Batterie-Energiespeicher: Anwendungsindustrien, Szenarien und zukünftige Trends

Against the backdrop of global energy structure transformation and the “Doppelkohlenstoff” Ziel, Batteriespeicher, as a core technology to solve the instability of renewable energy power generation and optimize the efficiency of power supply and demand, has become a key support for the high-quality development of the new energy industry. It connects the links of power generation, transmission, distribution and consumption, and plays an irreplaceable role in promoting energy conservation, emission reduction and energy security. ECO Electronics, with profound technical accumulation in the field of new energy supporting products, closely focuses on the application needs of battery energy storage in various industries, provides high-reliability supporting solutions for battery energy storage systems, and helps the global energy transition process.

1. Kernanwendungsindustrien

Batterieenergiespeicherung, als flexible und effiziente Energiespeichermethode, deckt mehrere Bereiche wie Stromerzeugung aus neuen Energien, Betrieb des Stromnetzes, industrielle Produktion und das tägliche Leben ab. Ihre Entwicklung ist eng mit der Aufrüstung der nachgelagerten Industrien und der politischen Steuerung verbunden. Die Kernanwendungsindustrien sind wie folgt:

1. Industrie der erneuerbaren Energieerzeugung

Erneuerbare Energien wie Photovoltaik und Windkraft haben die Eigenschaften von Zufälligkeit, Intermittenz und Volatilität, was leicht zu Problemen wie Netzinstabilität und “abgewehrtem Wind und abgewehrtem Licht” während der Stromerzeugung führt. Batterieenergiespeicherung kann die überschüssige elektrische Energie speichern, die durch Photovoltaik und Windkraft erzeugt wird, wenn die Stromerzeugung hoch ist, and release it when the power generation is insufficient or the power demand is peak, effectively solving the problem of power generation fluctuation and improving the utilization rate of renewable energy. Laut relevanten Daten, the global energy storage matching rate of photovoltaic and wind power projects will reach 15% by 2025, and the demand for battery energy storage in this field will maintain a compound annual growth rate of more than 28%[2]. The upstream core materials of battery energy storage, such as positive electrode materials, negative electrode materials, electrolyte and diaphragm, directly determine the core performance of energy storage batteries, among which the cost of positive electrode materials accounts for about 42% of the total battery cost.

2. Power Grid Industry

In the power grid system, battery energy storage undertakes important functions such as peak shaving, valley filling, frequency modulation, voltage regulation and emergency backup, which is crucial to improving the stability and flexibility of the power grid. With the large-scale grid connection of renewable energy and the rapid development of new power systems, the demand for battery energy storage in the power grid field is increasing. It can alleviate the pressure of power grid peak load, reduce the investment in power grid transformation, and ensure the safe and stable operation of the power grid. The battery energy storage system in the power grid field is mainly composed of battery packs and “3S” systems (EMS, PCS, BMS), among which PCS (energy storage converter) has the highest technical barrier and relatively larger profit space.

3. Industrie- und Handelsindustrie

Industrie- und Gewerbeunternehmen haben einen hohen Stromverbrauch und offensichtliche Peak-Valley-Unterschiede im Stromverbrauch, und Batteriespeicherung kann Unternehmen helfen, Peak-Valley-Preisarbitrage zu erreichen, Stromkosten senken. Gleichzeitig, Sie kann Notstromversorgung für Unternehmen bereitstellen, wirtschaftliche Verluste durch Stromausfälle vermeiden, und den normalen Betrieb von Produktionsanlagen sicherstellen. Außerdem, industrielle und kommerzielle Batteriespeicher können auch an der Nachfragereaktion des Stromnetzes teilnehmen, relevante politische Subventionen erhalten, und die Betriebskosten der Unternehmen weiter senken. Für energieintensiv verbrauchende Industrien wie die Fertigung und die chemische Industrie, Batteriespeicherung ist zu einem wichtigen Mittel zur Optimierung der Energieverteilung und zur Reduzierung des Energieverbrauchs geworden.

