2025 оны 1-р сарын 16-нд Moss Landing-ийн батерейны агуулахыг дөлөөр дөлөөр 12 зуун оршин суугч гэр орноо орхин дүрвэжээ. Гал 24 цагийн турш шатжээ. Гэсэн хэдий ч гурван долоо хоногийн дараа ижил байгууламж дахин ажиллаж, Калифорнийн цахилгаан эрчим хүчийг эрэлт ихтэй үед-жуулж байсан тул муж үүнгүйгээр ажиллах боломжгүй юм.
Энэ хурцадмал байдал нь батерейнд суурилсан эрчим хүч хадгалах системийн талаар ихэнх хамрах хүрээний орхигдуулсан зүйлийг агуулдаг. АНУ 2024 онд 12.3 гигаваттын шинэ хүчин чадал суурилуулсан нь 33%-иар өссөн нь АНУ-ын эрчим хүчний дэд бүтцийн хамгийн хурдан хөгжиж буй сегмент болсон-болов. Шүүмжлэгчид 2023 онд мэдээлэгдсэн BESS-ийн эвдрэлийн 15 тохиолдлыг анхаарч үзэхийн зэрэгцээ илүү тодорхой статистикийг үл тоомсорлож байна: нийт хүчин чадал дэлбэрсэн ч гэсэн нэг гигаватт-цагт ажиллах эвдрэлийн түвшин огцом буурсан. Мосс Ландинг нь бүхэл бүтэн хотуудын өдөрт зарцуулдаг эрчим хүчнээс 3,280 МВт цаг-илүү их энерги хуримтлуулдаг учраас яг л галд автсан. Бид үүнийг хийх ёстой байсан учраас ийм том барьсан.
Бодит түүх бол зайны эрчим хүч хадгалах систем ажиллаж байгаа эсэх биш юм. 2021 оноос хойш 150 тэрбум долларын хөрөнгө оруулалт хийгдэж, нэг жилийн дотор орон сууцны ашиглалт 57%-иар өссөн тул маргаан өндөрлөв. Одоо бид салхи, нарны эрчим хүчийг суурь ачааллын эрчим хүч болгон ашиглах хангалттай хүчин чадлыг хэр хурдан ашиглаж чадах вэ гэдэг асуулт байна. Техас, Калифорни мужууд 2024 оны шинэ хүчин чадлын 61%-ийг туршилтаар биш, харин чухал дэд бүтцийн хувьд нэмсэн. Таны сүлжээний оператор батарейны цэнэгийг өдөр бүр -19-22 цаг хүртэл цэнэглэх хуваарь гаргахад та -үзэл баримтлалын- нотлох баримтаа шилжүүлсэн болно.
Зайны эрчим хүчийг хадгалах систем хэрхэн ажилладаг вэ
Батерейд суурилсан эрчим хүч хадгалах систем нь цахилгаан эрчим хүчийг хадгалахад зориулж химийн энерги болгон хувиргаж, дараа нь сүлжээнд эрчим хүч шаардагдах үед процессыг буцаана. Механизм нь өөрөө энгийн{1}}литийн{2}}ион эсүүд нарны хавтан эсвэл салхин үүсгүүрээс илүүдэл цахилгаан урсах үед цэнэглэгддэг, хэрэглээ нь үйлдвэрлэлээс хэтэрсэн үед гадагшилдаг. Үүнийг лабораторийн үзэл баримтлалаас дэд бүтцийн тулгуур болгон өөрчилсөн зүйл бол цар хүрээ, програм хангамж юм.
Орчин үеийн BESS суурилуулалт нь олон мянган бие даасан батерейны модулийг контейнерт нэгтгэдэг. Контейнер тус бүр нь 1.5-аас 3.5 МВт.ц багтаамжтай, цаг уурын хяналттай тавиуруудад овоолж, 15{6}}25 градусын оновчтой температурыг хадгалдаг. Эрчим хүч хувиргах системүүд нь цэнэглэх үед хувьсах гүйдлээс -ДС-д, цэнэгийн үед тогтмол гүйдлээс- хувьсах гүйдлийн -хувьсах гүйдлийн{10}} хувиргалтыг зохицуулдаг бөгөөд орчин үеийн инвертерүүд 85-92%-ийн эргэлтийн үр ашигтай ажилладаг.
Батерейны удирдлагын систем нь бодит оюун ухааныг илэрхийлдэг. Мэдрэгч нь секундэд 1000 удаа бие даасан эсийн хүчдэл, гүйдэл, температурыг хянадаг. Калифорнийн сүлжээний оператор 19:23 цагт давтамжийн зохицуулалт хийх шаардлагатай гэж дохио өгөхөд BMS нь сүлжээний нөхцөл өөрчлөгдөхөд аль модулиудын цэнэгийг, ямар хурдаар, хэр удаан-бодит цагт тохируулахаа тодорхойлдог. Энэ зохицуулалт нь хэдэн зуун МВт цаг хадгалах байгууламжууд дээр автоматаар хийгдэж, ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд мянга мянган эсийн--цагийн төлөвийг тэнцвэржүүлдэг.
Одоогийн үйл ажиллагааны параметрүүд нь төлөвшилтийг харуулж байна:Калифорни дахь Эдвардс & Санборн байгууламж нь 821 МВт / 3,280 МВт цаг хүчин чадалтай-650,000 байшинг дөрвөн цагийн турш эрчим хүчээр хангахад хангалттай. Яаралтай байдлыг хүлээгээд зүгээр суудаггүй. Q4 2024-д CAISO бүсийн{9}}хэсгийн батерейнууд 10-13 цаг дуустал-нийт ачааллын дунджаар 14.7%-г цэнэглэж, оройн оргил үед тэр энергиэ цэнэггүй болгов. Энэхүү өдөр тутмын дугуйн загвар нь маш найдвартай болсон тул сүлжээний операторууд бусад үүсгэгч хөрөнгийн нэгэн адил үүнийг төлөвлөдөг.
Гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь орчин үеийн BESS архитектурыг тодорхойлдог.
Батерейны тавиурууд нь цахилгаан химийн эсүүдийг байрлуулдаг.Лити төмрийн фосфатын (LFP) хими нь одоо сүлжээний{0}}хуваарьтай суулгацуудад давамгайлж, 2024 оны ашиглалтын 99%-ийг эзэлж байна. LFP нь никель манганы кобальт (NMC) хуучин хувилбаруудаас илүү өндөр температурыг тэсвэрлэдэг бөгөөд ердийн 15- жилийн хугацаанд -жилд 2%-иас бага хүчин чадлаа алдаж, удаан доройтдог. Тээврийн хэрэгсэл нь эрчим хүчний нягтрал багатай боловч та тээврийн хэрэгсэлд батарей суурилуулахаас илүүтэй тээвэрлэлтийн-хэмжээний суурилуулалтыг барьж байгаа үед жин нь дулааны тогтвортой байдлаас хамаагүй бага байдаг.
Эрчим хүч хувиргах систем нь хувьсах гүйдлийн сүлжээнүүдтэй тогтмол гүйдлийн хадгалалтыг холбодог.Орчин үеийн инвертерүүд нь 20 кГц-ээс дээш давтамжтайгаар шилжиж, цахилгаан эрчим хүчийг цэвэр хүргэхийн тулд фазын өнцгийг сүлжээний хүчдэлтэй синхрончилдог. Хоёр чиглэлтэй чадвар нь ижил техник хангамжийг цэнэглэх, цэнэглэх хоёрыг хоёуланг нь зохицуулах боломжийг олгодог бөгөөд тусдаа системтэй харьцуулахад тоног төхөөрөмжийн зардлыг 30-40% бууруулдаг.
Эрчим хүчний менежментийн програм хангамж нь эдийн засгийн үнэ цэнийг оновчтой болгодог.Батерейнууд цахилгаан эрчим хүчний бөөний зах зээлд үнийн дохио, сүлжээний түгжрэл, цаг агаарын урьдчилсан мэдээнд үндэслэн хэзээ цэнэглэхээ шийддэг. Техас мужид бөөний үнэ хасахаас (нарны хэт их нийлүүлэлтийн үед) $5,000/МВт/цаг хүртэл (эрэлтийн оргил үед) сайн програмчлагдсан BESS нь 100 МВт / 400 МВт цаг хүчин чадалтай байгууламжаас өдөр бүр 200,000 долларын арбитрын орлого олох боломжтой. Программ хангамж нь-зуны оройн оргил үе, өвлийн өглөөний налуу зам, амралтын өдрүүдийн эрэлтийн бууралт-хэв маягийг сурч, түүнд нийцүүлэн тендерийн стратегийг тохируулдаг.
