperti air dan etilen glikol sebagai media untuk menurunkan suhu baterai melalui konveksi panas. Dibandingkan dengan pendinginan udara, struktur sistem pendingin cair lebih kompleks dan kompak, tidak memerlukan penyebaran saluran pembuangan panas yang luas, dan menempati area yang relatif kecil. Pada saat yang sama, karena koefisien perpindahan panas dan kapasitas panas spesifik pendingin lebih tinggi dan tidak terpengaruh oleh faktor-faktor seperti ketinggian dan tekanan udara, sistem pendingin cair memiliki kapasitas pembuangan panas yang lebih kuat daripada sistem pendingin udara, dan lebih mudah beradaptasi dengan tren pengembangan proyek penyimpanan energi skala besar dan kepadatan energi tinggi. Dari perspektif biaya, menurut penelitian yang relevan, di bawah efek pendinginan yang sama, konsumsi energi sistem pendingin cair biasanya jauh lebih rendah daripada sistem pendingin udara. Oleh karena itu, meskipun biaya investasi awal sistem pendingin cair tinggi, biaya komprehensifnya selama seluruh siklus hidup sistem penyimpanan energi mungkin lebih rendah daripada sistem pendingin udara. Singkatnya, kami percaya bahwa dalam beberapa skenario, pendinginan cair diharapkan secara bertahap menggantikan pendinginan udara dan menjadi bentuk utama pengendalian suhu penyimpanan energi.
Dengan Konsumsi Energi yang Setara, Sistem Pendingin Cair Menunjukkan Efek Pendinginan yang Lebih Unggul pada Modul Baterai Lithium Dibandingkan Pendingin Udara
Sistem pendingin cair masih menghadapi tantangan tertentu dalam hal keandalan dan aspek lainnya. Sebelumnya, pendinginan cair relatif jarang digunakan di bidang kontrol suhu penyimpanan energi, dan kematangan teknisnya masih agak tertinggal dari pendinginan udara, terutama dalam hal stabilitas dan keandalan operasional. Secara khusus, jaringan pipa dalam sistem pendingin cair rentan terhadap korosi dan pengendapan, yang dapat menyebabkan penyumbatan atau kebocoran pendingin, sementara pendingin umum seperti air, etilen glikol, dan minyak silikon dapat merusak baterai atau menyebabkan korsleting dalam sistem, yang menyebabkan bahaya keselamatan di pembangkit listrik penyimpanan energi. Selain itu, umur desain sistem penyimpanan energi biasanya 15 tahun, tetapi masa pakai pompa dan katup di dalam sistem pendingin cair sering kali sekitar 7 tahun. Ada ketidaksesuaian tertentu antara keduanya, jadi selama pengoperasian proyek penyimpanan energi, sangat mungkin sistem pendingin cair perlu dirawat atau komponen sistem diganti dengan cara dimatikan, sehingga memengaruhi kelayakan ekonomi proyek. Tentu saja, dengan kemajuan teknologi pendinginan cair, kami percaya bahwa masalah-masalah ini diharapkan dapat dipecahkan satu demi satu, dan pendinginan cair secara keseluruhan akan tetap menjadi tren pengembangan masa depan dalam pengendalian suhu penyimpanan energi.
1.2 Pasar Manajemen Termal Penyimpanan Energi Siap Tumbuh Pesat
Solusi pendinginan cair mempercepat penetrasinya, dan nilai unit kontrol suhu penyimpanan energi diperkirakan akan terus meningkat. Singkatnya, dari perspektif kinerja pendinginan dan biaya siklus hidup penuh, keunggulan sistem pendingin cair saat ini secara bertahap mulai terlihat. Dilihat dari produk-produk baru yang diluncurkan oleh produsen baterai utama dan integrator sistem penyimpanan energi pada tahun 2021, pendinginan cair telah menjadi solusi kontrol suhu utama. Kami memperkirakan bahwa rasio penerapan pendinginan cair dalam sistem penyimpanan energi akan meningkat pesat mulai tahun 2025. Saat ini, harga satuan sistem pendingin cair sekitar 2-3 kali lipat dari harga satuan sistem pendingin udara. Oleh karena itu, dengan penetrasi pendinginan cair yang semakin cepat, nilai satuan keseluruhan sistem kontrol suhu penyimpanan energi diperkirakan akan menunjukkan tren kenaikan.
