Редакційні запитання та відповіді - Ключові повідомлення для ринку накопичувачів енергії

Приписано ANDY LYCETT, Менеджер по країні, Великобританія та Ірландія, Sungrow

Світовий лідер у виробництві інверторів і систем зберігання енергії, компанія Sungrow вже займає провідну позицію на глобальному ринку акумуляторних систем зберігання енергії (BESS). Енді Лайсетт — менеджер компанії Sungrow у Великій Британії та Ірландії, який очолює команду з фотоелектричних інверторів та BESS.

Накопичення енергії значно зросло як галузь за останні кілька років, і широко очікується, що це зростання прискориться. Як розвивається та змінюється ринок накопичення енергії в міру його зростання?

Відповідь:

До останнього десятиліття накопичення енергії в основному використовувалося для забезпечення критичної інфраструктурної підтримки та резервного живлення UPS для бізнесу та організацій, таких як лікарні, урядові центри та центри обробки даних, тощо. Це був нішевий спеціалізований ринок, який конкурував або доповнював дизель-генератор. Така ситуація тривала приблизно до 10 років тому, коли National Grid почала проводити дослідження та надавати стимули для мережевих сервісів. Розповсюдження переривчастих відновлюваних джерел є основним чинником.

Пізніше, Велика Британія розгорнула своє перше великомасштабне накопичення енергії в батареях у Лейтон Баззард, продемонструвавши придатність літій-іонних батарей у цьому застосуванні. Потім Велика Британія визнала, що ми можемо не лише використовувати батареї як резерв, але що важливіше, вони можуть надавати цінність для національних та місцевих розподільчих мереж, діючи як постачання або попит для забезпечення стабільності мережі. Додаткові дослідницькі та розробничі проекти ще більше закріпили позицію ESS як життєздатної технології. З того часу галузь значно розвинулася.

На думку Sungrow, галузь ESS у Великобританії почала справді прискорюватися, коли National Grid впровадила схему EFR потужністю 200MW кілька років потому, і тоді було усвідомлено, що існують не лише можливості відстрочення модернізації, але й можливості для допоміжних послуг. Акумуляторне сховище дозволило інвесторам отримувати швидші повернення, зазвичай протягом 5-10 років. Все більше компаній почали досліджувати використання BESS для заповнення прогалини між довгостроковим зберіганням, дизелем і газом, але більшість великих гравців все ще досить вагалися щодо технології через високі CAPEX, сприйняття ризику та брак фінансування для втілення проектів у життя.

Коли великі гравці почали підтримувати проекти BESS у Великобританії, вкладаючи солідні інвестиції в реальні проекти, це ще більше прискорило зміни. Все більше інвесторів почали оцінювати ризики та вигоди, оскільки ціни на акумулятори продовжували падати, а ланцюг постачання дозрівав. Вони були готові скористатися ранньою можливістю побудувати великі системи зберігання енергії на акумуляторах на основі надійних фінансових моделей з платежами FFR і TRIADs як основою. Комунальні підприємства незабаром пішли слідом, розгортаючи великі BESS на деяких власних об'єктах, і з того часу галузь швидко рухалася до більш зрілих мережевих стимулів. Ціни на акумуляторні елементи продовжували падати, а банки, інституційні фінансисти та інвестори ставали все більш комфортними з акумуляторним зберіганням енергії.

Отже, протягом останніх 10 років галузь стикалася з різними викликами. Спочатку внамагалася знайти джерела доходу не лише від резервних послуг, але й як постачальник мережевих послуг, пізніше питання полягало в стабільності накопичених доходів та створенні міцного бізнес-кейсу шляхом поєднання цих різних допоміжних послуг. Найновішим викликом було використання правильного шляху до ринкових послуг через постачальників та агрегаторів, щоб продемонструвати інвесторам, що технологія BESS дійсно є банківською на довгостроковій основі. Цьому сприяли фахівці з оптимізації батарей, які використовують свою експертизу на ринках та моделюванні для прогнозування правильних стратегій доходу для власників та операторів.

