Стационарный рынок хранения энергии — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по применению (перед счетчиком (FTM) или сетевое применение, за счетчиком), по типу хранения энергии (хранение водорода и аммиака, гравитационное хранение энергии, хранение энергии сжатым воздухом, хранение жидкого воздуха, хранение тепловой энергии), по продукту (литий-ионные

Обзор рынка

Глобальный рынок стационарных накопителей энергии переживает фазу преобразований, обусловленную необходимостью решений в области устойчивой энергетики, стабильности сети и интеграции возобновляемых ресурсов. Литий-ионные аккумуляторы стали доминирующей силой в этом динамичном ландшафте, используя свою высокую плотность энергии, длительный срок службы и универсальность для удовлетворения разнообразных потребностей жилых, коммерческих и коммунальных приложений. Широкое внедрение стационарных систем хранения энергии обусловлено растущей потребностью в устойчивости сети, эффективном управлении пиковой нагрузкой и интеграции возобновляемых источников энергии. Приложения Behind-the-Meter (BTM), особенно в жилых и коммерческих секторах, стали свидетелями значительного развития, поскольку потребители стремятся к энергетической независимости и оптимизации затрат. Кроме того, электрификация транспорта в сочетании с ростом числа электромобилей способствует симбиотическим отношениям между хранением энергии и транспортной инфраструктурой. Хранение энергии сжатым воздухом (CAES) выделяется как масштабируемое и эффективное решение, решающее проблему стабилизации сети и предоставляющее управляемую мощность. По мере развития рынка ожидается, что достижения в технологиях хранения энергии, нормативно-правовой базы и продолжающиеся исследования и разработки сформируют более устойчивый, децентрализованный и устойчивый глобальный энергетический ландшафт.

Ключевые движущие силы рынка

Интеграция возобновляемых источников энергии и стабильность сети

Одним из основных факторов, катализирующих рост мирового рынка стационарных накопителей энергии, является необходимость интеграции возобновляемых источников энергии и стабильности сети. Поскольку мир переходит к низкоуглеродному и устойчивому энергетическому будущему, непостоянный характер возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, создает проблемы для стабильности сети. Стационарные системы хранения энергии играют ключевую роль в решении этой проблемы, сохраняя избыточную энергию, вырабатываемую в периоды пикового производства возобновляемой энергии, и высвобождая ее в периоды высокого спроса. Эта возможность повышает стабильность сети, смягчает изменчивость генерации возобновляемой энергии и облегчает бесперебойную интеграцию чистой энергии в существующие электросети.

Увеличение спроса на энергию и управление пиковой нагрузкой

Рост мирового спроса на энергию в сочетании с необходимостью эффективного управления пиковой нагрузкой является существенным фактором, подпитывающим рынок стационарных систем хранения энергии. Рост населения, урбанизация и индустриализация способствуют эскалации потребления электроэнергии. Стационарные системы хранения энергии предлагают решение для управления пиковым спросом, сохраняя избыточную энергию в периоды низкого спроса и высвобождая ее в часы пикового использования. Это не только помогает коммунальным предприятиям эффективно справляться с резкими скачками спроса на энергию, но и снижает потребность в дорогостоящей модернизации инфраструктуры. По мере того, как растет спрос на надежные и гибкие энергетические решения, стационарное хранение энергии становится важнейшим инструментом для оптимизации распределения энергии и повышения общей эффективности энергосистемы.

Технологические достижения и снижение затрат

Постоянные технологические достижения и последующее снижение затрат на технологии хранения энергии, особенно литий-ионных аккумуляторов, являются ключевыми факторами, способствующими росту рынка. За последнее десятилетие был достигнут значительный прогресс в химии аккумуляторов, производственных процессах и проектировании систем хранения энергии. Это привело к существенному снижению стоимости за киловатт-час хранимой энергии, что сделало стационарное хранение энергии более экономически выгодным. Текущие инициативы по исследованиям и разработкам направлены на повышение плотности энергии, срока службы и общей производительности системы. По мере снижения затрат экономическая целесообразность стационарных систем хранения энергии улучшается, что способствует более широкому внедрению в различных приложениях.