4. Wohnenergiespeicherindustrie

Mit der Verbreitung von Photovoltaiksystemen und der Verbesserung der Bewohner’ Bewusstsein für Energieeinsparung und Umweltschutz, ist die Wohnbatteriespeicherung allmählich in Tausende von Haushalten eingedrungen. Sie kann die von Haushalts-Photovoltaikpanels erzeugte elektrische Energie für den täglichen Gebrauch speichern, Die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz verringern, und Stromrechnungen sparen. Gleichzeitig, im Falle eines Stromausfalls, kann es Notstromversorgung für Haushaltsgeräte bereitstellen, wodurch die Zuverlässigkeit der Haushaltsstromversorgung verbessert wird. In europäischen und amerikanischen Ländern, hat die Durchdringungsrate der Wohnenergiespeicherung überschritten 10%, und der Marktumfang in China wächst ebenfalls schnell, zeigt breite Entwicklungsperspektiven.

5. Transportindustrie

Im Bereich Transport, Batterieenergiespeicherung wird hauptsächlich in neuen Energiefahrzeugen eingesetzt, Schienenverkehr, Schiffe und anderen Bereichen. Für neue Energiefahrzeuge, ist die Traktionsbatterie selbst eine Art Energiespeichergerät, und die unterstützenden Energiespeicher-, Lade- und Tauschstationen können die Probleme langer Ladezeiten und unzureichender Ladestationen lösen, die Benutzung neuer Energiefahrzeuge bequemer machen. Für Schienenverkehr und Schiffe, kann die Batterieenergiespeicherung eine Hilfsstromversorgung und Energierückgewinnung bieten, Energieverbrauch und Umweltverschmutzung reduzieren. Außerdem, Die ausrangierten Traktionsbatterien von neuen Energiefahrzeugen können durch gestufte Nutzung zur Energiespeicherung und als Backup-Stromversorgung eingesetzt werden, was die Ressourcennutzung verbessert und die Kosten senkt.

6. Notfall- und Sonderszenarien-Industrie

Battery energy storage has the characteristics of fast response, flexible deployment and easy installation, and is widely used in emergency power supply scenarios such as natural disasters, public emergencies and remote areas. Zum Beispiel, in areas affected by earthquakes, floods and other disasters, battery energy storage can provide temporary power supply for rescue work, medical equipment and residents’ lives. In remote areas without grid coverage, battery energy storage can be combined with photovoltaic and wind power to form an off-grid power supply system, solving the problem of electricity use for residents and infrastructure.

1. Typische Anwendungsszenarien

Different application industries have different requirements for battery energy storage systems, such as energy density, cycle life, safety performance and environmental adaptability. Entsprechend den Eigenschaften verschiedener Branchen, sind die typischen Anwendungsszenarien der Batteriespeicherung wie folgt:

1. Szenarien der erneuerbaren Energieerzeugung

• Photovoltaik unterstützende Energiespeicherung: Sie wird hauptsächlich in großflächigen Photovoltaikkraftwerken und verteilten Photovoltaikprojekten eingesetzt. Wenn genügend Sonnenlicht vorhanden ist, wird die überschüssige elektrische Energie, die vom Photovoltaiksystem erzeugt wird, im Batteriespeichersystem gespeichert; Wenn das Sonnenlicht nicht ausreicht oder nachts, wird die gespeicherte elektrische Energie ins Stromnetz oder zur Lastseite abgegeben, Sicherstellung der kontinuierlichen und stabilen Stromversorgung des Photovoltaiksystems. Das Batteriespeichersystem muss eine gute Lebensdauer und Lade-Entlade-Wirkung haben, und sich an die raue Außenumgebung anpassen (hohe Temperatur, niedrigen Temperaturen, starke ultraviolette Strahlung). Das “3S” System arbeitet mit dem Batteriepack zusammen, um den Energie speicher- und Freigabeprozess abzuschließen, wobei EMS für die Gesamtentscheidungen zuständig ist, PCS für die Lade- und Entladeausführung zuständig ist, und BMS für die Batteriesicherheitsüberwachung zuständig ist.
• Windkraft unterstützende Energiespeicherung: Es wird in Onshore- und Offshore-Windparks verwendet. Aufgrund der Instabilität der Windgeschwindigkeit, fließt die von Windkraftanlagen erzeugte Leistung stark schwankend. Batteriespeicher kann die Stromabgabe glätten, um die Auswirkungen von Leistungsschwankungen auf das Stromnetz zu vermeiden, und die Netzanschlusskapazität der Windkraft verbessern. Unterstützende Energiespeicherung von Offshore-Windkraft benötigt eine gute Korrosionsbeständigkeit und Wasserdichtigkeit, um sich an die Meeresumgebung anzupassen.

