中国における電気化学エネルギー貯蔵技術の流通状況

エネルギー貯蔵とは何ですか？

大まかに言えば、エネルギー貯蔵、IEエネルギー貯蔵は、ある形態のエネルギーが同じ形態で貯蔵されるか、媒体またはデバイスを介して別の形態のエネルギーに変換され、特定の形態のエネルギーで放出される必要がある循環プロセスを指します。

狭義には、エネルギー貯蔵は電気エネルギーの貯蔵です。これは、化学的または物理的方法を使用して生成されたエネルギーを保存し、必要に応じて放出する一連の技術と対策を指します。

定義から、一般化されたエネルギー貯蔵は、蓄熱と電気貯蔵を含むすべてのエネルギーの貯蔵を指すことがわかります。狭義のエネルギー貯蔵とは、電気エネルギーの貯蔵のみを指します。この論文で論じられている「エネルギー貯蔵」は、狭義に解釈されます。

エネルギー貯蔵技術の分類

貯蔵エネルギーは、物理的貯蔵エネルギーと化学的貯蔵エネルギーに分けられます。これら2つの技術的特徴は次のとおりです。

物理的エネルギー貯蔵：揚水貯蔵エネルギー、圧縮空気貯蔵エネルギー、フライホイール貯蔵エネルギー。

特徴：エネルギー貯蔵媒体として水や空気などを使用し、エネルギー貯蔵媒体に化学変化を生じさせません。

電気化学的エネルギー貯蔵：鉛電池、リチウムイオン電池、液体フロー電池、ニッケル金属水素電池など。

特徴：化学元素はエネルギー貯蔵媒体として使用され、充電と放電のプロセスは化学反応またはエネルギー貯蔵媒体の変化を伴います。

物理的エネルギー貯蔵と化学的エネルギー貯蔵の違いは、エネルギー貯蔵媒体に化学変化があるかどうかです。業界団体の統計によると、2000年から2016年にかけて、中国のエネルギー貯蔵市場におけるさまざまなエネルギー貯蔵方法の中で、貯水容量が最大でしたが、成長は遅かったです。リチウムイオン電池に代表される電気化学エネルギー貯蔵は急速に成長し、その割合が増加しており、電気化学エネルギー貯蔵市場は大きな成長の可能性を秘めています。

電気化学エネルギー貯蔵市場の技術流通

中関村エネルギー貯蔵産業技術同盟が発表した「エネルギー貯蔵産業研究白書2017」の統計によると、2016年に中国で実施された電気化学エネルギー貯蔵プロジェクトのほとんどすべてがリチウムイオン電池と鉛蓄電池を使用しています。 。アドオンマシンの割合はそれぞれ62％と37％です。

2016年、中国の新規設備容量の前年比成長率では、リチウムイオン電池が256％の成長率で1位にランクされました。さらに、リチウムイオン電池は、再生可能エネルギーグリッド接続の分野で新規設置容量の最大の割合を占めました。最大70％;鉛蓄電池は分散型電源とマイクログリッドで最大の設備容量を占め、69％を占めています。

さまざまな技術の普及の観点から、リチウムイオン電池はすべての地域に普及しており、その中で最も多いのは北東部、中国中部、中国南部、北西部、南西部です。鉛バッテリーは、中国北部と東部で最大の割合を占めています。液体フロー電池は主に北東部に分布しています。

しかし、グローバルな観点から、2016年に新たに開始された電気化学エネルギー貯蔵プロジェクトは、主にリチウムイオン電池、ナトリウム硫黄電池、鉛電池などのエネルギー貯蔵技術を使用しています。 3つのテクノロジーの新しいインストール容量は、すべての新しいプロジェクトの合計を占めます。設置容量の99％以上。成長の観点から、ナトリウムおよび硫黄電池の新しいスケールは、2,400％の最速の年間成長率を持っています。鉛蓄電池に続いて、前年比の成長率は563％でした。

世界のエネルギー貯蔵市場であろうと中国のエネルギー貯蔵市場であろうと、リチウムイオン電池の新しい設備容量が第1位であり、エネルギー貯蔵技術におけるリチウムイオン電池の現在の支配的な地位を反映していることがわかります。ナトリウム硫黄電池は海外で多くの用途がありますが、中国では少数です。国内のエネルギー貯蔵市場における鉛電池の累積設備容量は、すでにリチウムイオン電池に遅れをとっています。これは、エネルギー貯蔵分野で鉛電池に取って代わるリチウムイオン電池の一般的な傾向も反映しています。