| Pendinginan Cair Muncul Sebagai Solusi Utama dalam Produk Baru dari Integrator Baterai/Sistem Penyimpanan Energi Terkemuka | ||
| 2023 | 2024 | |
| CATL | Meluncurkan produk penyimpanan energi berpendingin cairan pertama EnerOne, yang disertifikasi oleh TÜV SÜD. | EnerOne dikirimkan secara bertahap dan sistem kabin prefabrikasi luar ruangan berpendingin cairan EnerC diluncurkan. |
| BYD | Meluncurkan produk penyimpanan energi berpendingin cairan pertama, Cube 28, yang mencakup area seluas 16.66 meter persegi dan berkapasitas 2.8MWh. | Versi terbaru baterai blade, Cube 28, sedang dalam pengembangan, dan kapasitas kontainer 40 kaki yang setara akan melebihi 6MWh. |
| Energi Bayangkan | Produk penyimpanan energi pada dasarnya mengadopsi solusi pendinginan udara | Meluncurkan produk penyimpanan energi pintar berpendingin cairan pertama dengan masa pakai baterai +20% dan konsumsi energi -20%. |
| Kekuatan Sungrow | Luncurkan sistem penyimpanan energi berpendingin cairan baru untuk mengurangi biaya suplementasi penyimpanan energi dan menurunkan LCOS. | |
| Energi SmartPropel | Meluncurkan SPP1 (372Kwh+200Kw) sistem penyimpanan energi berpendingin cairan, dengan kepadatan energi +80% dan masa pakai +20%. | |
| CHINT Energi Baru | Merilis sistem penyimpanan energi berpendingin cairan TELOGY Camelback 1500V, yang terutama menargetkan sisi catu daya. | |
| Elektronik Clou | Meluncurkan sistem penyimpanan energi berpendingin cairan terintegrasi E30, 2.5MWh 1CP, kompatibel dengan versi sebelumnya. | |
Volume dan harga kontrol suhu penyimpanan energi meningkat, dan ruang pasar global diperkirakan akan melampaui RMB 13 miliar pada tahun 2025. Seperti yang dihitung di atas, kapasitas terpasang penyimpanan energi baru global diperkirakan akan melampaui 300GWh pada tahun 2025, dan diharapkan proporsi penyimpanan energi baterai litium akan tetap berada di sekitar 95% dalam beberapa tahun terakhir. Berdasarkan hal ini, kami berasumsi bahwa tingkat penetrasi sistem pendingin cair akan meningkat dari sekitar 10% pada tahun 2021 menjadi sekitar 40% pada tahun 2025, dan volume pengiriman sistem pendingin udara/pendingin cair penyimpanan energi pada tahun 2025 akan mencapai masing-masing 175/117GWh. Saat ini, nilai unit sistem pendingin udara/pendingin cair sekitar RMB 30 juta/90 juta/GWh. Jika keduanya mempertahankan penurunan tahunan sekitar 3%/5% di masa mendatang, ukuran pasar kontrol suhu penyimpanan energi global diperkirakan akan melampaui RMB 13 miliar pada tahun 2025, dan nilai unit keseluruhan akan meningkat dari RMB 36 juta/GWh menjadi RMB 45 juta/GWh pada tahun 2025. Industri ini diperkirakan akan mencapai pertumbuhan "baik kuantitas maupun peningkatan harga".