Сьогодні більше уваги приділяється надійності та ризикам у галузі, а також використанню останніх версій продуктів для задоволення потреб страховиків у безпечній роботі систем. Галузь також стикається з абсолютно новими викликами через порушення ланцюгів постачання, переважно через волатильність, спричинену Covid, що призводить до вищих цін, довших термінів постачання та меншої безпеки постачання. Хоча ця ситуація не триватиме вічно, вона спричиняє та продовжуватиме завдавати короткострокових незручностей, ймовірно, до кінця 2022 року. Однак, Sungrow вважає, що зі зростанням зрілості ланцюгів постачання конкуренція консолідуватиметься, і основним фокусом для виробників продуктів будуть постійні вдосконалення систем, наприклад, для підвищення надійності, безпеки та економічності.

Які виклики має подолати галузь, щоб стати та залишатися ключовою частиною глобального переходу до низьковуглецевих джерел енергії?

Відповідь:

Sungrow вважає, що всі частини сектору повинні бути залучені, щоб стати та залишатися ключовою опорою енергетичного переходу. Однак учасники ринку – це переважно бізнеси та оператори мереж, і в кінцевому рахунку інвестори, які керуються ринком. Тож як частина шляху до глобальної декарбонізації, державні регуляції по всьому світу відіграватимуть важливу роль. Це буде одним з ключових викликів, заохочуючи регуляторів впроваджувати політику, де раніше її не було, у спробі спрямувати та стимулювати ринок у правильному напрямку. Це створить міцну основу для розквіту галузі, як ми бачили з PV. Наприклад, National Grid ввів різноманітні допоміжні послуги для акумуляторів, такі як EFR FFR TRIADS Balancing Mechanism тощо, а британський регулятор усунув бар'єри, такі як обмеження в 50 МВт для національного планування, подвійне заряджання та збори як вбудовані генератори тощо.

Для Sungrow, як виробника обладнання та постачальника систем накопичення енергії, основним фокусом є розробка більш ефективних PCS, систем контролю та BMS для ще надійніших і ефективніших технічних рішень, які масштабовані для швидкого впровадження, а також більш конкурентоспроможні, ніж попереднє покоління.

Для партнерів EPC їхнім викликом є зрозуміти майбутні продукти на ринку та як найкраще використовувати їх у межах обмежень планування, мережі, вартості будівництва тощо. Вони також шукатимуть у виробників підвищення економічної ефективності. Партнери EPC та розробники також повинні зробити правильний вибір при виборі виробника для співпраці. Їм потрібно знайти надійного партнера, який може запропонувати довгострокові стосунки. Sungrow має 25-річний досвід надання систем та послуг і працює у Великій Британії з 2014 року, співпрацюючи з провідними розробниками та EPC, реалізуючи рекордні системи, такі як високопрофільна система накопичення енергії потужністю 100 МВт/100 МВт·год у Мінеті, Вілтшир.

Очевидно, що інші організації в секторі також матимуть свої виклики, такі як комунальні та генеруючі компанії. Їх основним викликом буде те, як збалансувати свої бізнес-інтереси з клієнтами та мережею. Агрегатори повинні використовувати все складніші алгоритми для оптимізації потоків доходів. Постачальники систем управління повинні мінімізувати затримку та підвищити надійність рішень. Страховики, адвокати та фінансисти повинні адаптувати проекти та контракти до все зростаючого профілю ризику, щоб відповідати покращеним гнучкостям елементів. Що стосується постачальників батарейних елементів, їх викликом є розробка більш інноваційних батарейних елементів для адаптації до все більш вимогливих мережевих послуг та вимог до продуктивності арбітражу.