2. Szenarien des Netzbetriebs

• Peak shaving and valley filling: Während der Spitzenverbrauchszeiten (wie z. B. morgens und abends), gibt das Batteriespeichersystem elektrische Energie in das Stromnetz ab, um den Spitzenlastdruck des Stromnetzes zu verringern; während der Talverbrauchszeiten (wie z. B. spät in der Nacht), nimmt es die überschüssige elektrische Energie des Stromnetzes zur Speicherung auf, verbessert die Auslastung der Netzressourcen. Dieses Szenario erfordert, dass das Batteriespeichersystem eine große Kapazität und eine schnelle Lade-Entlade-Geschwindigkeit hat.
• Frequenzmodulation und Spannungsregelung: Das Batteriespeichersystem kann schnell auf die Frequenz- und Spannungsänderungen des Stromnetzes reagieren, passt die Lade- und Entladeleistung in Echtzeit an, erhält die Stabilität der Netzfrequenz und -spannung, und die Qualität der Stromversorgung im Stromnetz verbessern. Im Vergleich zu herkömmlichen Frequenzmodulationsmethoden, hat die Batteriespeicherung den Vorteil einer schnellen Reaktionsgeschwindigkeit und niedriger Betriebskosten.
• Notstromversorgung: Wenn das Stromnetz ausfällt oder es zu einem Stromausfall kommt, kann das Batteriespeichersystem schnell die Notstromversorgung für wichtige Verbraucher bereitstellen (wie Krankenhäuser, Kraftwerke, Kommunikationszentren), und so den normalen Betrieb wichtiger Infrastrukturen sicherstellen.

3. Industrielle und gewerbliche Anwendungsszenarien

• Arbitrage zwischen Spitzen- und Talstrompreisen: Industrielle und gewerbliche Unternehmen laden das Batteriespeichersystem während der Niedrigtarifperioden auf (geringer Preis) und entladen es während der Hochtarifperioden (hoher Preis), um die Stromkosten der Unternehmen zu senken. Dieses Szenario erfordert, dass das Batteriespeichersystem eine hohe Lade- und Entladeeffizienz sowie eine lange Lebensdauer hat, um die wirtschaftlichen Vorteile des Arbitragegeschäfts zu gewährleisten.
• Notstromversorgung für die Produktion: Für Unternehmen mit hohen Anforderungen an die Stromversorgungszuverlässigkeit (wie z. B. Elektronikfertigung, Präzisionsbearbeitung), kann das Batteriespeichersystem eine unterbrechungsfreie Stromversorgung bereitstellen, wenn das Stromnetz ausfällt, um Produktionsunterbrechungen und wirtschaftliche Verluste durch Stromausfälle zu vermeiden.
• Lastmanagement: Unternehmen nehmen über das Batteriespeichersystem am Lastmanagementprogramm des Stromnetzes teil, passen die Stromverbrauchslast an die Einsatzanforderungen des Stromnetzes an, und erhalten staatliche Zuschüsse, was die Betriebskosten weiter senkt.

4. Wohn- und Notfallszenarien

• Haushalts-Photovoltaik-Energiespeicherintegration: Das haushaltsinterne Batteriespeichersystem ist mit dem Haushalts-Photovoltaikmodul verbunden, Speichern der überschüssigen elektrischen Energie, die vom Photovoltaikmodul erzeugt wird, für den täglichen Gebrauch von Haushaltsgeräten, Und die überschüssige elektrische Energie kann mit dem Netz verbunden werden, um Einkommen zu erzielen. Das System ist klein im Umfang, Einfach zu installieren, Und hat eine hohe Sicherheitsleistung, Was für den Haushaltsgebrauch geeignet ist.
• Notstromversorgung für besondere Szenarien: Bei Naturkatastrophen (Erdbeben, Überschwemmungen, Taifune) Und anderen Notfallszenarien, Kann das mobile Batteriespeichersystem schnell bereitgestellt werden, um eine temporäre Stromversorgung für Rettungsgeräte zu liefern, Medizinische Geräte, Kommunikationsgeräte und Bewohner’ Tägliches Leben. Das System hat die Eigenschaften von flexibler Bewegung und schneller Reaktion, die die reibungslose Durchführung von Rettungseinsätzen effektiv gewährleisten können.

