Stockage d'énergie par batterie: Industries d'application, Scénarios et tendances futures

Dans le contexte de la transformation de la structure énergétique mondiale et de l' “double carbone” objectif, le stockage d'énergie des batteries, en tant que technologie clé pour résoudre l'instabilité de la production d'énergie renouvelable et optimiser l'efficacité de l'offre et de la demande d'électricité, 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. Principales industries d'application

Le stockage d'énergie par batteries, en tant que méthode de stockage d'énergie flexible et efficace, couvre plusieurs domaines tels que la production d'énergie nouvelle, le fonctionnement du réseau électrique, la production industrielle et la vie quotidienne. Son développement est étroitement lié à la modernisation des industries en aval et à l'orientation politique. Les principales industries d'application sont les suivantes:

1. Industrie de la production d'énergie renouvelable

Les énergies renouvelables telles que le photovoltaïque et l'éolien présentent des caractéristiques d'aléa, d'intermittence et de volatilité, ce qui conduit facilement à des problèmes tels que l'instabilité du réseau et “l'abandon de l'éolien et du solaire” lors de la production d'électricité. Le stockage d'énergie par batteries peut stocker l'excédent d'énergie électrique généré par le photovoltaïque et l'éolien lorsque la production est élevée, 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. Selon les données pertinentes, the global energy storage matching rate of photovoltaic and wind power projects will reach 15% d'ici 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 industrielle et commerciale

Les entreprises industrielles et commerciales ont une grande consommation d'énergie et des différences évidentes de consommation entre les périodes de pointe et de creux, et le stockage d'énergie par batterie peut aider les entreprises à réaliser l'arbitrage des prix de pointe et de creux, réduire les coûts d'électricité. En même temps, il peut fournir une alimentation de secours pour les entreprises, éviter les pertes économiques causées par des coupures de courant, et assurer le fonctionnement normal des équipements de production. De plus, Le stockage d'énergie par batterie dans les industries et commerces peut également participer à la réponse à la demande du réseau électrique, obtenir des subventions politiques pertinentes, et réduire davantage le coût d'exploitation des entreprises. Pour les industries à haute consommation d'énergie telles que la fabrication et la chimie, le stockage d'énergie par batterie est devenu un moyen important d'optimiser l'allocation énergétique et de réduire la consommation d'énergie.

4. Residential Energy Storage Industry

With the popularization of household photovoltaic systems and the improvement of residents’ awareness of energy conservation and environmental protection, le stockage d'énergie par batterie résidentielle est progressivement entré dans des milliers de foyers. Il peut stocker l'énergie électrique générée par les panneaux photovoltaïques domestiques pour un usage quotidien, réduire la dépendance au réseau public d'électricité, et économiser les factures d'électricité. En même temps, en cas de panne de courant du réseau, il peut fournir une alimentation d'urgence pour les appareils électriques domestiques, améliorant la fiabilité de l'alimentation électrique domestique. Dans les pays d'Europe et d'Amérique, le taux de pénétration du stockage d'énergie résidentiel a dépassé 10%, et l'échelle du marché en Chine croît également rapidement, montrant de larges perspectives de développement.

5. Industrie des transports

Dans le domaine des transports, le stockage d'énergie par batterie est principalement utilisé dans les véhicules à énergie nouvelle, le transport ferroviaire, les navires et autres domaines. Pour les véhicules à nouvelle énergie, la batterie électrique elle-même est un type de dispositif de stockage d'énergie, et les installations de recharge et d'échange de stockage d'énergie de soutien peuvent résoudre les problèmes de temps de charge long et de nombre insuffisant de bornes de recharge, améliorant la commodité d'utilisation des véhicules à nouvelle énergie. Pour le transport ferroviaire et les navires, le stockage d'énergie par batterie peut fournir une alimentation auxiliaire et une récupération d'énergie, réduisant la consommation d'énergie et la pollution de l'environnement. De plus, les batteries de puissance retirées des véhicules à nouvelle énergie peuvent être appliquées au stockage d'énergie et à l'alimentation de secours grâce à une utilisation en cascade, ce qui améliore le taux d'utilisation des ressources et réduit le coût.

