1. Løsninger for flytende kjøling akselererer penetrering, utvider markedet for termisk styring av energilagring
1.1 Luftkjøling dominerer nåværende termisk styring av energilagring, flytende kjøling dukker opp som fremtidig trend
Det finnes ulike former for termisk styring for energilagring, og luftkjøling og væskekjøling er relativt modne. De nåværende vanlige termiske styringsmetodene inkluderer luftkjøling, væskekjøling, varmerørkjøling og faseendringskjøling. For tiden er bruken av luftkjøling og væskekjøling relativt utbredt, mens industrialiseringsgraden av varmerørkjøling og faseendringskjøling er relativt lav. Blant dem er faseendringskjøling en kjølemetode som bruker faseendring av faseendringsmaterialer for å absorbere varme. Den har fordelene med kompakt struktur, lav termisk kontaktmotstand og god kjøleeffekt. Imidlertid er kostnadene for faseendringsmaterialer relativt høye, og varmelagringen og varmeavledningshastigheten er relativt langsom. Det er for tiden mindre brukt innen energilagringstemperaturkontroll. Varmerørkjøling er avhengig av faseendringen til kjølemediet innesluttet i røret for å oppnå varmeveksling. Det har fordelene med høy varmeavledningseffektivitet, sikkerhet og pålitelighet, men kostnadene er også høye. Det brukes sjelden i batterisystemer med stor kapasitet som energilagring. Basert på teknologiens modenhet og graden av industrialisering, tror vi at luftkjøling og væskekjøling fortsatt vil være hovedformene for energilagringstemperaturkontroll på mellomlang og lang sikt.
| Viktige termiske styringsmetoder for energilagringssystemer | |||||
| Sak | luftkjøling | Væskekjøling | Varmerørskjøling | Faseskift kjøling | |
| Passiv | Aktiv | Luftkjøling i kald ende | Væskekjøling i den kalde ende | Faseendringsmateriale + varmeledende materiale | |
| Kjøleeffektivitet | Medium | høyere | høyere | Høyt | Høyt |
| Kjølehastighet | Medium | Høyt | Høyt | Høyt | høyere |
| Temperaturfall | Medium | høyere | høyere | Høyt | Høyt |
| Temperaturforskjell | høyere | Lav | Lav | Lav | Lav |
| kompleksitet | Medium | Medium | Medium | høyere | Medium |
| Kostnad | Lav | høyere | høyere | Høyt | høyere |
Luftkjølesystemet har en lav startkostnad og er trygt og pålitelig, og er for tiden den viktigste formen for temperaturkontroll for energilagring. Luftkjøling er en kjølemetode som bruker luft som kjølemedium og bruker konveksjonsvarmeoverføring for å redusere temperaturen på batteriet. Det er mye brukt i temperaturkontrollscenarier som industriell kjøling, kommunikasjonsbasestasjoner og datasentre. Teknologiens modenhet og pålitelighet er relativt høy. I tillegg er den generelle strukturen til luftkjølesystemet relativt enkel og lett å vedlikeholde, og den opprinnelige investeringskostnaden er relativt lav. Tatt i betraktning fordelene i kostnad og pålitelighet, er luftkjøling for tiden den mest vanlige løsningen innen energilagringstemperaturkontroll.
Luftkjølesystemet har lav varmeavledningseffektivitet, dårlig temperaturdifferansekontroll og et stort fotavtrykk, og bruksomfanget er relativt begrenset. Først av alt, på grunn av den lave spesifikke varmekapasiteten og den termiske ledningsevnen til selve luften, er varmeavledningseffektiviteten til luftkjølesystemet ikke høy. Selv om det kan møte temperaturkontrollkravene til de fleste nåværende energilagringskraftverk, med den kontinuerlige forbedringen av skalaen med én enhet og energitettheten til energilagringsprosjekter, vil manglene ved luftkjølesystemet i varmeavledningseffektivitet gradvis bli tydelige. I tillegg, i vanlige luftkjølesystemer, strømmer luft alltid ensrettet fra luftinntaket til luftutløpet, noe som vil forårsake en stor temperaturforskjell mellom batteriene som er plassert ved luftinntaket og -uttaket, og dermed forårsake stor innvirkning på konsistensen til batterier. Selv om det i dag finnes forbedringsløsninger som strengklimaanlegg, løser ikke dette fundamentalt ulempene med luftkjøling i temperaturdifferansekontroll. Til slutt krever luftkjølesystemet utplassering av et stort område med varmespredningskanaler, noe som i betydelig grad vil påvirke plassutnyttelsen til energilagringskraftstasjonen, og dermed begrense skalaen til energilagringsbeholderen og forbedringen av energitettheten . Basert på de ovennevnte grunnene har anvendelsesområdet for luftkjølesystemet innen energilagring visse begrensninger.