Оскільки все більше систем накопичення енергії впроваджується, послуги переробки з часом стануть ключовою частиною життєвого циклу системи. Коротше кажучи, індустрії знадобиться більше об'єктів переробки. Поточна потужність переробки жахливо недостатня для майбутнього, тому це ще одна перешкода, з якою стикається індустрія. Однак це не непереборна проблема, і з часом потужності будуть створені зі зростанням ринку. Ми все ще на ранніх етапах. До 2025-2027 років ранні сайти акумуляторних накопичень досягнуть свого 10-річного кінця терміну служби, індустрія повинна забезпечити адекватні об'єкти до того часу. Це не лише для регулювання та екологічних цілей, але й для повторного використання вторинних акумуляторів, особливо LFP, оскільки вони мають термін служби майже 20-25 років, а також дорогоцінних мінералів та матеріалів, що містяться в комірках, готових до повторного використання.

Зрозуміло, що в кожному секторі галузі є виклики, але завдяки чіткому регулюванню та політиці уряду ми повинні були закласти основу для функціонування. Сектор фотоелектричних систем показав, наскільки стійкою може бути галузь відновлюваної енергії, і як навіть при великих викликах ми знаходимо спосіб пройти через них або обійти. Завдяки спільній роботі всіх зацікавлених сторін ми можемо зробити галузь систем зберігання енергії процвітаючим успіхом на багато років вперед і допомогти забезпечити швидкий і плавний перехід до низьковуглецевого майбутнього.

Які ключові технологічні тенденції, на вашу думку, вплинуть на розгортання систем зберігання енергії а) протягом 2022 року та б) з теперішнього часу до 2030 року?

Відповідь:

Протягом 2022 року

Термін "Накопичення енергії" охоплює низку технологій, включаючи механічне накопичення, електрохімічне накопичення тощо. Наша увага зосереджена на ключових технологіях, що впливають на електрохімічне накопичення, яке стосується хімічних складів батарей, що комерційно впроваджуються у 2022 році.

Термічне управління акумуляторних комірок має вирішальне значення для продуктивності та довговічності будь-якої системи ESS. За винятком кількості робочих циклів та віку батарей, це має найбільший вплив на продуктивність.

DC-зв'язані PV+ESSВони почнуть відігравати більш важливу роль, оскільки існуючі генераційні активи прагнуть оптимізувати продуктивність. Фотоелектричні системи та системи зберігання енергії в акумуляторах відіграють важливу роль у прогресі до нульових викидів. Комбінація цих двох технологій була досліджена та застосована в багатьох проектах. Але більшість з них є змінного струму. Система постійного струму може заощадити капітальні витрати на основне обладнання (систему інвертора/трансформатор тощо), зменшити фізичний слід, покращити ефективність перетворення та зменшити обмеження виробництва фотоелектричної енергії в сценаріях з високим співвідношенням постійного/змінного струму, що може мати комерційну вигоду. Ці гібридні системи зроблять вихід фотоелектричної енергії більш керованим та диспетчеризованим, що підвищить цінність виробленої електроенергії. Більше того, система зберігання енергії зможе поглинати енергію в дешеві часи, коли підключення інакше було б надлишковим, таким чином використовуючи активи підключення до мережі.

Системи накопичення енергії тривалої тривалостітакож почне поширюватися в 2022 році. 2021 рік безумовно був роком появи комунальних PV у Великобританії. Сценарії, які підходять для довгострокового зберігання енергії, включають зрізання піків, ринок потужності; покращення коефіцієнта використання мережі для зниження витрат на передачу; полегшення пікового навантаження для зниження інвестицій у оновлення потужності та, врешті-решт, зниження витрат на електроенергію та інтенсивності вуглецю. Ринок вимагає довгострокового зберігання енергії. Ми вважаємо, що 2022 рік розпочне еру такої технології.

Гібридна побутова BESS відіграватиме важливу роль у зеленій енергетичній революції виробництва/споживання на рівні домогосподарств. Економічно ефективна, безпечна, гібридна побутова BESS, яка поєднує дахову фотоелектричну систему, акумулятор та бідирекційний інвертор типу plug-and-play для створення домашньої мікромережі. Зі зростанням енерговитрат, що вдаряє, та технологією, готовою допомогти здійснити зміни, ми очікуємо швидкого прийняття в цій галузі.