6. Secteur des scénarios d'urgence et spéciaux

Le stockage d'énergie par batterie a les caractéristiques de réponse rapide, déploiement flexible et installation facile, et est largement utilisé dans les scénarios d'alimentation d'urgence tels que les catastrophes naturelles, les urgences publiques et les zones reculées. Par exemple, dans les zones touchées par des tremblements de terre, inondations et autres catastrophes, le stockage d'énergie par batterie peut fournir une alimentation temporaire pour les opérations de secours, équipements médicaux et habitants’ vies. dans les zones reculées sans couverture de réseau, le stockage d'énergie par batterie peut être combiné avec l'énergie photovoltaïque et éolienne pour former un système d'alimentation hors réseau, résolvant le problème de l'utilisation de l'électricité pour les habitants et les infrastructures.

1. Scénarios d'application typiques

différentes industries d'application ont des exigences différentes pour les systèmes de stockage d'énergie par batterie, telles que la densité d'énergie, la durée de vie des cycles, la performance de sécurité et l'adaptabilité environnementale. selon les caractéristiques des différentes industries, les scénarios d'application typiques du stockage d'énergie par batterie sont les suivants:

1. scénarios de production d'énergie renouvelable

• stockage d'énergie de soutien photovoltaïque: Il est principalement utilisé dans les centrales photovoltaïques à grande échelle et les projets photovoltaïques distribués. Lorsque la lumière du soleil est suffisante, l'énergie électrique excédentaire générée par le système photovoltaïque est stockée dans le système de stockage d'énergie par batterie; Lorsque la lumière du soleil est insuffisante ou la nuit, l'énergie électrique stockée est libérée vers le réseau électrique ou le côté charge, assurant l'approvisionnement électrique continu et stable du système photovoltaïque. Le système de stockage d'énergie par batterie doit avoir une bonne durée de vie du cycle et une efficacité de charge-décharge, et s'adapter aux environnements extérieurs difficiles (haute température, des basses températures, rayonnement ultraviolet intense). Le “3S” le système coopère avec le pack de batteries pour compléter le processus de stockage et de libération d'énergie, parmi lesquels le EMS est responsable de la prise de décision globale, le PCS est responsable de l'exécution de la charge et de la décharge, et le BMS est responsable de la surveillance de la sécurité de la batterie.
• Stockage d'énergie soutenant l'énergie éolienne: Il est utilisé dans les parcs éoliens terrestres et offshore. En raison de l'instabilité de la vitesse du vent, la puissance générée par les éoliennes fluctue fortement. Le stockage d'énergie par batterie peut lisser la production d'énergie, éviter l'impact de la fluctuation de l'énergie sur le réseau électrique, et améliorer la capacité de raccordement au réseau de l'énergie éolienne. Le stockage d'énergie soutenant l'énergie éolienne offshore doit avoir une bonne résistance à la corrosion et une performance étanche pour s'adapter à l'environnement marin.

2. Scénarios de fonctionnement du réseau électrique

• L'écrêtage des crêtes et le remplissage des creux: Pendant la période de pointe de consommation d'électricité (comme la pointe du matin et du soir), le système de stockage d'énergie par batterie libère de l'énergie électrique vers le réseau électrique pour alléger la pression de charge maximale du réseau électrique; pendant la période creuse de consommation d'électricité (comme tard dans la nuit), il absorbe l'énergie électrique excédentaire du réseau électrique pour stockage, améliorant le taux d'utilisation des ressources du réseau électrique. Ce scénario nécessite que le système de stockage d'énergie par batterie ait une grande capacité et une vitesse de charge-décharge rapide.
• Modulation de fréquence et régulation de tension: Le système de stockage d'énergie par batterie peut répondre rapidement aux variations de fréquence et de tension du réseau électrique, ajuster la puissance de charge-décharge en temps réel, maintenir la stabilité de la fréquence et de la tension du réseau électrique, et améliorer la qualité de l'électricité du réseau. Par rapport aux méthodes traditionnelles de modulation de fréquence, le stockage d'énergie par batterie présente les avantages d'une vitesse de réponse rapide et d'un faible coût d'exploitation.
• Alimentation électrique de secours d'urgence: Lorsque le réseau électrique tombe en panne ou subit une coupure de courant, le système de stockage d'énergie par batterie peut rapidement commencer à fournir une alimentation de secours pour les charges clés (comme les hôpitaux, les centrales électriques, les centres de communication), assurant le fonctionnement normal des infrastructures clés.