Væskekjølesystemer har sterk varmeavledningsevne og lave livssykluskostnader, og forventes å bli en fremtidig utviklingstrend. Væskekjøling er en kjølemetode som bruker væsker som vann og etylenglykol som medium for å redusere temperaturen på batteriet gjennom varmekonveksjon. Sammenlignet med luftkjøling er strukturen til væskekjølesystemet mer kompleks og kompakt, krever ikke utplassering av et stort område med varmeavledningskanaler og opptar et relativt lite område. På samme tid, fordi varmeoverføringskoeffisienten og spesifikk varmekapasitet til kjølevæsken er høyere og ikke påvirkes av faktorer som høyde og lufttrykk, har væskekjølesystemet en sterkere varmeavledningskapasitet enn luftkjølesystemet, og er mer tilpasningsdyktig til utviklingstrenden av storskala og høy energitetthet energilagringsprosjekter. Fra et kostnadsperspektiv, ifølge relevant forskning, under samme kjøleeffekt, er energiforbruket til væskekjølesystemet vanligvis mye lavere enn luftkjølesystemet. Derfor, selv om den opprinnelige investeringskostnaden for væskekjølesystemet er høy, kan dens omfattende kostnad over hele livssyklusen til energilagringssystemet være lavere enn for luftkjølesystemet. Oppsummert tror vi at i noen scenarier forventes væskekjøling gradvis å erstatte luftkjøling og bli den vanlige formen for temperaturkontroll av energilagring.
Under likt energiforbruk viser flytende kjølesystem overlegen kjøleeffekt på litiumbatterimoduler sammenlignet med luftkjøling
Væskekjølesystemer står fortsatt overfor visse utfordringer når det gjelder pålitelighet og andre aspekter. Tidligere ble væskekjøling relativt sjeldent brukt innen energilagringstemperaturkontroll, og den tekniske modenheten lå fortsatt noe bak luftkjøling, spesielt når det gjelder driftsstabilitet og pålitelighet. Nærmere bestemt er rørledningene i væskekjølesystemet utsatt for korrosjon og avleiring, noe som kan forårsake blokkering eller lekkasje av kjølevæsken, mens vanlige kjølevæsker som vann, etylenglykol og silikonolje kan skade batteriet eller forårsake kortslutning i system, som fører til sikkerhetsfarer i energilagringskraftverk. I tillegg er designlevetiden til energilagringssystemet vanligvis 15 år, men levetiden til pumpene og ventilene inne i væskekjølesystemet er ofte ca. 7 år. Det er et visst misforhold mellom de to, så under driften av energilagringsprosjektet er det svært sannsynlig at væskekjølesystemet må vedlikeholdes eller systemkomponenter erstattes ved å stenge ned, og dermed påvirke den økonomiske gjennomførbarheten til prosjektet. Selvfølgelig, med utviklingen av væskekjølingsteknologi, tror vi at disse problemene forventes å bli løst etter hverandre, og generell væskekjøling vil fortsatt være den fremtidige utviklingstrenden for temperaturkontroll for energilagring.