電気化学エネルギー貯蔵技術の分布

1.リチウムイオン電池

リチウムイオン電池は、優れたエネルギー貯蔵性能、長い耐用年数、および長いサイクルタイムを備えています。通常の状況では、リチウム電池は約3,000回リサイクルでき、チタン酸リチウム電池は25,000回もの高さです。リチウムイオン電池は、自己放電損失が少なく、エネルギー変換効率が高い。他のバッテリーと比較して、パフォーマンスが大幅に向上しています。以上のことから、リチウムイオン電池の新たな設備容量は世界一、中国で第1位であり、多くの国内企業がリチウムイオン電池の貯蔵技術を導入していることがわかります。

Shanghai ZTE Energy Technology Co.、Ltd。（以下、ZTE）は、リン酸鉄リチウムエネルギー貯蔵システムの開発と製造に注力しています。同社のリン酸鉄リチウム電池システムは、柔軟な構成と高い信頼性を備えています。通信エネルギー貯蔵システム、データルーム、家庭用太陽光発電エネルギー貯蔵システム、ロボットシステム、高電圧DCエネルギー貯蔵システムおよびその他のアプリケーションシナリオに適用されます。

ライオンズテクノロジーが所有する深セン先端クリーンパワー技術研究所が建設したドイツのRelzow100MW / 200MWhリチウム電池貯蔵発電所は、主にドイツのFM市場で使用されています。すべての発電所は、ライオンテクノロジーのモジュラーエネルギー貯蔵統合テクノロジーとリチウム電池製品を使用しており、迅速な応答、長い耐用年数などの特性を備えています。同時に、中国企業が海外のエネルギー貯蔵プロジェクトに投資し、電力事業に参加するのはこのプロジェクトが初めてです。

中天貯蔵エネルギー技術有限公司（以下「中天貯蔵エネルギー」という）は、リチウム電池エネルギー貯蔵プロジェクトのレイアウトに取り組んでいます。 2016年には中天貯蔵リチウム電池の容量が2GWhに達し、電力貯蔵システムは海外での販売を達成しました。 2017年以来、同社は3メガワットのエネルギー貯蔵プロジェクトに着手しており、電力貯蔵プロジェクトの総エンジニアリング契約能力を持っています。

エネルギー貯蔵は、チタン酸リチウム電池の主な用途の1つです。 2017年1月現在、Yinlong New Energy Lithium TitrateTechnologyを使用するShenzhenBaoqing Battery Storage Stationは、6年間安全かつ着実に稼働しています。エネルギー貯蔵ステーションは、中国で最初のメガワットリチウム電池貯蔵ステーションであり、National 863プロジェクトであり、Southern GridCompanyの主要な科学技術プロジェクトである「10MW電池貯蔵および貯蔵技術の研究とパイロット」の実証プロジェクトでもあります。 。 6年間の成功した運営は、中国企業がメガワットのバッテリーエネルギー貯蔵の主要技術を研究し、習得し、首尾よく適用したことを示しています。

また、浙江南都電力株式会社などもリン酸鉄リチウムのエネルギー貯蔵技術ルートを展開しています。

2.鉛バッテリー

鉛蓄電池技術は成熟しており、幅広い供給源からの電池材料、低コスト、その欠点は、サイクル数、短い耐用年数、生産回復、および環境汚染を引き起こしやすい不適切な処理の他のリンクです。研究者らは、鉛蓄電池の負極に活性炭を加えて鉛蓄電池を形成しました。通常の鉛蓄電池と比較して、鉛蓄電池は90分間充填できるため、硫酸塩の負の塩害の現象が減少し、電池の寿命が延び、電力密度が向上します。鉛蓄電池は一種の先進的な鉛電池であり、鉛電池技術の開発の主流の方向でもあります。

ナンドゥの電力貯蔵技術ルートは、鉛バッテリーによって支配されています。南都電力供給が積極的に推進している鉛乾電池技術の商業用エネルギー貯蔵プラントプロジェクトは、大きな経済的利点があると理解されています。ピーク時の価格差0.9元/ kWhで、1MWの揚水発電所あたりの年間営業利益は約10万元、内部収益率は11％と推定されている。

長年の降水の後、瀋陽パワーは成熟した鉛炭素電池技術を形成しました。同社が製造するFCP鉛電池は、古川電池株式会社の高度な鉛炭素技術と製品設計・製造経験を活かし、DODディープサイクルタイムの70％を達成しています。 4,200回以上、設計寿命15年、新エネルギーアクセス、分散型発電、スマートグリッドなどに適用。