Электрификация транспорта и электромобилей (ЭМ)

Глобальное стремление к электрификации транспорта в сочетании с быстрым ростом рынка электромобилей (ЭМ) служит существенным драйвером для рынка стационарных систем хранения энергии. Растущее внедрение ЭМ требует передовой инфраструктуры зарядки и решений по поддержке сетей. Стационарные системы хранения энергии играют ключевую роль в этом контексте, обеспечивая стабильность сети, управляя пиками инфраструктуры зарядки и обеспечивая возможности быстрой зарядки. Более того, повторное использование списанных аккумуляторов ЭМ для стационарных систем хранения энергии еще больше повышает устойчивость этих систем. Поскольку автомобильная промышленность ускоряет электрификацию, ожидается, что синергия между электромобилями и стационарными накопителями энергии будет способствовать существенному росту рынка.

Энергоустойчивость и развертывание микросетей

Растущее понимание важности энергоустойчивости, особенно в условиях стихийных бедствий и сбоев в работе сетей, является убедительным драйвером для рынка стационарных накопителей энергии. Стационарные системы хранения энергии, интегрированные в микросети, обеспечивают децентрализованное и устойчивое энергетическое решение. Микросети, работающие от стационарных накопителей энергии, могут работать автономно во время отключений сети, обеспечивая непрерывное электроснабжение критически важных объектов, таких как больницы, центры обработки данных и аварийные службы. Способность стационарного хранения энергии повышать энергетическую устойчивость согласуется с глобальными усилиями по созданию более надежной и устойчивой энергетической инфраструктуры, способной выдерживать непредвиденные трудности, включая экстремальные погодные явления и сбои в работе сетей.

Основные проблемы рынка

Высокие начальные затраты и проблемы с окупаемостью инвестиций

Одной из основных проблем, с которой сталкивается глобальный рынок стационарного хранения энергии, являются высокие начальные затраты, связанные с развертыванием систем хранения энергии. Хотя стоимость технологий хранения энергии, особенно литий-ионных аккумуляторов, снижается, первоначальные инвестиции остаются существенным препятствием для широкого внедрения. Предприятия, коммунальные службы и бытовые потребители часто сталкиваются с финансовыми ограничениями при обосновании первоначальных капитальных затрат, особенно с учетом относительно длительных сроков окупаемости стационарных систем хранения энергии. Преодоление этой проблемы требует постоянных усилий по снижению производственных затрат, повышению эффективности систем хранения энергии и созданию финансовых механизмов, которые делают эти технологии более доступными и привлекательными с точки зрения окупаемости инвестиций.

Технологические ограничения и ухудшение производительности

Стационарные технологии хранения энергии, в первую очередь основанные на литий-ионных аккумуляторах, сталкиваются с проблемами, связанными с технологическими ограничениями и ухудшением производительности с течением времени. Литий-ионные аккумуляторы, хотя и широко применяются из-за своей высокой плотности энергии и относительно длительного срока службы, по-прежнему сталкиваются с такими проблемами, как снижение емкости, проблемы с управлением температурой и соображения безопасности. По мере старения систем хранения энергии их общая производительность может ухудшаться, что влияет на эффективность и надежность. Устранение этих технологических ограничений требует постоянных исследований и разработок для улучшения химии аккумуляторов, изучения альтернативных технологий хранения энергии и внедрения надежных стратегий мониторинга и обслуживания для максимального увеличения срока службы и производительности стационарных систем хранения энергии.

Неопределенности в сфере регулирования и политики

Рынок стационарных систем хранения энергии сталкивается с неопределенностями в сфере регулирования и политики, которые различаются в зависимости от региона и юрисдикции. Непоследовательные правила и политики, связанные с развертыванием систем хранения энергии, сетевым взаимодействием и участием на рынке, создают проблемы для заинтересованных сторон в отрасли. Отсутствие стандартизированных рамок может препятствовать созданию равных условий, что затрудняет для предприятий ориентирование в нормативно-правовых актах. Развитие поддерживающих политик, включая стимулы, тарифы и оптимизированные процессы выдачи разрешений, имеет решающее значение для создания благоприятной среды для широкого внедрения стационарных систем хранения энергии. Сотрудничество и пропагандистские усилия в отрасли имеют важное значение для приведения нормативно-правовых баз в соответствие с меняющимися потребностями рынка систем хранения энергии.