1.2 Energilagring Termisk styring Markedet klar for rask vekst
Flytende kjøleløsninger akselererer deres penetrasjon, og enhetsverdien for temperaturkontroll for energilagring forventes å fortsette å øke. Oppsummert, fra perspektivet til kjøleytelse og full livssykluskostnad, har fordelene med det nåværende væskekjølesystemet gradvis begynt å manifestere seg. Ut fra de nye produktene som ble lansert av store batteriprodusenter og integratorer av energilagringssystem i 2021, har væskekjøling blitt den vanlige temperaturkontrollløsningen. Vi forventer at bruksforholdet for væskekjøling i energilagringssystemer vil øke raskt fra 2025. For tiden er enhetsprisen på væskekjølesystemet om lag 2-3 ganger den for luftkjølesystemet. Derfor, med den akselererte penetrasjonen av væskekjøling, forventes den samlede enhetsverdien til energilagringstemperaturkontrollsystemet å vise en oppadgående trend.
| Væskekjøling dukker opp som hovedløsningen i nye produkter fra ledende energilagringsbatteri-/systemintegratorer | ||
| 2023 | 2024 | |
| KATT | Lanserte det første væskekjølte energilagringsproduktet EnerOne, som ble sertifisert av TÜV SÜD. | EnerOne ble levert i partier og det væskekjølte utendørs prefabrikkerte hyttesystemet EnerC ble lansert. |
| BYD | Lanserte det første væskekjølte energilagringsproduktet, Cube 28, som dekker et område på 16.66 kvadratmeter og har en kapasitet på 2.8MWh. | Den oppgraderte versjonen av bladbatteriet, Cube 28, er under utvikling, og dens tilsvarende 40 fots containerkapasitet vil overstige 6MWh. |
| Se for deg energi | Energilagringsprodukter bruker i utgangspunktet luftkjølingsløsning | Lanserte det første væskekjølte smarte energilagringsproduktet med batterilevetid +20 % og energiforbruk -20 %. |
| Sungrow Power | Lanser et nytt væskekjølt energilagringssystem for å redusere kostnadene for energilagringstilskudd og redusere LCOS. | |
| SmartPropel energi | Lanserte SPP1 (372Kwh+200Kw) væskekjølt energilagringssystem, med energitetthet +80% og levetid +20%. | |
| CHINT Ny energi | Utgitt TELOGY Camelback 1500V væskekjølt energilagringssystem, hovedsakelig rettet mot strømforsyningssiden. | |
| Clou elektronikk | Lanserte det integrerte væskekjølte energilagringssystemet E30, 2.5MWh 1CP, bakoverkompatibelt. | |
Volum og pris for temperaturkontroll for energilagring øker, og det globale markedsarealet forventes å overstige 13 milliarder RMB i 2025. Som beregnet ovenfor forventes den globale nye installerte kapasiteten for energilagring å overstige 300GWh i 2025, og det forventes at andelen av litiumbatteriets energilagring vil forbli på rundt 95 % de siste årene. Basert på dette antar vi at penetrasjonshastigheten til væskekjølesystemer vil øke fra ca. 10 % i 2021 til ca. 40 % i 2025, og forsendelsesvolumet av energilagre luftkjøling/væskekjølesystemer i 2025 vil nå henholdsvis 175/117GWh . For tiden er enhetsverdien av luftkjøling/væskekjølesystemer ca. RMB 30 millioner/90 millioner/GWh. Hvis de to opprettholder en årlig nedgang på rundt 3 %/5 % i fremtiden, forventes den globale markedsstørrelsen for temperaturkontroll for energilagring å overstige 13 milliarder RMB i 2025, og den samlede enhetsverdien vil øke fra 36 millioner RMB/GWh til 45 millioner RMB/GWh i 2025. Næringen forventes å oppnå «både kvantitets- og prisøkning»-vekst.