Захиалгат төслөөс дэд бүтцэд шилжсэн нь худалдан авалтын мэдээлэлд харагдаж байна. Хятадын Power China компани 2024 онд 16 ГВт.ц хадгалах багтаамжтай тендер зарласан. Энэ нь нэг удаагийн худалдан авалт нь таван жилийн өмнөх дэлхийн BESS зах зээлээс давсан үзүүлэлт юм.
Сүлжээний операторууд яагаад "Хэрэв" гэж асуухаа больж, барьж эхэлсэн бэ?
Сэргээгдэх эрчим хүчний интеграцчлалын асуудал нь сүлжээний операторуудад боломжгүй тааврыг бий болгосон. Агааржуулагч идэвхжээгүй байхад нарны эрчим хүч 13.00 цагт дээд цэгтээ хүрдэг. Ихэнх барилга харанхуй байх үед салхи хамгийн хүчтэй үлээдэг. Хэдэн арван жилийн турш байгалийн хийн "оргил" үйлдвэрүүд эдгээр цоорхойг дүүргэж байсан боловч 15-30 минутын дотор эргэлдэж, эхлэх бүрт CO2 ялгаруулдаг.
BESS хоёр асуудлыг нэгэн зэрэг шийдсэн. Хариу өгөх цагийг миллисекундээр хэмждэг-батарей нэг секундын дотор зогсолтоос бүрэн цэнэггүй байдал руу шилжиж, давтамжийн хазайлтыг тасрахаас өмнө бариулж чадна. Энэ хурд нь утаа ялгаруулалтыг тооцоолохоос өмнө батерейг уламжлалт генераторуудаас илүү сайн болгодог.
2024 онд эдийн засаг эрс өөрчлөгдсөн. Сүлжээний{1}}хэсгийн батерейны зардал1 2023 улиралд 1,778 доллар/кВт байсан бол 12 сарын дотор 1 2024-39%-иар буурч, 1,080 доллар/кВт болж буурсан. Дөрвөн цагаас багагүй тасралтгүй эрчим хүч шаардсан аливаа хэрэглээнд{10}}цахилгаан хийн турбинуудын суурилуулсан зардлыг одоо бууруулж байна. Сүлжээг тогтворжуулах, сахлын хамгийн их хэрэгцээний 80% нь хоёр цагийн дотор - ордог тул эдгээр зах зээлд батерей ноёрхож байна.
Ашиглалтын операторууд BESS-ийг зургаан үндсэн програм дээр байрлуулдаг:
Давтамжийн зохицуулалт нь хоёр дахь удаагаа-хариулахыг шаарддаг.Том үйлдвэр гэнэт эрчим хүч авах үед сүлжээний давтамж 60.00 Гц-ээс буурдаг. Батерей нь цахилгааныг 250 миллисекунд дотор оруулж, цахилгаан тасрахаас сэргийлдэг. PJM Interconnection операторууд 2024 онд батерейнууд хүссэн зохицуулалтын үйлчилгээний 92%-ийг хангасан гэж мэдээлсэн бол ердийн генераторуудын 73%-ийг батерейгаар хангасан байна. 19-%-ийн зөрүү нь зайлсхийсэн тасалдалтай олон сая долларыг илэрхийлж байна.
Оргил үсээ хусах нь дэд бүтцийн зардлыг бууруулдаг.Өдөр тутмын оргил ачааллын гурван цагийг хангахын тулд шинэ цахилгаан дамжуулах шугам барихын оронд нийтийн аж ахуйн нэгжүүд батарейг ачаалал ихтэй үед- цэнэглэж, оргил үед цэнэгээ алддаг. Энэ нь эрэлтийн муруйг жигдрүүлж, одоо байгаа дэд бүтцийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Нэгдсэн Эдисон батерейны суурилуулалтыг Нью-Йорк хот даяар дамжуулах 450 сая долларын шинэчлэлтийг хойшлуулсан гэж тооцоолжээ.
Сэргээгдэх эрчим хүч нь тасалдсан цахилгаан эрчим хүчийг найдвартай эрчим хүч болгон хувиргадаг.Калифорнийн нугасны муруй-үд дунд нарны эрчим хүчийг үерлэж, дараа нь 18 цаг гэхэд алга болдог-орой бүр 10,000 МВт налуу замын хэрэгцээг бий болгодог. Хадгалах байгууламжгүй энэ налуу нь 20+ хийн станцыг өдөр бүр эргэлтэнд оруулахад хүргэсэн. 2024 оны эцэс гэхэд 10.5 ГВт батерейны хүчин чадалтай Калифорниа одоо оройн налуу замуудын 65%-ийг батарейны цэнэгээр зохицуулж, хийн станцын эргэлтийг 40%-иар бууруулж байна.
Эрчим хүчний арбитраж нь үнийн зөрүүг тогтоодог.Техасын ERCOT бөөний үнэ салхитай шөнө -$50/МВт.ц (үүсгүүрүүд онлайн байхын тулд төлбөр төлдөг), зуны үдээс хойш $4,500/МВт.ц хүрчээ. 100 МВт-ын хүчин чадалтай батерейг шөнийн цагаар үнэгүй цэнэглэж, маргааш үдээс хойш дөрвөн цаг цэнэглэж, 8-р сард долоо хоног бүр 1.8 сая долларын ашиг олох боломжтой. 80 сая долларын өртөгтэй байгууламжийн жилийн орлого 60 сая доллараас давж байна.
Хар эхлэх чадвар нь даатгалд өгдөг.Шуурга нь сүлжээний хэсгүүдийг цохиход батерейнууд нь цахилгаан станцуудыг гадны эрчим хүчний эх үүсвэргүйгээр дахин эхлүүлэх боломжтой. Энэхүү "хар эхлэл" үйлчилгээ нь уламжлал ёсоор тусгай зориулалтын дизель генераторуудыг шаарддаг. Одоо батерейны системүүд хэвийн үйл ажиллагааны явцад орлого олохын зэрэгцээ ижил үүрэг гүйцэтгэдэг.
Дамжуулагчийн түгжрэлийг арилгах нь эрчим хүчийг саад тотгороор дамжуулдаг.Дамжуулах хязгаарлалтаас доош батерейг суурилуулах нь шугам ханасан байсан ч салхин цахилгаан станцыг бүрэн хүчин чадлаараа үйлдвэрлэх боломжийг олгодог. Батерей нь илүүдлийг хуримтлуулж, дараа нь дамжуулалт нээгдэх үед цэнэглэгддэг. Баруун Техасын салхин цахилгаан станцууд энэ хязгаарлалтыг шийдвэрлэхийн тулд тусгайлан -байршуулсан 2.3 ГВт-ын багтаамжийг нэмсэн.
Худалдан авах ажиллагааны мандат нь ямар өргөдөл хамгийн чухал болохыг хэлж өгдөг. Калифорнийн 2024 оны урт{2}}хүрэлцэх хадгалах хүсэлт нь хоёр сая байшинг дөрвөн цагийн турш эрчим хүчээр хангахад хангалттай 2 ГВт- зорилтот түвшинд хүрсэн. Сүлжээний тогтворгүй байдлаас болж үйлдвэрүүд зогсонги байдалд орсны дараа Өмнөд Солонгос 540 МВт / 3,240 МВт цахилгаан эрчим хүчний гэрээ байгууллаа. Эдгээр нь туршилтын хөтөлбөр биш юм. Эдгээр нь хэдэн арван жилээр хэмжигддэг дэд бүтцийн амлалтууд юм.