Ограниченные ограничения по плотности энергии и емкости хранения

Несмотря на достижения в области аккумуляторных технологий, стационарные системы хранения энергии по-прежнему сталкиваются с проблемами, связанными с ограниченными ограничениями по плотности энергии и емкости хранения. Эти ограничения влияют на продолжительность хранения энергии и ее последующую разрядку, ограничивая способность систем хранения энергии удовлетворять расширенный спрос или обеспечивать устойчивое резервное питание. Преодоление этих проблем требует постоянных исследований по повышению плотности энергии, изучения альтернативных материалов и разработки инновационных решений для хранения, способных работать с большими мощностями. По мере расширения применения стационарного хранения энергии, особенно в контексте поддержки сетей и интеграции возобновляемых источников энергии, устранение этих ограничений емкости становится критически важным для реализации потенциала технологии как надежного и масштабируемого решения.

Проблемы интеграции с сетевой инфраструктурой

Проблемы интеграции с существующей сетевой инфраструктурой представляют собой существенное препятствие для глобального рынка стационарного хранения энергии. Бесшовная интеграция систем хранения энергии в сеть требует совместимости с различными сетевыми архитектурами, протоколами связи и системами управления. Несоответствия в сетевых стандартах и отсутствие взаимодействия между различными технологиями хранения энергии могут препятствовать эффективному развертыванию стационарного хранения. Преодоление проблем интеграции требует совместных усилий заинтересованных сторон отрасли, коммунальных предприятий и регулирующих органов для создания стандартизированных протоколов, повышения гибкости сети и разработки интеллектуальных сетевых решений, которые легко обеспечивают интеграцию стационарных систем хранения энергии.

Основные тенденции рынка

Ускоренный рост, обусловленный интеграцией возобновляемых источников энергии

Одной из заметных тенденций на мировом рынке стационарных систем хранения энергии является ускоренный рост, обусловленный интеграцией возобновляемых источников энергии. Поскольку мир движется в сторону низкоуглеродного и устойчивого энергетического ландшафта, прерывистый характер возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, требует эффективных решений для хранения энергии. Стационарные системы хранения энергии играют ключевую роль в смягчении изменчивости возобновляемой генерации, обеспечении стабильности сети и обеспечении надежной поставки чистой энергии. С учетом растущего внимания к декарбонизации и амбициозным целям в области возобновляемой энергии во всем мире спрос на стационарные решения для хранения энергии переживает устойчивый подъем, позиционируя их как стержень в переходе к более экологичной энергетической структуре.

Достижения в технологиях аккумуляторов и системах хранения энергии

Рынок стационарных систем хранения энергии переживает трансформационную тенденцию, обусловленную постоянными достижениями в технологиях аккумуляторов и системах хранения энергии. Литий-ионные аккумуляторы, в частности, стали основным выбором для стационарных хранилищ из-за их высокой плотности энергии, более длительного срока службы и снижения затрат. Однако текущие исследования и разработки сосредоточены на улучшении химии аккумуляторов, изучении альтернатив и повышении общей производительности системы. Такие инновации, как твердотельные аккумуляторы, проточные аккумуляторы и материалы следующего поколения, меняют ландшафт, предлагая повышенную энергоэффективность, более длительный срок службы и улучшенную безопасность. Эта тенденция означает динамичную и конкурентную среду в секторе стационарного хранения энергии, поскольку заинтересованные стороны стремятся внедрить передовые технологии для удовлетворения меняющихся потребностей в энергии.

Растущее внимание к устойчивости и надежности сети

Устойчивость и надежность сети стали первостепенными соображениями на рынке стационарного хранения энергии. Увеличение случаев экстремальных погодных явлений в сочетании с уязвимостью традиционных электросетей подчеркивают важность хранения энергии для укрепления устойчивости сети. Стационарные системы хранения энергии обеспечивают возможности быстрого реагирования, обеспечивая бесперебойную поставку энергии во время отключений сети и стабилизируя колебания частоты. Правительства и коммунальные предприятия во всем мире признают решающую роль хранения энергии в повышении надежности сети, сокращении времени простоя и обеспечении бесперебойного электроснабжения. Эта тенденция особенно очевидна в регионах, подверженных стихийным бедствиям, где стационарные накопители энергии служат критически важным компонентом устойчивой энергетической инфраструктуры.