Між тепер і 2030 роком

Є кілька факторів, які вплинуть на розгортання систем накопичення енергії між 2022 та 2030 роками.

Розвиток нових технологій акумуляторних елементівякі можна використовувати в комерційних додатках, ще більше просуватимуть впровадження систем накопичення енергії. За останні кілька місяців ми спостерігали значне зростання вартості сировини для літію, що призводить до підвищення цін на системи накопичення енергії. Це може бути економічно нестійким. Ми очікуємо, що в наступному десятилітті буде багато інновацій у сфері проточних батарей та розвитку від рідкого до твердого стану батарей. Які технології стануть життєздатними, залежатиме від вартості сировини та того, наскільки швидко нові концепції можуть бути виведені на ринок.

Зі збільшенням швидкості розгортання систем зберігання енергії акумуляторів з 2020 року,переробка акумуляторівмає бути враховано в наступні кілька років при досягненні 'Кінця терміну служби'. Це дуже важливо для підтримки сталого середовища. Вже багато дослідницьких установ працюють над дослідженнями переробки акумуляторів. Вони зосереджені на таких темах, як 'Каскадне використання' та 'Пряме розбирання'. Система зберігання енергії повинна бути спроектована для полегшення переробки.

Структура мережі також вплине на розгортання систем зберігання енергії. Наприкінці 1880-х років відбулася боротьба за домінування в електричній мережі між системами змінного та постійного струму. Зараз ми знаємо, що система змінного струму перемогла і є основою електричної мережі, навіть у 21 столітті. Однак ця ситуація змінюється з високим проникненням силових електронних систем з минулого десятиліття. Ми можемо побачити швидкий розвиток систем постійного струму від високої напруги (320 кВ, 500 кВ, 800 кВ, 1100 кВ) до систем розподілу постійного струму. Акумуляторні системи зберігання енергії можуть слідувати за цією зміною мережі в наступне десятиліття або близько того.

Водень. Це дуже актуальна тема щодо розвитку майбутніх систем накопичення енергії. Без сумніву, водень відіграватиме важливу роль у сфері накопичення енергії. Але під час розвитку водню існуючі відновлювані технології також внесуть великий внесок. Уже є деякі експериментальні проекти, які використовують фотоелектричну систему + систему накопичення енергії для живлення електролізу для виробництва водню. Система накопичення енергії гарантує зелений/безперебійне електропостачання під час виробничого процесу, що є справжнім «чистим живленням для всіх».

Де галузь та її клієнти можуть знайти найбільші можливості для нижчі витрати і максимізувати цінністьвід рішень та послуг накопичення енергії?

Відповідь:

Встановлюйте системи з тривалішою тривалістю

Єдина впевненість щодо майбутніх потоків доходів від систем ESS полягає в тому, що вони невизначені! Системи накопичення енергії повинні бути спроектовані так, щоб бути майбутньо-захищеними для адаптації до змінних потреб дедалі більш декарбонізованої та волатильної мережі та ринкових механізмів, які підтримують постачання електроенергії кінцевим споживачам. Що є правдою під час пандемії, так це те, що несподівані можливості для прибуткової експлуатації систем з'явилися, оскільки волатильність цін на електроенергію була вплинута не лише руйнуванням попиту, але й обмеженнями пропозиції, спричиненими нестачею газу через геополітичні події та несезонні погодні умови. Отже, знову зростає інтерес до систем тривалої дії з більшим доходом від енергетичної потужності.

