La tendencia de desarrollo de nuevas tecnologías de almacenamiento de energía en el futuro
Los datos principales de este artículo: gastos de I+D de las empresas que cotizan en bolsa en la industria del almacenamiento de energía; número de artículos publicados sobre almacenamiento de energía
Explicación del calibre estadístico del texto completo: 1) Las estadísticas del número de artículos publicados se basan en "energía" como unidad
Utilice "almacenamiento" como palabra clave, seleccione "China" y "papel" para filtrar. 2) El tiempo estadístico es al 29 de agosto de 2022. 3) Si existe algún calibre estadístico especial, se hará una descripción al pie del cuadro.
Descripción técnica de la industria del almacenamiento de energía
1. Definición y clasificación del almacenamiento de energía
(1) Definición de almacenamiento de energía
En En otras palabras, el almacenamiento de energía es almacenamiento de energía, que se refiere a almacenar una forma de energía en la misma forma, o convertirla en otra forma de energía a través de algún medio o equipo, y usarla con una cantidad específica de energía de acuerdo con a las necesidades futuras de la aplicación. El proceso cíclico de liberación del formulario.
El almacenamiento de energía en sentido estricto se refiere al almacenamiento de energía eléctrica, es decir, una serie de tecnologías y medidas que almacenan la energía generada mediante métodos químicos o físicos y la liberan cuando es necesario.
(2) Clasificación del almacenamiento de energía
Según los diferentes medios de almacenamiento de las diferentes tecnologías de almacenamiento de energía, el almacenamiento de energía se divide principalmente en almacenamiento de energía mecánica, almacenamiento de energía electroquímica y almacenamiento de energía térmica. y almacenamiento de energía química. Utilizando estas tecnologías de almacenamiento de energía, la energía eléctrica se almacena en forma de energía mecánica, energía química y energía térmica, y se devuelve a la red eléctrica de manera oportuna.
2. Panorama técnico: subdividir cinco recorridos técnicos.
El almacenamiento de energía se divide en cinco rutas técnicas: almacenamiento de energía mecánica, almacenamiento de energía electromagnética, almacenamiento de energía electroquímica, almacenamiento de energía térmica y almacenamiento de energía química.
La historia del desarrollo tecnológico de la industria del almacenamiento de energía: comenzó en los años 1960.
Desde el desarrollo tecnológico de la industria de almacenamiento de energía de China en la década de 1960, China ha comenzado a estudiar las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo y ha establecido la primera central eléctrica híbrida de almacenamiento por bombeo: la central hidroeléctrica de Gangnan. En la década de 1990, la construcción de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo alcanzó su punto culminante. A principios del siglo XX, China comenzó a estudiar otras tecnologías de almacenamiento de energía, incluido el almacenamiento de energía por aire comprimido y el almacenamiento de energía electroquímico. Después de 2010, se aceleró el desarrollo de tecnologías de almacenamiento de energía, como el aire comprimido y las baterías de flujo totalmente de vanadio, y se aceleró el desarrollo diversificado de tecnologías de almacenamiento de energía.
Antecedentes de la política tecnológica de la industria del almacenamiento de energía: apoyo político y mejora del nivel tecnológico
En los últimos años, mi país ha introducido una serie de políticas relacionadas con el desarrollo tecnológico de la industria del almacenamiento de energía. acelerar el desarrollo de la industria del almacenamiento de energía El desarrollo de la cadena de almacenamiento de energía ha estandarizado las tecnologías clave de almacenamiento de energía y ha mejorado constantemente el nivel de la tecnología de almacenamiento de energía.
Estado actual del desarrollo tecnológico de la industria del almacenamiento de energía
1. Estado actual de la inversión en investigación tecnológica de la industria del almacenamiento de energía
(1) Proyectos clave del plan nacional de I+D
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A juzgar por los proyectos clave de I + D nacionales anunciados, de 2018 a 2021, hubo un total de 27 proyectos clave de I + D nacionales relacionados con la tecnología de la industria de almacenamiento de energía de mi país, incluidos 22 en 2021.
Nota: En 2019 no se anunció ningún proyecto nacional clave de I+D relacionado con la tecnología de la industria del almacenamiento de energía.
(2) Gastos de I+D de las empresas que cotizan en bolsa A
Después de años de desarrollo, los proyectos de almacenamiento de energía se han utilizado ampliamente en la industria del almacenamiento de energía y el nivel general de inversión en I+D en la industria es relativamente alta. Desde la perspectiva del mercado de acciones A, de 2017 a 2021, los gastos totales en I + D de las empresas que cotizan en bolsa en el sector de almacenamiento de energía de mi país han aumentado año tras año. En el primer trimestre de 2022, los gastos totales en I+D de las empresas que cotizan en bolsa en la industria del almacenamiento de energía fueron de aproximadamente 22.845 millones de yuanes.
2. Resultados de investigación e innovación tecnológica de la industria del almacenamiento de energía
(1) Número de artículos publicados
A juzgar por el número de artículos publicados sobre almacenamiento de energía, desde 2010, la cantidad de artículos publicados sobre almacenamiento de energía en mi país aumenta año tras año, lo que demuestra que la popularidad de la investigación sobre almacenamiento de energía continúa aumentando. Hasta agosto de 2022, se han publicado en China 90.294 artículos sobre almacenamiento de energía.