Орон сууцны хувьсгалыг хэн ч таамаглаагүй
Гэрийн батерейны суурилуулалт 2024 онд 57%-иар нэмэгдэж, 380,000 системд 1,250 МВт нэмэгдсэн байна. Энэ өсөлтийн хурд нь хэрэглээний-хэмжээний байршуулалтаас давж, үйлдвэрлэгчдийг-сэргийлэв. Теслагийн Powerwall нь Q3 2024. хүртэл 18 сар хүлээгдэж байсан бөгөөд үүний тайлбар нь байгаль орчныг хамгаалахтай ямар ч холбоогүй сэдлийг нэгтгэсэн явдал юм.
Калифорни дахь орон сууцны эзэд шөнийн 02 цагт 0,10 ам.доллар/кВт.цаг-аас оройн 19:00 цагт 0,56 ам.доллар/кВт.цаг хүртэлх цахилгаан эрчим хүчийг{0}}ашиглах-тэдтэй тулгардаг. 13.5 кВт/цаг хүчин чадалтай батерейнд суурилсан эрчим хүч хадгалах систем нь нэг шөнийн дотор 1.35 ам.доллараар цэнэглэгдэж, оргил ачааллын үед цэнэгээ алдаж, өдөрт 7.56 доллар хэмнэнэ. 12,000 доллар суулгасан бол нөхөх хугацаа 4.3 жил байна. Калифорнийн байшингууд жил бүр тохиолддог 6-8 удаа цахилгаан тасрах үед нөөц эрчим хүчний үнэ цэнийг нэмбэл байгаль орчны үр ашгийг тооцохоос өмнө эдийн засаг хаагдах болно.
Техасын орон сууцны агуулах нь өөр логикийг дагаж мөрддөг. ERCOT-ийн шууд{1}}хэрэглэгчийн цахилгааны бөөний{2}} хөтөлбөрүүд нь орон сууцны эздэд цахилгаан эрчим хүчийг зах зээлийн бодит үнээр- худалдан авах боломжийг олгодог. 2021 оны 2-р сард болсон Уригийн өвлийн шуурганы үеэр бөөний үнэ 96 цаг дараалан 9000 доллар/МВт цаг хүртэл өссөн байна. Хадгалах сангүй байшингийн эзэд дөрвөн өдрийн цахилгааны төлбөрт $5,000-17,000 доллар төлсөн. Батерейны эзэд шуурганы өмнө цэнэглэж, хуримтлагдсан эрчим хүчээр цэнэглэж, юу ч төлөөгүй. 2024 он гэхэд Техасын орон сууцны батерейны зөвшөөрлийн хэмжээ жилээс-хоёр дахин нэмэгджээ.
Гэрийн суурилуулалтанд гурван батерейны химийн бодис давамгайлдаг:
Лити төмрийн фосфат (LFP) нь аюулгүй байдал, урт наслалтыг чухалчилдаг.Эдгээр батерейнууд нь Техасын зуны гаражийн температурыг 110 хэмээс хэтрүүлж, дулааны гүйлтийн эрсдэлгүйгээр тэсвэрлэдэг. Хүчин чадал 80%-иас доош буухаас өмнө мөчлөгийн хугацаа 6000 цэнэгийн-цахилгааны мөчлөгт хүрдэг нь{6}}өдөр тутмын ашиглалтын 15-20 жил болно. LFP нь 2024 онд суурилуулсан орон сууцны системийн 73 хувийг эзэлж байна.
Никель манганы кобальт (NMC) нь эрчим хүчний өндөр нягтралыг санал болгодог.Та LFP-ээс 13.5 кВт.ц эрчим хүчээр хангадагтай ижил физик хэмжээтэйгээр 15 кВт.цаг хадгалах багтаамжтай болно. Энэ нь орон зайн хязгаарлагдмал-суулгалтуудад чухал юм. Тохирол нь 6000-аас 5000 мөчлөгтэй харьцуулахад илүү хурдан доройтох ба температурын хатуу шаардлага юм. NMC нь 2024 онд ихэвчлэн сэрүүн уур амьсгалтай орон сууцны зах зээлийн 21 хувийг эзэмшиж байв.
Lithium Titanate (LTO) нь дугуй унахад зориулагдсан.Эдгээр батерейнууд нь 30 минутын дотор цэнэглэгдэх ба 10,{2}} циклийг тэсвэрлэдэг боловч LFP-ээс 40%-иар илүү үнэтэй. Эдийн засаг нь зөвхөн өдөр тутмын хэрэглээний 150%-ийг бий болгодог нарны цахилгаан станцуудтай-хосолсон өдөр тутмын дугуйн хэрэгцээтэй байшинд л ажилладаг. LTO зах зээлийн дөнгөж 6%-ийг эзэлж байсан ч хамгийн хурдан буюу 89%-иар жил -өссөн-.
Санхүүжилтэд бодит өөрчлөлт гарсан. Холбооны Хөрөнгө Оруулалтын Татварын Кредит нь одоо нарны эрчим хүчтэй хослуулсан тохиолдолд батерейны зардлын 30 хувийг нөхдөг. Хэд хэдэн мужид нэмэлт хөнгөлөлт санал болгодог-Калифорнийн SGIP хөтөлбөрт $200-350/кВт.цаг төлдөг. Массачусетс мужид 400 доллар/кВт/цаг хангадаг. Зээлийн хөтөлбөрүүд нь зардлыг 15-20 жилийн хугацаанд 4-5 хувийн хүүтэй тараадаг. Урамшууллын дараа 15,000 долларын батерейны систем нь байшингийн эзэд сард 127 доллар санхүүжүүлж, цахилгааны төлбөрийг сард 175 доллар хэмнэдэг. Та эхний өдрөөсөө сардаа 48 долларын ашиг олно.
Виртуал цахилгаан станц (VPP) хөтөлбөрүүд нь ихэнх худалдан авагчдын төсөөлж байгаагүй орлогын урсгалыг нэмсэн. Сүлжээний хэт ачаалалтай үед зайгаа хааяа цэнэггүй болгохын тулд нийтийн үйлчилгээний байгууллагууд орон сууцны эздэд жил бүр 200{6}}$500 доллар төлдөг. Теслагийн VPP нь 2024 оны 7-р сарын дулааны долгионы үеэр PG&E-д 100 МВт-ыг нийлүүлсэн нь 25,000 Powerwall нэгжээс угсарсан жижиг цахилгаан станцтай тэнцэхүйц юм. Байрны эзэд ямар ч байсан ашиглаагүй хоёр цагийн цахилгааныхаа төлөө тус бүр 350 доллар олжээ.
Орон сууцны хадгалалтын зах зээлд нэг төрлийн хэрэглүүрийн-дутууг харуулдаг: газарзүйн төвлөрөл. Калифорниа, Массачусетс, Нью-Йорк хотууд суурилуулалтын 87%-ийг эзэлдэг. Энэ төвлөрөл нь технологийн хязгаарлалт биш харин бодлого, цахилгааны зардлыг тусгадаг. Илүү олон мужууд-ашиглалтын хувь хэмжээг-хэрэгжүүлж, найдвартай байдлын асуудалтай тулгарснаар шийдвэрлэх боломжтой зах зээл өргөжиж байна. Одоогийн таамаглал нь 2030 он гэхэд орон сууцны хадгалах багтаамжийг 8-12 ГВт-д хүргэхээр төлөвлөж байгаа боловч 2024 оны 57% өсөлтийн гэнэтийн өсөлтөөс өмнө эдгээр таамаглалыг бичсэн байна.
Мөнгөний араас: Батерей хадгалах системийн хөрөнгө оруулалт хаана унасан
2021 оноос хойш батарейнд суурилсан эрчим хүч хадгалах системийн нийлүүлэлтийн сүлжээний хөрөнгө оруулалт 150 тэрбум долларт хүрч, АНУ-ын 42 мужид 100,000 үйлдвэрлэлийн ажлын байр бий болгосон. Тэр капитал санамсаргүй байдлаар тарсангүй. Энэ нь засгийн газрын бодлого зах зээлийн боломжид нийцсэн нийлүүлэлтийн сүлжээний тодорхой цэгүүдэд төвлөрч байв.
Хамгийн их хувийг эсийн үйлдвэрлэл эзэлжээ.АНУ 11-17 сая EV буюу 275 ГВт цахилгаан эрчим хүч хадгалахад хангалттай-жилд 1100 ГВт цахилгаан үүр үйлдвэрлэх хүчин чадалтай болсон. Гол хөрөнгө оруулалтад дараахь зүйлс орно.