3. Scénarios d'application industrielle et commerciale

• Arbitrage des prix creux et pleins: Les entreprises industrielles et commerciales chargent le système de stockage d'énergie par batterie pendant la période de creux du prix de l'électricité (prix bas) et le déchargent pendant la période de pointe du prix de l'électricité (prix élevé), réduisant le coût de l'électricité des entreprises. Ce scénario nécessite que le système de stockage d'énergie par batterie ait une haute efficacité de charge-décharge et une longue durée de vie des cycles pour garantir les avantages économiques de l'arbitrage.
• Alimentation de secours pour la production: Pour les entreprises ayant des exigences élevées en matière de fiabilité de l'alimentation électrique (comme la fabrication électronique, le traitement de précision), le système de stockage d'énergie par batterie peut fournir une alimentation ininterrompue lorsque le réseau électrique est coupé, éviter les interruptions de production et les pertes économiques causées par les pannes de courant.
• Réponse à la demande: Les entreprises participent au programme de réponse à la demande du réseau électrique grâce au système de stockage d'énergie par batterie, ajuster la charge de consommation d'électricité selon les exigences de dispatching du réseau électrique, et obtenir des subventions politiques, réduisant encore le coût d'exploitation.

4. Scénarios résidentiels et d'urgence

• Intégration domestique du stockage d'énergie photovoltaïque: Le système de stockage d'énergie par batterie domestique est connecté au panneau photovoltaïque domestique, stockant l'énergie électrique excédentaire générée par le panneau photovoltaïque pour l'utilisation quotidienne des appareils ménagers, and the excess electric energy can be connected to the grid to obtain income. The system is small in size, easy to install, and has high safety performance, which is suitable for household use.
• Emergency power supply for special scenarios: In natural disasters (tremblements de terre, inondations, typhons) and other emergency scenarios, the mobile battery energy storage system can be quickly deployed to provide temporary power supply for rescue equipment, medical devices, communication equipment and residents’ daily life. The system has the characteristics of flexible movement and fast response, which can effectively guarantee the smooth progress of emergency rescue work.

III. Tendances de développement futur

Driven by policy support, l'innovation technologique et la demande du marché, the battery energy storage industry is entering a period of rapid development, showing the development trends of high safety, de la haute efficacité, intelligence, écologisation et intégration. The key development trends are as follows:

1. Amélioration continue des performances de sécurité

La sécurité est la prémisse essentielle du développement du stockage d'énergie par batterie. À l'avenir, Avec le progrès continu de la technologie des batteries, Les performances de sécurité des systèmes de stockage d'énergie par batterie seront davantage améliorées. Nouveaux matériaux de batterie (tels que les batteries à l'état solide, batteries au sodium-ion) remplaceront progressivement les batteries lithium-ion traditionnelles, réduisant les risques d'incendie et d'explosion. En même temps, L'optimisation du système de gestion de batterie (BMS) et l'amélioration de la technologie de surveillance de la sécurité permettra la surveillance en temps réel de la température de la batterie, tension, courant et autres paramètres, alerte et gestion en temps utile des risques potentiels pour la sécurité, assurant le fonctionnement sûr et stable du système. L'amélioration technique des maillons clés tels que les diaphragmes (le maillon présentant la plus grande barrière technique dans les matériaux en amont) renforcera également davantage la sécurité des batteries de stockage d'énergie.

2. Amélioration de la densité énergétique et de l'efficacité de charge-décharge

Améliorer la densité énergétique et l'efficacité de charge-décharge est la direction clé de l'innovation technologique des batteries de stockage d'énergie. D'une part, la recherche et le développement de nouveaux matériaux de batterie et l'optimisation de la structure de la batterie amélioreront efficacement la densité énergétique de la batterie, réduire le volume et le poids du système de stockage d'énergie, et réduire le coût de construction. D'autre part, La mise à niveau de la technologie de contrôle de charge-décharge et l'optimisation du “3S” système amélioreront l'efficacité de charge-décharge du système, augmenteront le taux d'utilisation de l'énergie électrique, et renforceront les avantages économiques du stockage d'énergie par batterie. On s'attend à ce que d'ici 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. Développement intelligent et numérique

The integration of intelligent technologies such as the Internet of Things, le 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, et planification intelligente, réduisant l'intervention manuelle et améliorant l'efficacité opérationnelle du système. La technologie du jumeau numérique peut simuler l'état de fonctionnement du système de stockage d'énergie, prédire les pannes potentielles, et fournir une base pour l'optimisation du système. En même temps, L'intégration du stockage d'énergie par batterie avec les réseaux intelligents et les microréseaux permettra une allocation intelligente de l'énergie et améliorera l'efficacité globale du système énergétique. La mise à niveau intelligente du “3S” système favorisera davantage la transformation numérique de l'industrie du stockage d'énergie par batterie.