III. Zukünftige Entwicklungstrends

Getrieben von politischer Unterstützung, technologische Innovation und Marktnachfrage, tritt die Batterie-Energiespeicherindustrie in eine Phase schnellen Wachstums ein, zeigt die Entwicklungstrends hoher Sicherheit, hoher Effizienz, Intelligenz,, Umweltfreundlichkeit und Integration. Die wichtigsten Entwicklungstrends sind wie folgt::

1. kontinuierliche Verbesserung der Sicherheitsleistung

Sicherheit ist die Kernvoraussetzung für die Entwicklung von Batterie-Energiespeichern. In der Zukunft, mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Batterietechnologie, wird die Sicherheitsleistung von Batterie-Energiespeichersystemen weiter verbessert. Neue Batteriematerialien (wie Festkörperbatterien, Natrium-Ionen-Batterien) werden nach und nach herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien ersetzen, und die Risiken von Feuer und Explosion reduzieren. Gleichzeitig, die Optimierung des Batterie-Management-Systems (BMS) und die Verbesserung der Sicherheitstechnologie zur Überwachung wird eine Echtzeitüberwachung von Batterietemperatur, Spannung, Strom und anderen Parametern ermöglichen, timely warning and handling of potential safety hazards, ensuring the safe and stable operation of the system. The technical improvement of key links such as diaphragms (the link with the highest technical barrier in upstream materials) will also further enhance the safety of energy storage batteries.

2. Verbesserung der Energiedichte und Lade-Entlade-Effizienz

Die Verbesserung der Energiedichte und der Lade-Entlade-Effizienz ist die Schlüsselrichtung der Innovation in der Batterien-Energiespeichertechnologie. Einerseits, die Forschung und Entwicklung neuer Batteriematerialien und die Optimierung der Batteriekonstruktion werden die Energiedichte der Batterie effektiv verbessern, das Volumen und Gewicht des Energiespeichersystems reduzieren, und die Baukosten senken. Andererseits, das Upgrade der Lade-Entlade-Steuerungstechnologie und die Optimierung des “3S” Systems werden die Lade-Entlade-Effizienz des Systems verbessern, die Nutzung der elektrischen Energie erhöhen, und die wirtschaftlichen Vorteile der Batterie-Energiespeicherung steigern. Es wird erwartet, dass durch 2030, the energy density of power batteries for energy storage will double compared with the current level, and the charge-discharge efficiency will exceed 95%.

3. Intelligente und digitale Entwicklung

The integration of intelligent technologies such as the Internet of Things, Big Data, artificial intelligence and digital twin with battery energy storage systems will become an inevitable trend. The intelligent battery energy storage system can realize real-time monitoring, remote operation and maintenance, and intelligent scheduling, Reduzierung manueller Eingriffe und Verbesserung der Betriebseffizienz des Systems. Digital-Twin-Technologie kann den Betriebszustand des Energiespeichersystems simulieren, potenzielle Fehler vorhersagen, und eine Grundlage für die Optimierung des Systems bieten. Gleichzeitig, Die Integration von Batteriespeichern mit intelligenten Netzen und Mikronetzen wird die intelligente Energieverteilung realisieren und die Gesamteffizienz des Energiesystems verbessern. Die intelligente Aufrüstung des “3S” Systems wird die digitale Transformation der Batteriespeicherindustrie weiter vorantreiben.