Рост приложений «за счетчиком» в коммерческом и жилом секторах

Примечательной тенденцией на рынке стационарных накопителей энергии является рост приложений «за счетчиком», особенно в коммерческом и жилом секторах. Предприятия и домовладельцы все чаще используют решения для хранения энергии, чтобы оптимизировать потребление энергии, снизить пиковые расходы и повысить энергетическую самодостаточность. Стационарные системы хранения «за счетчиком», интегрированные с солнечными панелями, позволяют пользователям хранить избыточную энергию, вырабатываемую в периоды низкого спроса, для использования в пиковые часы или в случае отключения электроэнергии. Эта тенденция отражает переход к децентрализованным энергетическим системам, предоставляя потребителям возможность активно управлять своим потреблением энергии и способствовать стабильности сети, тем самым превращая потребителей энергии в просьюмеров.

Интеграция стационарных хранилищ в виртуальные электростанции

Новой тенденцией на рынке стационарных хранилищ энергии является интеграция активов хранения в виртуальные электростанции (VPP). VPP используют передовые системы управления и цифровые технологии для объединения и оптимизации работы распределенных энергетических ресурсов, включая стационарные хранилища. Эта интеграция позволяет коммунальным службам и операторам сетей использовать гибкость стационарных систем хранения, балансируя предложение и спрос на энергию в режиме реального времени. Участвуя в VPP, владельцы стационарных хранилищ могут разблокировать дополнительные источники дохода с помощью таких услуг, как ограничение пиковых нагрузок, регулирование частоты и поддержка сети. Эта тенденция означает переход к более динамичным и взаимосвязанным энергетическим системам, способствующим эффективному использованию распределенных энергетических ресурсов для повышения стабильности и гибкости сети.

Сегментарные данные

Прикладные данные

Сегмент Behind the Meter

Бытовые и коммерческие потребители используют накопители энергии BTM для эффективного управления расходами на электроэнергию, особенно в регионах с моделями ценообразования по времени использования. Возможность хранить и потреблять энергию самостоятельно в периоды высоких тарифов способствует существенной экономии средств. Более того, системы Behind the meter предоставляют решение для смягчения нестабильности сети, предлагая локализованную поддержку, снижая нагрузку на более широкую сеть в часы пик.

Кроме того, рост рынка электромобилей еще больше продвинул приложения Behind the Meter. Стационарные системы хранения энергии, интегрированные с инфраструктурой зарядки электромобилей, позволяют пользователям оптимизировать свои схемы зарядки, хранить энергию в непиковые часы и управлять возросшим спросом, связанным с широким внедрением электромобилей. Конвергенция потребностей в энергии для жилых помещений, возобновляемых источников энергии и электрификации транспорта позиционировала приложения BTM как доминирующую силу на мировом рынке стационарных накопителей энергии.

Типы накопителей энергии

Сегмент накопителей энергии сжатого воздуха

Одним из ключевых факторов, способствующих доминированию CAES, является его масштабируемость. Системы CAES могут быть развернуты в различных масштабах, от небольших установок на уровне сообщества до крупных проектов коммунального масштаба. Эта адаптивность делает его универсальным выбором, удовлетворяющим разнообразные потребности в хранении энергии в различных приложениях и географических зонах. Кроме того, сравнительно большая продолжительность разряда систем CAES делает их хорошо подходящими для обеспечения постоянной мощности в течение длительных периодов, решая проблемы стабилизации и надежности сети.

Эффективность является еще одним фактором, способствующим доминированию CAES. В отличие от некоторых других технологий хранения энергии, которые могут столкнуться с потерями при преобразовании энергии, системы CAES могут похвастаться относительно высокой эффективностью в обоих направлениях. Изоэнтропическая эффективность процессов сжатия и расширения способствует минимизации потерь энергии во время хранения и извлечения, повышая общую эффективность системы хранения энергии.