Shuangdeng Groupは、エネルギー貯蔵マイクロネットワークソリューションのプロバイダーです。現在、景観貯蔵マイクログリッド、揚水発電所、景観ディーゼル電気ハイブリッド基地局電力供給システム、国境および沿岸防衛電力供給システムなど、さまざまなエネルギー貯蔵アプリケーションを形成しています。シリアル化され、標準化された、モジュール式のエネルギー貯蔵システム製品を備えたソリューション。全国ネットワークの張北風景貯蔵および送電実証発電所では、12MWhの鉛蓄電池貯蔵エネルギーが装備されています。中型および大型の核QilianMicro-Netのエネルギー貯蔵システムでは、28MWの管状コロイド鉛蓄電池システムが主電源として機能し、リチウム電池と連携してマイクログリッドの安定した動作とエネルギー最適化管理を実現します。

さらに、鉛蓄電池メーカーには、TiannengBatteryとShanghaiXiendiが含まれます。これらの企業のバッテリー製品は、エネルギー貯蔵の分野で広く使用されています。

3.ナトリウム硫黄電池

ナトリウム硫黄電池は、負のナトリウム（Na）、正の硫黄（S）、およびファインセラミックを使用した電解質を備えた電池です。コアバリアはファインセラミックテクノロジーです。ナトリウム硫黄電池のエネルギー密度は760Wh / kgと高く、変換効率は100％に近く、電池のサイクル数は2,500回と高くなっています。ただし、不足はコストがかかり、kWhあたり約2,000ドルに達します。過酷な作業環境で、300℃からの始動が可能です。短絡故障が発生した場合、温度は約2000°Cに達します。したがって、技術に対する要件は非常に高くなります。海外ではナトリウム・硫黄エネルギー貯蔵電池の用途が多く、中国では大規模なプロモーションはありません。

2015年5月、舟山秦唐新エネルギー技術有限公司は深センでナトリウム電池と硫黄電池を製造しました。同社のナトリウムおよび硫黄エネルギー貯蔵電池分野は、固体電解質に取り付けられたシングルチューブのナトリウムおよび硫黄電池を含む、多くの実用的な新しい発明を獲得しています。固体電解質に取り付けられたデバイス、マルチチューブナトリウムおよび硫黄電池など。

2017年1月18日、ChaoweiGroupと米国のGeneralElectric Companyは、浙江省長興でナトリウムおよび塩電池プロジェクトの調印式を開催しました。双方の産業的および技術的利点と組み合わせて、彼らは共同で合弁会社を設立し、ナトリウムおよび塩電池の応用分野を拡大しました。ビーチエネルギー貯蔵市場における重要なステップ。双方はナトリウム塩電池の製造、開発、販売に焦点を当て、世界的に競争力のある専門企業を構築します。

また、呉湖海利工業株式会社は、1980年代初頭からナトリウム硫黄電池の研究を行ってきました。 2007年4月、高出力ナトリウム硫黄電池の国内発明特許を申請し、取得しました。 2009年の終わりに、ナショナルグリッドは、大規模なエネルギー貯蔵に使用できるナトリウム硫黄電池を開発したと発表しました。

4.液体バッテリー

液電流電池は、正電解液と負電解液の特殊構造を採用し、化学反応効率を向上させています。液体フロー電池のエネルギー変換効率は96％以上、エネルギー密度は92Wh / kg、サイクル数は約13,000、耐用年数は約20年です。技術的成熟度が低く、サイズが大きく、価格が低いため、液体フロー電池は中国では広く使用されていません。

大連融科儡エネルギー貯蔵技術開発有限責任会社（以下「大連融科儡」といいます）は、全バナジウム液体フロー電池の産業チェーン技術開発と生産能力をすべて備えている世界で唯一の会社です。近年、大連融科儡は、全バナジウム液体フロー電池のコア分野と主要技術において大きな進歩を遂げ、電解質、イオン伝導膜、および二重電極板において完全に独立した知的財産権を形成しました。同社のエネルギー貯蔵ソリューションは、主に公共サービス施設、マイクロネットワーク、新エネルギーアクセス、およびユーザー側のエネルギー貯蔵で使用されています。

全バナジウム液体フロー電池エネルギー貯蔵システムの研究開発は、長年にわたって電力電気技師の焦点となってきました。現在、同社はバナジウム電池分野で多数の特許を申請しており、インド、シンガポール、中国で多数のバナジウム電池エネルギー貯蔵システムの実証プロジェクトを継続的に実施しています。

バッテリーチャイナネットワークは、さまざまなエネルギー貯蔵技術がさまざまなアプリケーションシナリオに適応し、さまざまな技術が最適なアプリケーションシナリオで最大の価値を達成する必要があるため、どのバッテリーが最適なエネルギー貯蔵技術であるかを判断するのは難しいと考えています。さまざまなアプリケーションシナリオに応じて、エネルギー貯蔵技術のレイアウトも異なります。中国のエネルギー貯蔵市場がゆっくりと開かれるにつれて、あらゆる種類のエネルギー貯蔵技術が完全な市場競争で独自の市場ポジションを見つけるでしょう。

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