SK Innovation-ийн 5.1 тэрбум долларын өртөгтэй Жоржиа цогцолбор нь жилд 21 ГВт цаг үйлдвэрлэдэг
LG Energy Solution-ийн 11 ГВт.ц хүчин чадалтай Аризонагийн 2.3 тэрбум долларын өртөгтэй байгууламж
Панасоникийн Канзас дахь дөрвөн тэрбум ам.долларын өртөгтэй үйлдвэр нь 2025 он гэхэд 30 ГВт.ц хүчин чадалтай байхаар зорьж байна
CATL-ийн 7.6 тэрбум долларын өртөгтэй Мичиган дахь үйлдвэр Q4 2024
Эдгээр байгууламжууд зөвхөн EV-ийн эрэлт хэрэгцээг хангаагүй. Сүлжээний хадгалалт нь дулааны менежментийн энгийн шаардлага бүхий ижил төстэй үйлдвэрлэлийн процессуудыг санал болгодог. Хэрэглээний{2}}хэмжээнд зориулагдсан LFP эсүүд нь цахилгаан батерейтай ижил үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийг ашигладаг бөгөөд үйлдвэрлэгчдэд эрэлтийн дохион дээр үндэслэн хүчин чадлыг өөрчлөх боломжийг олгодог.
Лити боловсруулах нь дотоодын шинэ үйлдвэрлэлийг бий болгосон.АНУ 2020 онд дэлхийн батерейны{1}} зэрэглэлийн литийн 1%-ийг үйлдвэрлэжээ. 2024 он гэхэд шинэ боловсруулах үйлдвэрүүд үүнийг 8%-д хүргэж, 2030 он гэхэд 25%-д хүргэх зорилт тавьжээ. 1.3 тэрбум долларын өртөгтэй Невада мужийн Альбемарлегийн үйлдвэр жил бүр 30,000 тонныг боловсруулдаг. Lithium Americas's Thacker Pass уурхай нь 2027 оноос эхлэн 40,000 тонныг нэмэгдүүлнэ. Эдгээр үйл ажиллагаа нь барилгын зардлын 70%-ийг хамарсан ТМБ-ын зээлийн баталгаанд хариу өгч, 15 жилийн төслүүдийг санхүүжүүлэх боломжтой болгодог.
Модуль угсрах, нэгтгэх нь хамгийн хурдан хийгдсэн.2020 онд 40 гаруй байсан бол одоо 200 гаруй компани BESS системийг зохион бүтээж, бүтээж байна. Ихэнх нь Хятад{3}}үйлдвэрлэсэн эсүүдийг АНУ-д үйлдвэрлэсэн-хавсарлага, инвертер болон хяналтын системд нэгтгэдэг. Энэхүү эрлийз загвар нь системийн үнэ цэнийн 60%-ийг дотооддоо эзэлдэг бөгөөд бид Хятадын эсийн үйлдвэрлэлийн хэмжээнд ойрын хугацаанд таарахгүй гэдгийг хүлээн зөвшөөрч байна.
Газарзүйн тархалт нь техникийн логикоос илүүтэй улс төрийн эдийн засгийг илтгэдэг. Техас муж нь 4.8 ГВт суурилагдсан хүчин чадалтай, батерейны -0 түвшний урамшуулалаараа тэргүүлдэг бөгөөд энэ нь батерейны операторуудад бөөний үнийн хэлбэлзлийг хянах боломжийг олгодог ERCOT зах зээлийн загварт тулгуурладаг. Калифорнид хууль эрх зүйн зохицуулалтаар дамжуулан 3 ГВт урт{5}}хугацаатай хадгалах эрх олгосон нь хувийн капиталыг татсан орлогын урсгалыг баталгаажуулсан. Нью Мексико нь төслийн зардлын 15%-ийг хамарсан татварын хөнгөлөлт үзүүлж, 18 сарын дотор суурилуулсан тэгээс 450 МВт хүртэл өссөн байна.
Хэрэгцээтэй төслүүдэд гурван бизнес загвар давамгайлж байна-:
Ашиглалтын өмч нь батерейг зохицуулалттай тарифын үндсэн дээр тавьдаг.Уламжлалт эрчим хүчний байгууллагууд 200 МВт-ын хүчин чадалтай байгууламжид 250 сая долларын хөрөнгө оруулалт хийж, 20 жилийн хугацаанд 8{5}}10%-ийн зохицуулалттай өгөөжийг олж, төлбөр төлөгчдөд зардлаа шилжүүлдэг. Энэ загвар нь муж улсын зохицуулагчид, ялангуяа зүүн өмнөд болон баруун дундад дээд хэсэгт хадгаламжийн хэмжээг зөвшөөрсөн тохиолдолд давамгайлдаг. Энэ бүтцийн дагуу 2024 онд нийтийн аж ахуйн нэгжүүд 5.2 ГВт-ыг суурилуулсан.
Цахилгаан эрчим хүч худалдан авах гэрээгээр дамжуулан гуравдагч{0} талын эзэмшил эрсдэлийг шилжүүлдэг.Бие даасан бүтээн байгуулагчид барилга байгууламж барьж, хүчин чадал, эрчим хүчний үйлчилгээг 15-20 жилийн гэрээгээр нийтийн аж ахуйн нэгжүүдэд борлуулдаг. Зохицуулалттай аж ахуйн нэгжүүд бүрэн мөнгө олох боломжгүй татварын хөнгөлөлт, элэгдлийн хөнгөлөлтийг хөгжүүлэгчид авдаг. Энэ загвар нь Техас, Калифорнид тэргүүлж, 2024 онд 4.8 ГВт-ыг нэмжээ.
Худалдааны суурилуулалт нь гэрээгүйгээр бөөний зах зээлд борлуулдаг.Зах зээлийн үндсэн зарчмууд хадгалалтад таатай байх үед үнийн өсөлтийн хариуд операторууд үнийн бүрэн эрсдэлийг хүлээн зөвшөөрдөг. Техас мужид 2024 онд 2.1 ГВт худалдааны агуулах ажиллаж, таатай жилүүдэд 12-18%-ийн ашиг авчирсан. Үнийн зөрүү багассан цаг агаарын зөөлөн улиралд хэд хэдэн төсөл алдагдал хүлээсэн.
Хөрөнгө оруулалтын дипломын ажил нь нэг таамаглал дээр тулгуурладаг: цахилгаан эрчим хүчний эрэлт өснө. АНУ-ын эрчим хүчний хэрэглээ 2024 онд -3.8%-иар өссөн нь сүүлийн 15 жилийн хамгийн том өсөлт бөгөөд үүнд дата төвүүд, үйлдвэрлэлийн бэхэлгээ, дулааны насосууд нөлөөлсөн. Энэхүү эрэлтийн өсөлт нь батерейны багтаамжийг цаг тутамд илүү үнэ цэнэтэй болгодог, учир нь суурь ачаалал ба оргил үнийн ялгаа улам бүр нэмэгддэг. Хэрэв эрэлтийн өсөлт жил бүр 3% + хэвээр байвал одоогийн батерейны хөрөнгө оруулалт таван жилийн дараа хямдхан харагдах болно.
Тэд хэлэлцэхийг хүсэхгүй байгаа батерейны эрчим хүчийг хадгалах системийн аюулгүй байдлын бүртгэл
BESS-ийн эвдрэлийн 15 тохиолдол 2023 онд -Өмнөд Солонгост 2017-2019 онд 28 байсан бол энэ хугацаанд дэлхийн хүчин чадал 800%-иар өссөн ч буурсан байна. Гигаватт-цагт ажиллах эвдрэлийн түвшин 5-ын 1-ээс 80-д 1 болж буурсан. Гэсэн хэдий ч 2024-2025 онуудад гарсан гурван томоохон түймэр нь өмнөх арван жилийн нийлбэрээс илүү олон хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр цацагдсан.