| Analisis Ruang Pasar Manajemen Termal Penyimpanan Energi Global | |||||||
| Satuan | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | 2025E | |
| Kapasitas terpasang penyimpanan energi baru global | GWh | 10.8 | 29.30 | 91.30 | 140.30 | 207.80 | 306.90 |
| Penyimpanan energi baterai lithium | % | 95% | 95% | 95% | 95% | 95% | 95% |
| Kapasitas terpasang penyimpanan energi baterai lithium baru secara global | Gwh | 10.2 | 27.8 | 86.7 | 133.3 | 197.4 | 291.6 |
| Berbagi sistem pendingin udara | % | 95% 9.7 | 90% | 85% | 80% | 70% | 60% |
| Pengiriman sistem pendingin udara | GWh | 0.3 | 25.1 | 73.7 | 106.7 | 138.2 | 175 |
| Nilai unit sistem pendingin udara | Miliar RMB/GWh | 2.9 | 0.3 | ol29 | 0.28 | 0.27 | 0.27 |
| Ukuran pasar sistem pendingin udara | miliar RMB | 5 | 750% | 21.5 | 30.1 | 37.8 | 46.5 |
| Sistem pendingin cair berbagi | % | 0.5 | 10% | 15% | 20% | 30% | 40% |
| Pengiriman sistem pendingin cair | Gwh | 0.9 | 2.8 | 1300% | 26.7 | 59.2 | 116.6 |
| Nilai unit sistem pendingin cair | Miliar RMB/GWh | 0.5 | 0.9 | 0.86 | 0.81 | 0.77 | 0.73 |
| Ukuran pasar sistem pendingin cair | miliar RMB | 0.33 | 2.5 | 11.1 | 21.7 | 45.7 | 85.5 |
| Nilai unit kontrol suhu penyimpanan energi | Miliar RMB/GWh | 3.4 | 0.36 | 0.38 | 0.39 | 0.42 | 0.45 |
| Ukuran pasar kontrol suhu penyimpanan energi | miliar RMB | 10 | 32.6 | 51.8 | 83.5 | 132 | |
| Tingkat pertumbuhan | % | 197% | 225% | 59% | 61% | 58% | |
2. Lanskap Pasar yang Menguntungkan untuk Manajemen Termal Penyimpanan Energi: Pemain Terkemuka Memperoleh Keunggulan
2.1 Manajemen Termal: Segmen Khusus namun Penting dalam Rantai Nilai Penyimpanan Energi dengan Lanskap Persaingan yang Menguntungkan
Sistem kontrol suhu penyimpanan energi memiliki pangsa nilai yang rendah tetapi sangat penting, dan tekanan pengurangan biaya selanjutnya relatif kecil. Mirip dengan industri energi baru lainnya, pengurangan biaya berkelanjutan merupakan prasyarat penting untuk membuka ruang bagi permintaan penyimpanan energi. Mengingat baterai menyumbang sekitar 60% dari biaya sistem penyimpanan energi, baterai diharapkan akan menjadi mata rantai utama dalam mengurangi biaya sistem penyimpanan energi di masa mendatang. Menurut perkiraan BNEF, biaya acuan penyimpanan energi tingkat pembangkit listrik empat jam akan turun dari US$299/kWh pada tahun 2020 menjadi US$167 pada tahun 2030, dan kontribusi baterai terhadap pengurangan biaya akan mencapai lebih dari 70%. Sebagai perbandingan, kontrol suhu hanya menyumbang sekitar 3%-5% dari keseluruhan biaya sistem penyimpanan energi, dan memainkan peran penting dalam keseluruhan keamanan dan keandalan sistem. Oleh karena itu, kami percaya bahwa integrator penyimpanan energi atau pemilik proyek lebih cenderung memilih solusi kontrol suhu berkualitas tinggi dan berkinerja stabil daripada sekadar mengurangi biaya. Diharapkan tekanan pengurangan biaya yang dihadapi oleh kontrol suhu penyimpanan energi akan relatif longgar di masa mendatang.
Persyaratan untuk akurasi kontrol dan keandalan operasional sistem kendali suhu penyimpanan energi secara signifikan lebih tinggi daripada persyaratan di bidang pendinginan sipil dan industri umum, dan terdapat hambatan teknis yang tinggi dalam industri tersebut. Seperti yang disebutkan sebelumnya, sistem kontrol suhu merupakan jaminan penting untuk pengoperasian proyek penyimpanan energi yang aman dan efisien, sehingga terdapat persyaratan yang relatif ketat dalam hal akurasi kontrol dan keandalan operasional. Mengambil solusi pendinginan udara sebagai contoh, dibandingkan dengan AC sipil biasa, AC presisi yang digunakan dalam sistem pendinginan udara perlu ditingkatkan sesuai dengan hal sirkulasi udara, efisiensi pembuangan panas, stabilitas, masa pakai, keandalan, dll. Untuk solusi pendinginan cair, bagaimana memastikan efek pembuangan panas sambil menghindari masalah seperti kebocoran cairan pendingin juga merupakan kesulitan teknis yang besar. Oleh karena itu, bagi perusahaan AC sipil umum, tidak mudah untuk beralih ke bidang kontrol suhu penyimpanan energi, dan terdapat hambatan teknis tertentu dalam industri tersebut.