4. Développement Vert et Faible en Carbone

Guidé par le global “double carbone” objectif, le vert et le faible en carbone est devenu la direction centrale du développement de l'industrie du stockage d'énergie par batterie. D'une part, la recherche, le développement et l'application de matériaux de batterie respectueux de l'environnement (tels que les matériaux de batterie recyclables, électrolytes biodégradables) réduiront la pollution environnementale lors de la production, de l'utilisation et de l'élimination des batteries. D'autre part, l'utilisation échelonnée des batteries électriques retirées et le recyclage des batteries usagées permettront de réaliser le recyclage des ressources, réduire le gaspillage de ressources, et promouvoir le développement cyclique écologique de l'industrie. De plus, l'optimisation du système de stockage d'énergie réduira les pertes d'énergie lors du processus de charge-décharge, améliorant encore l'effet de conservation de l'énergie et de réduction des émissions. L'utilisation échelonnée des batteries électriques retraitées deviendra une partie importante du développement écologique de l'industrie, ce qui peut non seulement réduire les coûts mais aussi améliorer l'efficacité de l'utilisation des ressources.

5. Intégration et développement diversifié

L'intégration du stockage d'énergie par batterie avec les énergies renouvelables (photovoltaïque, énergie éolienne), réseau intelligent, microréseau et autres domaines deviendra plus étroite, formant un système énergétique global intégrant la production d'électricité, le stockage et la consommation. En même temps, les scénarios d'application du stockage d'énergie par batterie seront plus diversifiés, s'étendant des secteurs traditionnels de production d'électricité, réseau électrique et autres domaines aux transports, secours d'urgence, militaire et autres domaines. De plus, la forme de stockage d'énergie par batterie sera également plus flexible, y compris le stockage d'énergie centralisé, le stockage d'énergie distribué, le stockage d'énergie mobile et autres formes, pour répondre aux besoins de différents scénarios. L'intégration des chaînes industrielles en amont, intermédiaires et en aval du stockage d'énergie par batterie sera encore renforcée, formation d'un écosystème industriel complet allant des matériaux de base à l'intégration des systèmes et aux services opérationnels.

6. Réduction des coûts et amélioration de la concentration industrielle

Avec la production à grande échelle de matériaux de batterie, la maturité de la technologie et l'intensification de la concurrence sur le marché, le coût du stockage d'énergie par batterie continuera de diminuer, ce qui favorisera encore davantage la diffusion et l'application du stockage d'énergie par batterie. On s'attend à ce que d'ici 2028, le coût des systèmes de stockage d'énergie par batterie chutera de plus de 50% par rapport au niveau actuel. En même temps, l'intégration de l'industrie sera accélérée, les petites et moyennes entreprises avec une technologie en retard et une faible compétitivité se retireront progressivement du marché, et les entreprises leaders renforceront leurs avantages par l'innovation technologique et l'intégration des ressources, et la concentration de l'industrie sera encore améliorée. La concentration des maillons clés tels que les diaphragmes dans l'industrie en amont est déjà relativement élevée, et cette tendance continuera de se propager à l'ensemble de la chaîne industrielle.

1. Aménagement et pratique d'ECO Electronics

En réponse aux tendances de développement de l'industrie du stockage d'énergie par batterie, ECO Electronics s'appuie sur son équipe technique professionnelle et son système strict de gestion de la qualité, en se concentrant sur le R&D et production de produits de support à haute fiabilité pour les systèmes de stockage d'énergie par batterie. Nous fournissons des solutions de support personnalisées pour les systèmes de stockage d'énergie par batterie dans les énergies renouvelables, réseaux électriques, industrie et commerce, résidentiel et autres domaines, y compris des connecteurs de haute précision, des assemblages de câbles personnalisés et d'autres produits de support essentiels, which are compatible with various battery energy storage systems and meet the requirements of high safety, high efficiency and environmental adaptability. We strictly control the product R&D, production and testing processes, sélectionner des matériaux de haute qualité, et nous assurons que les produits répondent aux normes internationales strictes, providing reliable support for the stable operation of battery energy storage systems. À l'avenir, ECO Electronics continuera d'augmenter l'investissement en R&D, suivre les dernières tendances technologiques de l'industrie, deeply integrate with the battery energy storage industry, rompent les goulots d'étranglement techniques centraux, et contribuer par une expertise professionnelle à la transition énergétique mondiale et au développement vert à faible émission de carbone.