| Global Energy Storage Termal Management Market Space Analysis | |||||||
| Enhet | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | 2024 | 2025E | |
| Global ny installert kapasitet for energilagring | GWh | 10.8 | 29.30 | 91.30 | 140.30 | 207.80 | 306.90 |
| Energilagringsandel for litiumbatteri | % | 95% | 95% | 95% | 95% | 95% | 95% |
| Global ny installert kapasitet for energilagring av litiumbatterier | Gwh | 10.2 | 27.8 | 86.7 | 133.3 | 197.4 | 291.6 |
| Luftkjølesystem andel | % | 95% 9.7 | 90% | 85% | 80% | 70% | 60% |
| Forsendelser av luftkjølesystem | GWh | 0.3 | 25.1 | 73.7 | 106.7 | 138.2 | 175 |
| Enhetsverdi for luftkjølesystemet | RMB milliarder/GWh | 2.9 | 0.3 | ol29 | 0.28 | 0.27 | 0.27 |
| Markedsstørrelse for luftkjølesystem | milliarder RMB | 5 | 750% | 21.5 | 30.1 | 37.8 | 46.5 |
| Del flytende kjølesystem | % | 0.5 | 10% | 15% | 20% | 30% | 40% |
| Forsendelser av flytende kjølesystem | Gwh | 0.9 | 2.8 | 1300% | 26.7 | 59.2 | 116.6 |
| Enhetsverdi for flytende kjølesystem | RMB milliarder/GWh | 0.5 | 0.9 | 0.86 | 0.81 | 0.77 | 0.73 |
| Markedsstørrelse for flytende kjølesystem | milliarder RMB | 0.33 | 2.5 | 11.1 | 21.7 | 45.7 | 85.5 |
| Verdi for kontrollenhet for energilagringstemperatur | RMB milliarder/GWh | 3.4 | 0.36 | 0.38 | 0.39 | 0.42 | 0.45 |
| Energilagring temperaturkontroll markedsstørrelse | milliarder RMB | 10 | 32.6 | 51.8 | 83.5 | 132 | |
| Vekstrate | % | 197% | 225% | 59% | 61% | 58% | |
2. Gunstig markedslandskap for termisk styring av energilagring: Ledende spillere får overtaket
2.1 Termisk styring: Et nisje, men nøkkelsegment i verdikjeden for energilagring med et gunstig konkurranselandskap
Temperaturkontrollsystemet for energilagring har en lav verdiandel, men er av enestående betydning, og det påfølgende kostnadsreduksjonstrykket er relativt lite. I likhet med andre nye energinæringer er kontinuerlig kostnadsreduksjon en viktig forutsetning for å åpne opp for etterspørsel etter energilagring. Tatt i betraktning at batterier står for omtrent 60 % av kostnadene for energilagringssystemer, er det forventet at batterier vil bli nøkkelleddet for å redusere kostnadene for energilagringssystemer i fremtiden. I følge BNEFs prognose vil referansekostnaden for fire timers energilagring på kraftstasjonsnivå falle fra USD 299/kWh i 2020 til USD 167 i 2030, og bidraget fra batterier til de reduserte kostnadene vil nå mer enn 70 %. Til sammenligning utgjør temperaturkontroll bare omtrent 3%-5% av de totale kostnadene for energilagringssystemer, og spiller en viktig rolle i den generelle sikkerheten og påliteligheten til systemet. Derfor tror vi at energilagringsintegratorer eller prosjekteiere er mer tilbøyelige til å velge høykvalitets, stabil ytelse temperaturkontrollløsninger i stedet for bare å redusere kostnadene. Det forventes at kostnadsreduksjonspresset for temperaturregulering av energilagring vil være relativt avslappet i fremtiden.
Kravene til styringsnøyaktighet og driftssikkerhet for temperaturkontrollsystemer for energilagring er betydelig høyere enn i generelle sivile og industrielle kjølefelt, og det er høye tekniske barrierer i industrien. Som nevnt tidligere er temperaturkontrollsystemet en viktig garanti for sikker og effektiv drift av energilagringsprosjekter, så det stilles relativt strenge krav til styringsnøyaktighet og driftssikkerhet. For å ta luftkjøleløsningen som et eksempel, sammenlignet med vanlige sivile klimaanlegg, må presisjonsklimaanleggene som brukes i luftkjølesystemet oppgraderes tilsvarende når det gjelder luftsirkulasjon, varmeavledningseffektivitet, stabilitet, levetid, pålitelighet, etc. For flytende kjøleløsninger er det også en stor teknisk vanskelighet å sikre varmeavledningseffekten samtidig som man unngår problemer som kjølevæskelekkasje. Derfor, for generelle sivile luftkondisjoneringsselskaper, er det ikke lett å gå over til feltet for temperaturkontroll for energilagring, og det er visse tekniske barrierer i bransjen.