2024 оны 5-р сарын 15-нд Сан Диего хотод гарсан "Gateway Energy Storage"-д гарсан түймэр 15,000 зайны модулийг хамарсан долоо хоногийн турш шатжээ. Калифорни дахь Мосс Ландинг 2024 оны 9-р сар болон 2025 оны 1-р сард түймэр гарсан. Нэгдүгээр сарын үйл явдлын үеэр 1200 оршин суугчийг 24 цагийн турш нүүлгэн шилжүүлсэн. Эдгээр тохиолдлууд нь батерейны аюулгүй байдлыг үгүйсгэж байгаадаа биш, харин гигаватт{11}}цаг цахилгаан хадгалах байгууламжид дулааны гүйдэл үүсэх үед юу болохыг илчилдэг учраас чухал юм.
Техникийн эвдрэлийн горим нь дулааны гүйлтэд төвлөрдөг.Лити{0}}ион эс 150 хэмээс хэтрэх үед дотоод химийн урвалууд- өөрөө явагддаг. Эс нь хөршүүдээ халааж, каскад үүсгэдэг. 200 эс агуулсан батерейны модульд нэг гэмтэл нь 15 минутын дотор бүх эсүүдэд тархаж, 800 хэмээс дээш температурыг бий болгодог.
Орчин үеийн хорио цээрийн стратеги нь олон хамгаалалтыг бүрдүүлдэг. UL 9540A гэрчилгээ нь дулааны тархалтын туршилтыг шаарддаг-үйлдвэрлэгчид нэг үүрийг асааж, модулийн гадна гал тархаж байгаа эсэхийг хэмждэг. UL 9540A стандартыг давсан системүүд нь нэг модуль доторх галыг агуулж, байгууламжийг-өргөн сүйрүүлэхээс сэргийлдэг. 2024 он гэхэд UL 9540A гэрчилгээ нь даатгалын хамгаалалтад зайлшгүй шаардлагатай болж, үйлдвэрлэгчид агааржуулалт, зай, даралтын системийг дахин төлөвлөхөд хүргэсэн.
Гал унтраах нь усанд суурилсан{0}}олон үе шаттай- системд шилжсэн.Усан үерийн эхний үер үр дүнгүй болох нь тогтоогдсон-литийн ионы гал түймэр устаж үгүй болсны дараа 72 цагийн дараа дахин дүрэлзэж болно, учир нь дотоод эсийн химийн найрлага нь урвалыг дахин эхлүүлэхэд хангалттай халуун хэвээр байна. Одоогийн шилдэг туршлагууд нь:
Аэрозоль дарах бодисыг дулааны гүйлгээг илрүүлснээс хойш 30 секундын дотор байрлуулна.
Хүчилтөрөгчийг арилгахын тулд инертийн хийн үер (ихэвчлэн CO2 эсвэл азот).
Модулийн температурыг 50 хэмээс доош буулгахын тулд 48-96 цагийн турш үргэлжлүүлэн ус хөргөнө
Ослын дараах 7 хоногийн турш тасралтгүй дулааны хяналт-
2025 оны 1-р сарын Мосс буух түймэр нь эдгээр системүүд төлөвлөсний дагуу ажиллаж байгааг харуулсан. Газар дээрх найман барилгаас нэг нь түймэр унтраасан байна. Амиа алдсан тохиолдол байхгүй. Байгууламж гурван долоо хоногийн дотор ашиглалтад орсон. 1200-хүнийг нүүлгэн шилжүүлсэн нь хорт хийн түвшин аюултай концентрацид хүрсэндээ биш, маш болгоомжтойгоор хийгдсэн. Агаарын чанарын хяналтууд OSHA-ийн 3 ppm өртөлтийн хязгаараас-сая доош-ногдох устөрөгчийн хайлуур жоншны хэмжээг 0.8 хэсэгт илрүүлсэн боловч яаралтай тусламжийн протоколыг эхлүүлэхэд хангалттай.
Ослын мөрдөн байцаалтын үндсэн дээр бүтэлгүйтлийн шалтгааныг гурван ангилалд хуваадаг.
Суурилуулалтын доголдол нь ослын 43% -ийг үүсгэсэнBESS Failure Incident Database-ийн дагуу. Муу цахилгаан холболтууд нь эсэргүүцлийг бий болгож, дулааныг бий болгож, долоо хоногоор хуримтлагддаг. Буруу эргүүлсэн автобусны баар, сул кабелийн төгсгөл, хангалтгүй газардуулга зэрэг нь суурилуулалттай холбоотой ихэнх гэмтэл-болдог. Энэхүү шийдэл нь ашиглалтад оруулах стандартыг чангатгах явдал байв-бие даасан байцаагчид одоо холболт бүрийг цахилгаанд оруулахын өмнө үйлдвэрлэгчийн техникийн үзүүлэлтэд нийцэж байгаа эсэхийг шалгадаг.
Хяналтын системийн доголдол нь ослын 32%-ийг үүсгэсэн байна.Програм хангамжийн алдаанууд нь батерейг аюулгүй хүчдэлийн хязгаараас хэтрүүлэн цэнэглэх, эсвэл хэт гүн цэнэггүй болгох боломжийг олгож, эсийг нэрлэсэн циклээс хэтрүүлж дарамталдаг. Системийн тоног төхөөрөмжийн-үлдэгдэл- үе үе модулиудын цэнэглэлтийг зөв синхрончилж чадаагүй тул хэт цэнэглэгдсэн эсүүдийг үүсгэж эхлээд амжилтгүй болсон. Програм хангамжийн шинэчлэлтүүд болон батерейны удирдлагын системийн илүү сайн нөөц нь 2023 он гэхэд ихэнх асуудлыг шийдвэрлэсэн.
Эсийн үйлдвэрлэлийн доголдол нь тохиолдлын 11% -ийг эзэлж байна.Өндөр хэмжээний үйлдвэрлэлийн чанарын хяналт нь үйлдвэрийн туршилтанд илрээгүй ч 6-18 сарын турш хээрийн эргэлтийн дараа илэрдэг электродын жигд бус байдал эсвэл электролитийн бохирдлыг үе үе орхигдуулдаг. LFP-ийн химийн чиглэл рүү шилжих нь энэхүү бүтэлгүйтлийн горимыг багасгасан-LFP нь NMC-ээс илүү үйлдвэрлэлийн зөрүүг тэсвэрлэдэг.
Үлдсэн 14% нь гадны үйл явдлуудыг хамарсан: аянга цохих, тоног төхөөрөмж мөргөлдөх, дулааны долгионы үед хөргөлтийн системийн эвдрэл.
Даатгалын зах зээл аюулгүй байдлын бодит түүхийг өгүүлдэг. 2019 онд батерейнд суурилсан эрчим хүч хадгалах системийн даатгалын зардал нь нэг МВт тутамд 75,000-150,000 долларын өртөгтэй бөгөөд хамрах хүрээ нь 50 сая доллар байна. 2024 он гэхэд шимтгэл нэг МВт тутамд 25,000-40,000 доллар болж буурч, хамрах хүрээ 300 сая долларт хүрэв. Даатгагчид эрсдэлтэй гэж үзсэн хөрөнгийн хүүг бууруулж, эрсдэлийг нэмэгдүүлдэггүй. Дээд зэрэглэлийн бууралт нь анхны таамаглалаас 60%-иар доогуур бодит хохирлыг харуулсан актуар өгөгдлийг тусгасан болно.
Эхний хариулагчийн протоколууд эрс сайжирсан. 2019 онд гал түймэр унтраах ангиуд BESS-ийн түймрийг химийн үйлдвэрүүд шиг эмчилж,-том талбайг нүүлгэн шилжүүлж, ажиглалтын дор шатаана. Одоогийн NFPA 855 стандартууд нь хариу арга хэмжээ авах тусгай журмыг өгдөг. Гал сөнөөгчид BESS-ийн хуурамч байгууламжууд дээр бэлтгэл сургуулилтаа хийдэг бөгөөд хэрэв дулааны гүйдэл зохих ёсоор хамгаалагдсан бол 3-4 цагийн дотор шатдаг гэдгийг ойлгодог. "Нүүлгэн шилжүүлэх, ажиглах"-аас "агуулах, хянах" руу шилжих нь олон зуун саяар үнэлэгдэх байгууламжуудыг хамгаалахын зэрэгцээ олон нийтийн нөлөөллийг бууруулж байна.