| Perbandingan Pendingin Udara Presisi dan Pendingin Udara Hunian | ||
| Project | Pendingin Udara Presisi | Pendingin Udara Perumahan |
| Area aplikasi | Berfokus pada lingkungan kerja peralatan, tujuannya adalah untuk melindungi keandalan pengoperasian peralatan, meningkatkan efisiensi, dan mengurangi biaya pengoperasian. | Lingkungan hidup, untuk melindungi kesehatan fisik dan mental, meningkatkan efisiensi kerja dan kualitas hidup. |
| Sirkulasi udara | Parameter lingkungan ruang yang dibutuhkan sangat seragam dan jumlah sirkulasi udara per satuan waktu besar. | Keseragaman seluruh ruang tidak tinggi, dan jumlah siklusnya kecil. |
| Manajemen termal | Berfokus pada manajemen termal, desain ini memiliki rasio panas masuk akal yang tinggi dan karakteristik perbedaan entalpi yang kecil. | Rasio beban basah besar, dan desainnya memiliki karakteristik rasio panas sensibel rendah dan perbedaan entalpi besar. |
| Stabilitas termal | Fluktuasi suhu ≤±1℃ | Umumnya dikontrol pada +3℃~5℃. |
| Manajemen kelembaban | Lingkungan memiliki persyaratan tinggi untuk akurasi kelembaban, membutuhkan kelembaban diatur ke ±5% | Sesuai dengan persyaratan kebersihan dan kenyamanan, dikontrol pada 40%~65%RH, dengan rentang yang luas. |
| Pengoperasian | Lingkungan operasi: -40℃~+45℃ Mode kerja: operasi terus menerus “24 jam × 7 hari” | Lingkungan pengoperasian: -5℃~+45℃ Mode kerja: operasi berselang “8 jam X7 hari”. |
| Merancang hidup | Lebih lama | Pendek |
| Keandalan | Memenuhi kebutuhan pekerjaan tanpa pengawasan dan persyaratan keandalan yang tinggi | Keandalan yang relatif rendah. |
Sistem kontrol suhu penyimpanan energi memiliki tingkat kustomisasi yang tinggi, yang memerlukan pengalaman proyek yang memadai dan akumulasi hubungan pelanggan. Produsen terkemuka memiliki keunggulan penggerak pertama yang kuat. Penyimpanan energi banyak digunakan dalam sistem tenaga. Persyaratan untuk sistem penyimpanan energi dalam skenario yang berbeda seringkali sangat berbeda. Bahkan untuk skenario aplikasi yang serupa, solusi teknis dari integrator sistem penyimpanan energi yang berbeda mungkin berbeda. Oleh karena itu, sistem kontrol suhu penyimpanan energi bukanlah produk standar, tetapi biasanya perlu disesuaikan menurut persyaratan khusus dari berbagai proyek atau solusi teknis dari berbagai produsen. Baik itu sistem berpendingin udara atau berpendingin cairan, kompresor, kipas, saluran pipa, pompa, dan katup yang digunakan sebagian besar adalah perangkat standar. Kami percaya bahwa daya saing inti produsen kontrol suhu penyimpanan energi terletak pada kemampuan desain dan integrasi sistem keseluruhan, dan ada ikatan yang kuat antara mereka dan pelanggan baterai atau integrator hilir. Di satu sisi, produsen kontrol suhu penyimpanan energi perlu menjaga komunikasi yang mendalam dengan pelanggan dalam tahap desain produk/solusi untuk sepenuhnya memahami kebutuhan pelanggan; Di sisi lain, integrator sistem penyimpanan energi juga lebih condong kepada produsen kontrol suhu yang telah membentuk hubungan kerja sama jangka panjang dan keandalan produknya telah diverifikasi oleh proyek aktual. Oleh karena itu, dari perspektif akumulasi teknologi dan hubungan pelanggan, produsen kontrol suhu penyimpanan energi terkemuka yang memulai lebih awal dan memiliki pengalaman proyek yang kaya akan memiliki keunggulan penggerak pertama yang kuat.
Penyimpanan Energi SmartPropel Energy Produk Pengontrol Suhu
Shenzhen SmartPropel Energy System Co., Ltd. memiliki kemampuan R&D yang kuat dan kapasitas produksi yang besar berdasarkan akumulasi teknologi selama bertahun-tahun. Perusahaan ini telah mencocokkan produk pendingin cair dan pendingin udara yang relevan bagi pelanggan di bidang penyimpanan energi. Di masa mendatang, perusahaan ini akan semakin memperluas pasar produk kontrol suhu penyimpanan energi melalui keunggulan komprehensif seperti kontrol suhu yang presisi, keandalan yang tinggi, keamanan yang tinggi, dan keseragaman suhu.