Використовуйте технологію, орієнтовану на майбутнє, для невизначеного майбутнього

Основою цінності акумуляції енергії є її вартість як технології балансування. Система ESS може отримувати дохід як від заряджання, так і від розряджання. Дивлячись у майбутнє, чи можемо ми очікувати подібної схеми подій, яка зробила ESS настільки привабливою в останні роки? Відповідь — так. Кожне нове впровадження відновлювальної технології на рівні мережі створює додаткову нестабільність постачання як на місцевому, так і на національному рівнях. До того ж, зниження попиту може знову відбутися несподівано, оскільки швидка глобальна реакція у формі економічного закриття під час нової пандемії тепер є реальністю. Оскільки викопні палива, наприклад, природний газ, стають більш дефіцитними, їх вартість як палива для балансування лише зростатиме, тому використання ESS для балансування електроенергетичної системи стане відносно більш привабливим. Крім того, непередбачуваний характер нових моделей попиту, спричинених електрифікацією транспорту та опалення, керованих законодавством та програмою зменшення викидів вуглецю, створить несподівані можливості для ESS. Зміни можуть бути швидкими, і системи, можливо, доведеться перепрофілювати, щоб скористатися новими потоками вартості. 

Зменшіть експлуатаційні витрати завдяки вдосконаленню технологій опалення, охолодження та перетворення енергії системи

Як виробник, Sungrow продумав захист майбутнього в продуманий спосіб. Наша нова система з рідинним охолодженням означає, що батарейні елементи в системі працюють при рівномірній та оптимальній температурі, збільшуючи їхню продуктивність та довговічність. Їхній стан здоров'я покращується на довший час (порівняно з попереднім поколінням систем з повітряним охолодженням) і ефективність системи Round Trip покращується за рахунок використання менше енергії для обігріву або охолодження. Це зменшує витрати протягом життя системи і, в свою чергу, це підвищує прибутковість день за днем. Крім того, включення DC:DC перетворювачів/оптимізаторів в інфраструктуру системи означає, що нові батарейні модулі можуть бути включені в систему без впливу на продуктивність старіших модулів. По суті, це означає, що енергія системи може бути 'доповнена' під час життя системи без заміни всього батарейного контейнера для виконання договірних зобов'язань або нових ринкових можливостей. Аналогічно, якщо ринкові можливості або послуги мережі сприяють більш тривалим термінам, додаткові батарейні контейнери можуть бути підключені до існуючих двонаправлених інверторів для збільшення загальної енергетичної ємності системи.

Максимізуйте цінність підключення до мережі з обмеженими земельними ресурсами

Об'єкти ESS з потужним підключенням до мережі часто обмежені недостатньою доступністю землі. Оскільки торгові доходи зросли, а системи тривалої дії стали популярнішими, потрібно більше енергії в просторі, спочатку призначеному для меншої системи. Sungrow відповів на це підвищенням щільності енергії своїх систем без компромісів у безпеці. Використовуючи технологію рідкого охолодження з системами гасіння пожеж на водній основі, ми можемо збільшити щільність енергії системи до 30%, зменшуючи простір, необхідний для зупинки поширення ризику пожежі. Оскільки системи з рідким охолодженням також інтегровані на нашому заводі, ми маємо додаткову перевагу у зменшенні часу встановлення, що знижує ризик і трудові витрати для розробника та уникнення потенційних затримок через погоду.

Розгляньте підхід до проектування з урахуванням всієї системи

Sungrow зосереджується на закупівлі найефективніших і безпечних економічно вигідних акумуляторних елементів від низки партнерів та виробляє власні акумуляторні модулі, що означає, що він може підвищити ефективність системи, розглядаючи її як цілісну, а не як окремі компоненти. Він також використовує успішно запатентовану перевірену технологію нагрівання та охолодження, розроблену для вітрогенераторів, для покращення продуктивності системи. Фокус на загальній ефективності системи призводить до зниження експлуатаційних витрат для власника системи.

Нові застосування, такі як буферизація

Революція зарядки електромобілів настала, і відбувається захоплення землі для локацій, які добре розташовані на дорожніх мережах або приміщеннях клієнтів, а також мають достатню потужність мережі для підвищених вимог до потужності швидкої зарядки. Витрати на модернізацію мережі можуть бути надзвичайно заборонними, але використання системи ESS для буферизації попиту на мережу може бути ефективним способом уникнення необхідності посилення.