Таван{0}}жилийн замын зураглалыг хэн ч нийтлэхийг хүсэхгүй байна
Хаалттай хаалганы цаана сүлжээний операторууд 2030 он гэхэд батарейны багтаамж нь нийт сүлжээний хүчин чадлын 20-30%-д хүрэх хувилбаруудыг загварчилж байна. Эдгээр загварууд нь сүүлийн үеийн замналаа үргэлжлүүлж буй гурван технологийн муруйгаас хамаардаг. Хэрэв ямар нэгэн муруй тэгширвэл замын зураг дахин арван жил үргэлжилнэ.
Curve One нь эрчим хүчний нягтралын сайжруулалтыг хянадаг.Одоогийн LFP эсүүд 160 Вт/кг дамжуулдаг. Лабораторийн прототипүүд 220 Вт/кг хүрч байгаа нь нягтралыг 35%-иар сайжруулах боломжтой гэдгийг харуулж байна. Өндөр нягтрал гэдэг нь жижиг, хөнгөн байгууламжууд нь үл хөдлөх хөрөнгө бага эзэлдэг-хот суурин газруудад чухал ач холбогдолтой бөгөөд газар нь нэг квадрат фут нь 20-50 долларын үнэтэй байдаг. 150 Вт/кг хүчин чадалтай натрийн ион батерейнууд нь LFP-ийн нягтралаас илүү хурдан үйлдвэрлэлийн хэмжээсийг сайжруулвал энэ замын зураглалыг тасалдуулж болзошгүй юм.
Хоёр дахь муруй нь мөчлөгийн амьдралын доройтлыг дагадаг.Өнөөдрийн LFP батерейнууд өдөр бүр 15 жил цэнэглэгдсэн-6000 циклийн дараа хүчин чадлаа 20%-иар алддаг. Үүнийг 10,000 мөчлөг (25 жил) болгон сунгах нь хадгалалтын түвшний зардлыг хоёр дахин бууруулна. Батерей үйлдвэрлэгчид нарийхан хүчдэлийн цонхонд ажилласнаар лабораторийн эсүүд 15,000 циклээс давж, 100% биш 90% хүртэл цэнэглэж, 0% биш 15% хүртэл цэнэглэдэг гэж мэдээлдэг. Тооцоолол нь ашиглалтын хүчин чадлыг бууруулдаг боловч эдийн засаг нь ихэнх хэрэглээний хүчин чадлаас илүү урт наслахыг илүүд үздэг.
Гурав дахь муруй нь эхлээд зардлын бууралтыг- хэмждэг.Батерейны багцын үнэ 2024 онд 139 ам.доллар/кВт/цаг болж, 2010 онд 1200 ам.доллар/кВт.ц болж буурчээ. Аж үйлдвэрийн салбарын урьдчилсан мэдээгээр 2026 он гэхэд 100 доллар/кВт/цаг болно гэж таамаглаж байгаа ч энэ нь лити, кобальтын үнэ тогтвортой байхаас хамаарна. Хэрэв кобальт 2022 оных шиг -хэрэв аль нэг түүхий эдийн огцом өсөлт хэдэн жилийн турш 120-130 ам.доллар/кВт.ц болж магадгүй юм.
Технологийн орлуулагдах тэмдэг нь замын зургийг хурдасгах эсвэл замаас гаргах боломжтой:
Хатуу-батарей нь 400+ Вт/кг амлаж байнашатах эрсдэлгүй. Тоёота 2027 он гэхэд цахилгаан{1}}тогтвортой цахилгаан батерей үйлдвэрлэх төлөвлөгөөгөө зарлав. Хэрэв тэд амжилттай болж, технологи нь суурин санах ой руу шилжвэл одоогийн LFP суурилуулалтыг 15- жилийн ашиглалтын хугацаа дуусахаас өмнө хуучирна. Илүү их магадлалтай: хатуу төлөвт байдал нь LFP-ээс 2-3 дахин үнэтэй хэвээр байгаа нь аюулгүй байдал нь дээд зэргийн үнийг зөвтгөдөг програмуудыг нэвтрүүлэхийг хязгаарладаг.
Урсгал батерей нь дөрвөн цагаас илүү үргэлжлэх хугацааг тодорхойлдог.Ванадийн исэлдэлтийн урсгалын батерейнууд нь эрчим хүчний багтаамжийг (саванд хадгалагддаг) эрчим хүчний багтаамжаас (цахилгаан химийн эсүүд) салгаж, бие даасан масштаблах боломжийг олгодог. Та 10 МВт-ын хүчин чадалтай систем барьж, дараа нь 4, 8 эсвэл 12 цагийн багтаамжтай сав нэмж, 6 цагаас дээш литийн-ионоос ойролцоогоор 180 доллар/кВт цаг-хямд. Урсгал батерей нь 2024 оны ашиглалтын 2%-иас бага хувийг эзэлдэг ч 2026-2028 онд дуусгахаар зарласан төслүүдийн 15%-ийг хамгаалсан. Урсгал батерей үйлдвэрлэгчид лити-ионы зардал буурахаас илүү хурдан үйлдвэрлэлээ өргөжүүлж чадах уу гэдэг асуулт байна.
Хоёрдахь -автомашины цахилгаан батерейнууд сүүдрийн зах зээлийг бий болгодог.EV батерейнууд 80%-иас доош хүчин чадалтай бол тээврийн хэрэгсэлд тохиромжгүй, харин суурин хадгалахад төгс тохирно. Nissan-ийн 4R Energy салбар компани Навч батерейг цуглуулж, 50 кВт.ц модулиудад дахин савлаж, нэг модулийг 3000$-4000$-оор-60-$80/кВт.ц үнээр зардаг бол шинэ эсийн хувьд $139/кВт.ц үнээр зардаг. Хэрэв 2027 он гэхэд жил бүр 2 сая цахилгаан эрчим хүчний батерей ашиглалтад орвол (2021-2023 оны цахилгаан хөдөлгүүрийн борлуулалтыг тооцвол үнэмшилтэй) шинэ үйлдвэрлэлийн зардлын хагасаар 60-100 ГВт.ц багтаамжийг хангах боломжтой. Энэ нь шинэ батерейны зах зээлийг сүйрүүлэх эсвэл одоогийн үнээр хэмнэлтгүй програмуудыг идэвхжүүлнэ.
Зохицуулалтын замнал нь байршуулах хурдыг тодорхойлно:
Калифорниа мужид 2026 он гэхэд 2 ГВт урт удаан хадгалах-төлөөлөх үүрэг хүлээсэн нь инженерийн компаниудыг технологи төлөвшихөөс өмнө үүрэг хариуцлага хүлээхээс өөр аргагүйд хүргэсэн. Бусад мужууд Калифорниа хамгийн түрүүнд хөдөлгөх эрсдэлийг-сэргээж байгааг ажиглав. Хэрэв Калифорниа найдвартай байдлын асуудалгүйгээр -сэргээгдэх эрчим хүчний 90%+ нэвтэрч чадвал{9}}2028 он гэхэд 15-20 муж улс бүрэн эрхийнхээ бүтцийг хуулбарлана гэж найдаж байна. Хэрэв Калифорнид батарейг асар их хэмжээгээр суулгасан ч цахилгаан эрчим хүч тасрах юм бол нөөцийн нөөцийн талаарх улс төрийн дэмжлэг орон даяар сулрах болно.
Холбооны татварын хөнгөлөлтүүд одоогоор 2032 он хүртэл батерейны зардлын 30%-ийг нөхөж байгаа бөгөөд 2033 онд 26%, 2034 онд 22% болж, 2035 онд хугацаа нь дуусна. Нар жаргах нь 2034 онд ашиглалтад орох -төслүүдийг бий болгож, зээлийн хугацаа дуусах хүртэл, эдийн засгийн суулгац дуусах хүртэл яаравчлан дуусгах болно2032. татаасгүйгээр төслүүдийг зөвтгөх. 2035 оноос хойшхи зээлийн хугацааг сунгах аж үйлдвэрийн лобби 2027 оноос эхлэн эрчимжиж байна.