4. Grüne und kohlenstoffarme Entwicklung

Geleitet vom globalen “Doppelkohlenstoff” Ziel, Grün und kohlenstoffarm ist zur Kerndirection der Entwicklung der Batteriespeicherindustrie geworden. Einerseits, Forschung, Entwicklung und Anwendung umweltfreundlicher Batteriematerialien (wie recycelbare Batteriematerialien, biologisch abbaubare Elektrolyte) will reduce environmental pollution during the production, use and disposal of batteries. Andererseits, the echelon utilization of retired power batteries and the recycling of waste batteries will realize the recycling of resources, reduce resource waste, and promote the green cycle development of the industry. Außerdem, the optimization of the energy storage system will reduce energy loss during the charge-discharge process, further improving the energy conservation and emission reduction effect. The echelon utilization of retired power batteries will become an important part of the green development of the industry, which can not only save costs but also improve resource utilization efficiency.

5. Integration and Diversification Development

The integration of battery energy storage with renewable energy (Photovoltaik, Windkraft), smart grid, microgrid and other fields will become more close, forming a comprehensive energy system integrating power generation, storage and consumption. Gleichzeitig, the application scenarios of battery energy storage will be more diversified, expanding from traditional power generation, power grid and other fields to transportation, emergency rescue, military and other fields. Außerdem, the form of battery energy storage will also be more flexible, including centralized energy storage, distributed energy storage, mobile energy storage and other forms, to meet the needs of different scenarios. The integration of the upstream, middle and downstream industrial chains of battery energy storage will be further strengthened, forming a complete industrial ecosystem from core materials to system integration and operation services.

6. Kostenreduktion und Verbesserung der industriellen Konzentration

Mit der großflächigen Produktion von Batteriematerialien, der Reife der Technologie und der Intensivierung des Marktwettbewerbs, werden die Kosten der Batteriespeicherung weiter sinken, was die Verbreitung und Anwendung von Batteriespeichern weiter fördern wird. Es wird erwartet, dass durch 2028, die Kosten von Batteriespeichersystemen werden um mehr als sinken 50% im Vergleich zum aktuellen Niveau. Gleichzeitig, wird die Branchenintegration beschleunigt, mittelständische Unternehmen mit rückständiger Technologie und geringer Wettbewerbsfähigkeit werden sich nach und nach vom Markt zurückziehen, führende Unternehmen werden ihre Vorteile durch technologische Innovation und Ressourcennutzung erweitern, und die Branchenkonzentration wird weiter verbessert. Die Konzentration von Schlüsselkomponenten wie Diaphragmen in der vorgelagerten Industrie ist bereits relativ hoch, und dieser Trend wird sich auf die gesamte industrielle Wertschöpfungskette ausbreiten.

1. Layout und Praxis von ECO Electronics

Als Reaktion auf die Entwicklungstrends der Batterie-Energiespeicherindustrie, verlassen sich ECO Electronics auf sein professionelles Technikerteam und ein strenges Qualitätsmanagementsystem, mit Fokus auf Forschung&Entwicklung und Produktion von hochzuverlässigen Begleitprodukten für Batteriespeichersysteme. Wir bieten kundenspezifische Begleitlösungen für Batteriespeichersysteme in den Bereichen erneuerbare Energien,, Stromnetz,, Industrie und Handel,, Wohnbereiche und andere Felder,, einschließlich hochpräziser Steckverbinder,, kundenspezifischer Kabelsätze und anderer zentraler Begleitprodukte,, die mit verschiedenen Batteriespeichersystemen kompatibel sind und die Anforderungen hoher Sicherheit erfüllen, hohe Effizienz und Umweltanpassungsfähigkeit. Wir kontrollieren strikt den Produkt-R&Entwicklung, Produktions- und Testprozesse, wählen hochwertige Materialien aus, und stellen sicher, dass die Produkte internationale strenge Standards erfüllen, und zuverlässige Unterstützung für den stabilen Betrieb von Batteriespeichersystemen bieten. In der Zukunft, ECO Electronics wird weiterhin R&D-Investitionen, die neuesten technologischen Trends in der Branche verfolgen, tiefe Integration in die Batteriespeicherindustrie, zentrale technische Engpässe durchbrechen, und tragen professionelle Stärke zur globalen Energiewende und zur grünen, kohlenstoffarmen Entwicklung bei.