| Sammenligning av presisjonsklimaanlegg og klimaanlegg for boliger | ||
| Prosjekt | Presisjons klimaanlegg | Klimaanlegg for boliger |
| Bruksområde | Med fokus på utstyrets arbeidsmiljø, er målet å beskytte utstyrets pålitelige drift, forbedre effektiviteten og redusere driftskostnadene. | Bomiljø, for å beskytte fysisk og mental helse, forbedre arbeidseffektivitet og livskvalitet. |
| Luftsirkulasjon | De nødvendige rommiljøparametrene er svært ensartede og antallet luftsirkulasjoner per tidsenhet er stort. | Ensartetheten til hele plassen er ikke høy, og antallet sykluser er lite. |
| Termisk styring | Med fokus på termisk styring, har designet et høyt fornuftig varmeforhold og små entalpiforskjellsegenskaper. | Våtlastforholdet er stort, og designet har egenskapene til lavt fornuftig varmeforhold og stor entalpiforskjell. |
| Termisk stabilitet | Temperatursvingninger ≤±1℃ | Generelt kontrollert ved +3℃~5℃. |
| Fuktighetshåndtering | Miljøet har høye krav til fuktighetsnøyaktighet, og krever at fuktigheten settes til ±5 % | I henhold til hygiene- og komfortkrav er den kontrollert ved 40%~65%RH, med et bredt spekter. |
| Driftsmiljø | Driftsmiljø: -40℃~+45℃ Arbeidsmodus: "24 timer × 7 dager" kontinuerlig drift | Driftsmiljø: -5℃~+45℃ Arbeidsmodus: "8 timer X7 dager" intermitterende drift. |
| Design livet | lengre | Kort |
| Pålitelighet | Møt behovene til uovervåket arbeid og høye krav til pålitelighet | Relativt lav pålitelighet. |
Temperaturkontrollsystemet for energilagring har en høy grad av tilpasning, noe som krever tilstrekkelig prosjekterfaring og akkumulering av kunderelasjoner. De ledende produsentene har en sterk first-mover-fordel. Energilagring er mye brukt i kraftsystemer. Kravene til energilagringssystemer i ulike scenarier er ofte ganske forskjellige. Selv for lignende applikasjonsscenarier kan de tekniske løsningene til forskjellige energilagringssystemintegratorer være forskjellige. Derfor er temperaturkontrollsystemet for energilagring ikke et standardisert produkt, men må vanligvis tilpasses i henhold til de spesifikke kravene til forskjellige prosjekter eller de tekniske løsningene til forskjellige produsenter. Enten det er et luftkjølt eller væskekjølt system, er kompressorene, viftene, rørledningene, pumpene og ventilene som brukes for det meste standardiserte enheter. Vi tror at kjernekonkurranseevnen til produsenter av temperaturkontroll for energilagring ligger i design- og integreringsevnen til det overordnede systemet, og det er en sterk klebrighet mellom dem og nedstrøms batteri- eller integratorkunder. På den ene siden må produsenter av temperaturkontroll for energilagring opprettholde en grundig kommunikasjon med kunder i produkt-/løsningsdesignfasen for å forstå kundenes behov fullt ut; på den annen side er integratorer av energilagringssystem også mer tilbøyelige til de temperaturkontrollprodusentene som har dannet langsiktige samarbeidsforhold og hvis produktpålitelighet har blitt verifisert av faktiske prosjekter. Derfor, fra perspektivet til teknologiakkumulering og kunderelasjoner, vil ledende produsenter av temperaturkontroll for energilagring som startet tidlig og har rik prosjekterfaring ha en sterk førstegangsfordel.
SmartPropel Energy Energilagring Temperaturkontrollprodukter
Shenzhen SmartPropel Energy System Co., Ltd. har sterke FoU-evner og en stor produksjonskapasitet basert på mange års teknologisk akkumulering. Den har matchet relevante væskekjølings- og luftkjølingsprodukter for kunder innen energilagring. I fremtiden vil det utvide produktmarkedet for energilagringstemperaturkontroll ytterligere gjennom omfattende fordeler som presis temperaturkontroll, høy pålitelighet, høy sikkerhet og temperaturensartethet.