Дамжуулах холболтын дараалалд 960 ГВт батерейны багтаамжтай төслүүд багтаж,-АНУ-ыг бүхэлд нь 2{9}}3 цагийн турш эрчим хүчээр хангах зөвшөөрөл авах шаардлагатай. Гэхдээ харилцан холболтын зөвшөөрөл 3{10}}5 жил болдог ба дараалалд байгаа төслүүдийн 65% нь хэзээ ч дуусдаггүй. Хэрэв шинэчлэлтүүд зөвшөөрлийг 18{11}}24 сар хүртэл хурдасгах юм бол ашиглалтын хугацаа төлөвлөсөн хугацааг хоёр дахин нэмэгдүүлэх боломжтой. Хэрэв шинэчлэлтүүд зогсонги байдалд орвол, эсвэл эрчим хүчний сүлжээний нөлөөллийн судалгаанууд батлалтыг удаашруулж байвал дараалал нэмэгдэж, төслүүдийг 2030-аад оны дунд үе хүртэл хойшлуулна.
Байнга асуудаг асуултууд
Батерейд суурилсан эрчим хүч хадгалах систем хэр удаан ажилладаг вэ?
Сүлжээний{0}}масштабтай LFP батерейнууд нь 6,000-8,000 цэнэглэх-цэнэглэсний дараа 80%-ийн хүчин чадлыг хадгалдаг бөгөөд үүнийг өдөр бүр цэнэглэхэд 15-20 жил эсвэл бага эрчимтэй хэрэглээнд 25-30 жил зарцуулдаг. Орон сууцны систем нь ихэвчлэн 10 жилийн баталгаатай боловч ихэвчлэн 15+ жил ажилладаг. Батерейны удирдлагын систем нь 0-100% цэнэгтэй биш харин 10-90% хооронд урт наслалтыг хадгалах эсүүдэд ихээхэн нөлөөлдөг бөгөөд ашиглалтын хугацааг 40% уртасгадаг.
BESS цахилгаан тасарсан үед бүхэл бүтэн хотыг эрчим хүчээр хангаж чадах уу?
Үгүй, гэхдээ энэ нь тэдний зорилго биш юм. Ихэнх хэрэглээний батерейнууд-2{3}}4 цагийн багтаамжтай бөгөөд энэ нь олон өдрийн эрчим хүчний үйлдвэрлэлийг орлохоос илүү-богино хугацааны цоорхойг нөхөх зорилготой. 1,000 МВт-ын батерейны төхөөрөмж нь 800,000 байшинг дөрвөн цагийн турш -оройн оргил ачааллыг зохицуулах эсвэл нөөц генератор эхлэх хүртэл цагийг нөхөхөд хангалттай. Урт хугацааны хадгалалт (8-24 цаг) нь өндөр өртөгтэй хэвээр байгаа тул батерейг хурдан хариулах хугацаа нь өндөр зардлыг зөвтгөдөг програмуудад хязгаарладаг.
Батерейнууд шатах үед юу болдог вэ?
Орчин үеийн системүүд нь бие даасан модулиудаас цааш гал тархахаас сэргийлж хамгаалах стратегийг хэрэгжүүлдэг. UL 9540A гэрчилгээтэй системүүд нь дан батерейны модулиудад дулааны дамжуулалтыг тусгаарладаг бөгөөд энэ нь ихэвчлэн 2{7}}3 МВт.ц-д нөлөөлж байхад эргэн тойрон дахь 50-200 МВт.ц ажилладаг. Автомат дарангуйлах систем нь 30 секундын дотор идэвхжиж, аэрозолийн бодис, идэвхгүй хийг байрлуулдаг. Түлш (батерейны электролит) дууссаны дараа 3-4 цагийн дотор литийн ион гал өөрөө унтардаг тул гал түймрийн алба идэвхтэй тэмцэхийн оронд хяналт тавьдаг.
Яагаад батерейны оронд бусад хадгалах технологийг ашиглаж болохгүй гэж?
Эдийн засаг ба хариу арга хэмжээний хурд. Ус шахах усан сан нь 50$-$150/кВт.ц үнэтэй батерейны хувьд $150-$200/кВт.ц үнэтэй боловч хавтгай мужид ашиглах боломжгүй тодорхой газарзүйн (уулын усан сан) шаардлагатай. Шахмал агаарт газар доорх агуй хэрэгтэй. Flywheels хэдэн цагаар биш секундын турш ажилладаг. Урсгалын батерей нь 8 цагаас дээш хугацаатай боловч энэ босго хэмжээнээс доогуур лити-ионоос илүү үнэтэй байдаг. Технологи бүр нь миллисекундэд хариу үйлдэл үзүүлж, хаана ч суулгадаг тул 1-4 цагийн хэрэглээний зайг дүүргэдэг.
Батерей нь нүүрстөрөгчийн ялгаруулалтыг үнэхээр бууруулдаг уу?
Байгалийн хийн оргилуурын станцуудыг нүүлгэх үед{0}}батарейнууд нь хийнээс сэргээгдэх эрчим хүч рүү шилжсэн МВт цаг тутамд ойролцоогоор 0.4 тонн CO2-ыг устгадаг. Өдөр бүр 100 МВт / 400 МВт хүчин чадалтай байгууламжийн дугуй унах нь жилд ойролцоогоор 50,000 тонн CO2-аас сэргийлдэг. Гэсэн хэдий ч батерейны үйлдвэрлэл нь нэг кВт цаг тутамд-ойролцоогоор 50-100 кг CO2 нүүрстөрөгчийн ул мөрийг агуулдаг. Сүлжээнд суурилуулсан суурилуулалт нь үйлдвэрлэлийн ялгаруулалтыг арилгахын тулд 1-2 жил зарцуулдаг. Үүний дараа утааны хэмнэлт хурдасдаг. 15 гаруй жилийн ашиглалтын хугацаа нь ердийн 100 МВт-ын хүчин чадалтай байгууламжид нүүрстөрөгчийн цэвэр бууралт 700,{20}} тоннд хүрдэг.
Би нарны зай хураагуургүйгээр зайг суулгаж болох уу?
Тийм ээ, эдийн засаг нь байршлаас хамааран өөр өөр байдаг. Калифорнид -ашиглалтын{2}}хувийн хэмжээ нь батерейг нарны эрчим хүчээр цэнэглэхгүйгээр-ашигтай болгодог бөгөөд оргил ачааллын үед 0.50$/кВт.ц цэнэглэхэд сар бүр $150-$200 хэмнэнэ. Бусад ихэнх мужуудад зөвхөн батерейг зөвтгөх хангалттай хурдны зөрүү байдаггүй. Гэсэн хэдий ч, өвлийн шуурга, зуны халууны долгионы улмаас жил бүр 6-10 удаа цахилгаан тасрах тохиолдол гардаг Техас мужид тасалдалтай үед нөөц эрчим хүчний үнэ цэнэ нь зөвхөн батарейгаар ажилладаг суурилуулалтыг улам бүр нэмэгдүүлж байна.
Батерей дээр суурилсан эрчим хүч хадгалах систем хэр үнэтэй вэ?
Хэрэглээний-хэмжээ: Суурилагдсан кВт.ц тутамд 250-400 доллар, эсвэл 100 МВт / 400 МВт.ц хүчин чадалтай байгууламжид ойролцоогоор 100 сая доллар. Арилжааны систем: кВт.ц тутамд 400-600 доллар. Орон сууцны суурилуулалт: урамшууллын дараа кВт.ц тутамд 800-1200 доллар. 13.5 кВт/цаг хүчин чадалтай Tesla Powerwall-ыг суурилуулсан нь 11,000-13,000 ам.долларын үнэтэй. Холбооны татварын хөнгөлөлт нь нарны эрчим хүчийг хослуулсан тохиолдолд 30% -ийг хамардаг. 2022-2024 оны хооронд үйлдвэрлэлийн хэмжээ нэмэгдэж, Хятадын өрсөлдөөн ширүүссэний улмаас үнэ 35-40 хувиар буурсан байна.
Батерейг хэт цэнэглэж, тэсрэхээс юу сэргийлдэг вэ?