Оскільки потреба в управлінні піковим попитом є спорадичною, систему накопичення енергії (ESS) можна використовувати для торгівлі або послуг мережі в інший час доби або ночі. Таким чином, не тільки можуть бути нижчі витрати на встановлення зарядної інфраструктури, але й окупність капітальних витрат може бути набагато швидшою завдяки іншим додатковим доходам. Sungrow вже впровадив системи для клієнтів, які використовують цей підхід.

Що найважливіше враховувати при інвестуванні в обладнання або проекти зберігання енергії?

Відповідь:

Вибір правильного постачальника: Досвід життєво важливий

На ринку енергозберігання багато нових новачків пропонують обладнання. Клієнти потребують гарантії, що вони працюють з надійним постачальником, який має досвід у подоланні складних викликів, що виникають у проектах ESS. Досвідчений постачальник, як Sungrow, з глобальним розгортанням ESS на рівні багатьох гігават-годин, може консультувати клієнта на етапі проектування щодо потенційних пасток, з якими стикалися раніше, та способів їх уникнення. Це дозволяє уникнути дорогих помилок, наприклад, недостатньої специфікації можливостей опалення та охолодження ESS. Sungrow постійно покращує працездатність та ефективність своїх систем, вносячи знання з попередніх проектів у процес НДДКР.

Легкість встановлення

Існує багато зовнішніх факторів, які можуть вплинути на рентабельність проєкту ESS під час фази будівництва. Оскільки акумулятори є товарами, що псуються, і можуть постраждати від погоди та затримок доставки, ризиковий профіль та управління якістю проєкту можна покращити, використовуючи систему, яка повністю інтегрована поза майданчиком, таку як система накопичення енергії з рідинним охолодженням від Sungrow. Це означає, що час від прибуття системи до приймального випробування на майданчику, схвалення мережі та комерційної експлуатації може бути скорочений, а інші фактори мають менше можливостей для затримки програми. Це також знижує вартість фінансування проєктів, оскільки терміни значно покращуються.

Можливість локального обслуговування

Одним із викликів ESS була підтримка систем після початкової фази встановлення. Оскільки системи мають рухливі частини, які можуть зношуватися, клієнти повинні шукати постачальників з досвідченими командами, які можуть швидко реагувати, а також мають знання та експертизу для вирішення проблем та зменшення часу простою системи. Підвищена доступність означає підвищені доходи, тому локальна підтримка абсолютно необхідна. Sungrow найняла спеціалізовану команду з гібридними навичками, яка не лише розуміє технічні аспекти самих акумуляторів, але також може обслуговувати та вирішувати проблеми з системами перетворення енергії, які є основою ESS. Наша локальна сервісна команда підтримується складом запасних частин, що означає, що гарантійні вимоги можуть бути вирішені швидко.

Витрати на експлуатацію системи

Ефективність – це ключова мета. Будь-який комерційний аналіз, який зосереджується лише на попередніх витратах, використовуючи простий розрахунок £/МВт·год, ігнорує факт, що ефективна, безпечна та надійна система буде більш прибутковою в довгостроковій перспективі. Sungrow працювала над ефективністю своїх систем, розглядаючи систему як цілісну, а не почастинно.

Універсальний сервіс

Розробникам часто хочеться комбінувати різні елементи системи та закуповувати різні компоненти системи у різних виробників для короткострокової вигоди за вартістю. Однак, роблячи це, вони втрачають переваги наявності однієї інтегрованої багатопрофільної команди для вирішення проблем, однієї гарантії на всю систему та однієї відповідальної сторони. Sungrow підтримує клієнтів протягом всього процесу проектування, постачання, розгортання та експлуатації. Sungrow діє як довгостроковий партнер, що прагне повторювати успіх, а не просто встановити та забути.