Кроме того, CAES извлекает выгоду из зрелых и хорошо зарекомендовавших себя технологий, которые были развернуты и эксплуатируются в течение десятилетий. Этот послужной список придает определенный уровень уверенности заинтересованным сторонам, включая коммунальные предприятия и инвесторов, поскольку они ищут надежные и проверенные решения для удовлетворения потребностей быстро меняющегося энергетического ландшафта.

Региональные идеи

Несколько стран Азиатско-Тихоокеанского региона внедрили поддерживающую государственную политику и стимулы для содействия развертыванию стационарных систем хранения энергии. Правительства признают роль хранения энергии в достижении энергетической безопасности, сокращении выбросов углерода и повышении стабильности сети. Политические рамки включают субсидии, фиксированные тарифы и регулирующие механизмы, которые поощряют инвестиции в инфраструктуру хранения энергии, что делает ее привлекательным предложением для предприятий и инвесторов.

Азиатско-Тихоокеанский регион активно использует возобновляемые источники энергии, включая солнечную и ветровую энергию. Стационарное хранение энергии играет решающую роль в смягчении непостоянства и изменчивости, связанных с возобновляемыми источниками энергии. Поскольку страны региона стремятся увеличить долю возобновляемых источников энергии в своем энергетическом балансе, стационарные системы хранения энергии становятся инструментом для хранения избыточной энергии в периоды избыточной генерации и ее высвобождения, когда спрос высок, обеспечивая плавную интеграцию возобновляемой энергии в сеть.

Азиатско-Тихоокеанский регион стал мировым центром технологических достижений и производства, включая производство литий-ионных аккумуляторов — доминирующей технологии в стационарном хранении энергии. Страны региона, особенно Китай и Южная Корея, вложили значительные средства в производственные мощности по производству аккумуляторов и научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы. Это привело к снижению затрат, повышению плотности энергии и улучшению производительности аккумуляторных технологий, что сделало стационарное хранение энергии более экономически выгодным.

Последние разработки

• В сентябре 2022 года Contemporary Amperex Technology Co., Limited объявила о создании новой производственной базы аккумуляторов в Лояне, провинция Хэнань, Китай, с запланированной площадью 113 гектаров и общим объемом инвестиций, достигающим 1,94 млрд долларов США (14 млрд юаней). Ожидается, что завод поможет расширить охват клиентов на региональном рынке.
• В июле 2022 года Durapower Group запустила аккумуляторный блок DP Omni. Эти компактные интегрированные аккумуляторные блоки имеют период перезарядки менее часа и используют высокоэнергетические запатентованные литий-никелево-марганцево-кобальт-оксидные (NMC) аккумуляторные элементы для достижения плотности энергии блока более 160 Вт·ч/кг. Кроме того, он сделан с учетом будущих требований, чтобы его можно было легко модернизировать до новых химических составов аккумуляторов и конструкций ячеек в будущем. Это позволит использовать его в решениях по хранению энергии (ESS) в будущем
• В ноябре 2021 года Duracell заключила партнерство с Power Center+, чтобы представить портфель продуктов Duracell Power Center для решений по хранению энергии для дома в Северной Америке и странах Карибского бассейна.
• В марте 2022 года Tesla объявила о создании новых заводов по производству систем хранения энергии в Квинсленде. Чтобы обеспечить жителей Квинсленда более надежной, доступной и чистой электроэнергией, государственный генератор CS Energy построит сетевую батарею недалеко от Чиншиллы. Аккумуляторная батарея Tesla Megapack, которая будет служить частью энергетического центра CS Energy в Коган-Крик, будет иметь мощность 100 мегаватт и 200 мегаватт-часов.

Ключевые игроки рынка

• LG Energy Solution
• Contemporary Amperex Technology Co., Ltd.
• BYD Company Limited
• Samsung SDI Co., Ltd.
• Panasonic Corporation
• Tesla, Inc.
• AES Corporation
• Fluence Energy, Inc.
• Enel X Srl
• Sumitomo Electric Industries, Ltd.