Олон тооны илүүдэл систем. Батерейны удирдлагын систем нь үүр бүрийн хүчдэлийг секундэд 1000 удаа хянадаг бөгөөд аль ч элемент хамгийн дээд хүчдэлд ойртох үед цэнэглэх гүйдлийг тасалдаг. Хэт хүчдэл илэрсэн үед контакторууд батерейг цэнэглэх эх үүсвэрээс салгадаг. Бие даасан эсүүд нь гамшгийн хагарлаас өмнө нээгддэг дотоод даралт бууруулах нүхийг агуулдаг. Орчин үеийн LFP-ийн хими нь хуучин NMC эсүүдээс илүү их цэнэглэлтийг тэсвэрлэдэг-тэд халдаг ч гал авалцах нь ховор. Орон сууцны системүүд UL гэрчилгээ авахаас өмнө 36{9}}48 цагийн турш урвуулан ашиглах туршилт (хэт цэнэглэх, хэт цэнэг алдах, цоорох, хэт халалт) хийдэг.
Дэд бүтцийн сорилтыг хэн ч шийдэж чадахгүй байна
Эндээс 30% батерейны багтаамжтай сүлжээний хооронд үл ойлгогдох асуудал тулгардаг: бидний холболтын хүчин чадал дуусч байна. Сүлжээнд холбогдохыг эрэлхийлж буй батерейнд суурилсан эрчим хүч хадгалах системийн төслүүдийн дараалал 2024 онд 2,600 ГВт-д хүрсэн нь АНУ-ын нийт үйлдвэрлэх хүчин чадлаас хоёр дахин их байна. Зөвхөн батерейны төслүүд нь энэ дарааллын 960 ГВт-ыг төлөөлдөг бөгөөд одоогийн батлах үйл явц нь 3-5 жил болдог.
Саад хоолой нь технологи биш юм. Дамжуулалтын судалгаагаар батерейны төслүүд хамгийн их ачаалалтай үед (хамгийн муу{1}}тохиолдолд) эрчим хүчээ авдаг гэж таамаглаж байгаа боловч эдгээр төслүүд унтарсан-оргил ачааллын үед цэнэглэгддэг. Сүлжээний нөлөөллийн шинжилгээ нь батерейг сүлжээний гүйцэтгэлийг сайжруулах уян хатан нөөц биш харин нэмэлт хэрэгцээ гэж үздэг үнэтэй судалгааг хийдэг. 200 МВт-ын хүчин чадалтай батерейг хооронд нь холбох программ нь 200 МВт-ын нарны фермийн нэгэн адил 2-5 сая долларын дамжуулалтын судалгаа шаарддаг ч батерей нь орон нутгийн цахилгаан дамжуулах системд дарамт учруулахаас илүү тусалдаг.
Шинэчлэлийн саналууд эргэлдэж байна. FERC 2023 оны захиалга нь олон төслийг дараалсан бус хамтад нь үнэлдэг кластерын судалгаагаар үйл явцыг оновчтой болгохыг оролддог. Хэд хэдэн ISO-ууд зөвхөн 100 МВт-аас доош хүчин чадалтай батерейны- төслүүдэд-хурдан хянах зөвшөөрлийг туршиж үзсэн. Техас муж{8}}одоо байгаа шинэ үеийн сайтуудтай-хамтран ажиллаж байгаа батерейг 18 сарын дотор хооронд нь холбохыг зөвшөөрнө-Техас муж улсын урамшуулалгүй атлаа батарейны ашиглалтаар яагаад тэргүүлж байгааг тайлбарлав.
Хэрэв харилцан холболтын шинэчлэл амжилттай болвол батерейны ашиглалт нь өмнөх урьдчилсан таамаглалыг 30-50%-иар хурдасгах боломжтой. Энэ хурдатгал нь батерейны нийлүүлэлтийн сүлжээ, цахилгаан гүйцэтгэгч, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал зэрэгт шинэ саад бэрхшээлийг бий болгоно. Энэхүү систем нь эрчим хүч хувиргах тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа аль хэдийн хязгаарлагдмал байгаа бөгөөд 2022 онд 6-8 сар байсан бол 2024 онд 18-24 сар хүртэл сунгасан байна.
Үйлдвэрлэлийн хязгаарлалт нь илүү их хурцадмал байдлыг харуулж байна. АНУ дэлхийн батерейны 5% хүрэхгүй хувийг үйлдвэрлэдэг боловч 2030 он гэхэд дэлхийн цахилгаан эрчим хүчний нөөцийн 40%-ийг ашиглахаар зорьж байна. Энэ математик нь дотоодын үйлдвэрлэлийг асар их хэмжээгээр өргөжүүлэх (Хятадын зардлын бүтцийг эсэргүүцэх) эсвэл импортын хараат байдлыг (улс төрийн хувьд түгээмэл биш) хүлээн зөвшөөрөхийг шаарддаг. Одоогийн бодлого нь- эс импортын зөрүүг хуваахыг оролдож байгаа боловч бусад бүх зүйлийг дотооддоо үйлдвэрлэж-гэхдээ эсийн өртөг жил бүр 10-15%-иар буурсаар байвал энэ буулт хэрэгжинэ. Хэрэв Хятадын үйлдвэрлэгчид экспортоо хумих юм уу хөнгөлөлтийг бууруулах юм бол стратегийг бүхэлд нь дахин бодох шаардлагатай.
Гол арга хэмжээ
Батерейны эрчим хүч хадгалах систем нь туршилтынхаас зайлшгүй шаардлагатай дэд бүтцэд -АНУ 2024 онд л гэхэд 12.3 ГВт-ыг нэмсэн нь{3}}хамгийн хурдан хөгжиж буй эрчим хүчний сегмент болсон юм.
Дөрвөн цагийн дотор эрчим хүчний хэрэгцээнд зориулж хийн оргилууртай станцаас илүү батарейг эдийн засгийн хувьд илүүд үздэг бөгөөд зардал нь нэг жилийн дотор 1,778 доллар/кВт-аас 1,080 доллар/кВ болж буурч байна.
Хүчин чадал дэлбэрсэн ч бүтэлгүйтлийн түвшин буурчээ - 2023 онд дэлхийн хүчин чадлын 150+ ГВт-д 15 тохиолдол гарсан нь энэ салбар 8 дахин бага байсан үед 28 тохиолдлоос буурсан.
2024 онд орон сууцны суурилуулалт 57%-иар өссөн нь байгаль орчны асуудлаас илүү{2}}ашиглалтын хэмжээ болон нөөц эрчим хүчний хэрэгцээнээс шалтгаалсан.
Технологиас 960 ГВт-ын зай хадгалах системийн төслүүдийн гацаа нь харилцан холболт руу шилжсэн. Дамжуулах судалгаанд 3-5 жил хүлээгдэж буй батламжийн дараалалд сууж байна.
Анхдагч эх сурвалжууд
Америкийн цэвэр эрчим хүчний нийгэмлэг ба Вуд Маккензи, "АНУ-ын эрчим хүчний хадгалалтын хяналтын Q4 2024"
Fortune Business Insights, "Зайны эрчим хүчний нөөцийн зах зээлийн хэмжээ, эзлэх хувь, салбарын шинжилгээ"
АНУ-ын Эрчим хүчний мэдээллийн алба, "Зай хадгалах зах зээлийн чиг хандлага" (2024)
BESS Failure Incident Database, amwins.com
EPA, "Зайны эрчим хүчийг хадгалах систем: Аюулгүй суурилуулалт ба ослын хариу арга хэмжээний гол анхаарах зүйлс" (2025 оны 8-р сар)
Нарийвчилсан эрчим хүчний материал, "Сүлжээний-хэмжээний лити-Ионы батерейны эрчим хүчний хадгалалтын гол сорилтууд" (2022 оны 11-р сар)
Калифорнийн ISO, "Зай хадгалах тухай 2024 оны тусгай тайлан" (2025 оны 5-р сар)
АНУ-ын Эрчим хүчний яам, "2021-2024 оны дэвшилтэт батерейны салбарын нийлүүлэлтийн дөрвөн жилийн тойм"
Electrek, "Орон сууцны батерейны хэмжээ 2024 онд -тохирогдоод байна" (2025 оны 3-р сар)
Mewburn Ellis, "Зайны тайлан 2024: BESS эрчим хүчний хадгалалтын 10 жилийн өсөлт" (2025 оны 2-р сар)