Nota: El tiempo estadístico es a agosto de 2022.
(2) Puntos calientes de innovación tecnológica
A través de la nube de palabras de innovación, comprenda las palabras clave técnicas más populares en el campo de la tecnología de almacenamiento de energía y analice los últimos temas clave de I+D en este campo de la tecnología. Wisdom Bud extrajo las palabras clave más comunes entre las 5.000 patentes recientes en este campo tecnológico. Palabras clave como sistema de almacenamiento de energía y batería de almacenamiento de energía involucran una gran cantidad de patentes, lo que indica que la I + D y la innovación recientes en el campo del almacenamiento de energía están concentradas. sobre sistemas de almacenamiento de energía, baterías de almacenamiento de energía, etc. Baterías y otros campos.
(3) Áreas de enfoque de patentes
Desde la perspectiva de las áreas de enfoque de las patentes de tecnología en la industria del almacenamiento de energía, las áreas de enfoque actuales de las patentes de tecnología en la industria del almacenamiento de energía son obvias , centrándose principalmente en sistemas de almacenamiento de energía y sistemas de almacenamiento de energía, etc.
Análisis comparativo de las principales tecnologías de la industria de almacenamiento de energía
Desde la perspectiva de la madurez de la tecnología de almacenamiento de energía, el mercado actual de almacenamiento de energía mecánico es relativamente maduro y la tecnología de almacenamiento de energía electroquímica (en baterías de almacenamiento de energía) Las baterías de iones de litio y las baterías de plomo-ácido han entrado en una etapa madura; las baterías de flujo aún están en la etapa de demostración de investigación y desarrollo; las baterías de sodio-azufre están en la etapa de implementación.
Entre ellos, las ventajas, desventajas y campos de aplicación de las principales tecnologías de almacenamiento de energía con mayor madurez son las siguientes:
Puntos débiles y avances en el desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía
1. Problemas en el desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía
(1) El costo es alto.
El coste es uno de los retos a los que se enfrenta actualmente la tecnología de almacenamiento de energía. Tomando como ejemplo las baterías de iones de litio, aunque con la rápida mejora de la tecnología de las baterías de iones de litio y el aumento de la capacidad de producción de baterías a gran escala, el costo de las baterías de iones de litio ha disminuido en comparación con otros métodos de almacenamiento de energía; El coste de las baterías de iones de litio sigue estando en un nivel más alto. Al comparar los costos de electricidad del ciclo de vida completo de las baterías de fosfato de hierro y litio, el costo de las baterías de iones de litio es mucho más alto que el de la energía hidráulica de bombeo, aproximadamente 1,7 veces el costo de la electricidad de la energía hidráulica de bombeo.
(2) Cuestiones de seguridad
La seguridad es una cuestión clave que debe resolverse en el desarrollo del almacenamiento de energía. En los últimos años, han ocurrido muchos accidentes de seguridad en centrales eléctricas de almacenamiento de energía en el país y en el extranjero, la mayoría de los cuales involucraron almacenamiento de energía en baterías de litio. Según estadísticas incompletas, en 2021 se produjeron un total de 9 accidentes de seguridad en el almacenamiento de energía en todo el mundo. Entre ellos, el accidente de incendio y explosión "4·16" en la central eléctrica de almacenamiento de energía Dahongmen de Beijing fue causado por un cortocircuito interno en la batería de litio. batería.
(3) Restricciones del entorno geográfico
Las restricciones del entorno geográfico también son un desafío importante para el desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía, como el almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo y el almacenamiento de energía por aire comprimido. Tomando como ejemplo la construcción de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo, primero debemos considerar plenamente las condiciones geológicas y naturales locales, como conglomerados, areniscas y otras rocas subterráneas, y no hay peligros ocultos como terremotos, tifones, inundaciones, sequías. , etc. En segundo lugar, la construcción de centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo también requiere la diferencia de altura y la distancia horizontal entre los depósitos superior e inferior.
2. Desarrollo innovador de la tecnología de almacenamiento de energía
(1) Se espera que las baterías de flujo resuelvan los problemas de seguridad.
Las baterías de flujo tienen las ventajas de alta seguridad, larga vida útil y gran escala, y se espera que resuelvan los riesgos de seguridad de las baterías de iones de litio.
(2) La tecnología de almacenamiento de energía modular rompe las restricciones geográficas.
Actualmente, muchos investigadores y empresas están estudiando cómo permitir que la tecnología de almacenamiento de energía supere las restricciones geográficas. El despliegue modular puede superar tecnologías como el almacenamiento de energía en rocas calientes, las baterías de hierro-aire y el almacenamiento de energía de aire líquido, todos los cuales han logrado un despliegue modular y pueden aportar muchos beneficios al almacenamiento de energía a largo plazo.
Dirección y tendencia del desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía: diversificación de rutas técnicas
El Plan de Implementación de Desarrollo del "Décimo Plan Quinquenal" del "Nuevo Almacenamiento de Energía" señala que es necesario promover el desarrollo tecnológico diversificado y realizar demostraciones piloto de diferentes rutas técnicas. Entre ellos, las baterías de iones de litio deben desarrollarse hacia una alta seguridad, bajo costo y larga vida útil. Además, también se propone centrarse en el desarrollo de tecnologías de almacenamiento de energía a largo plazo, como baterías de flujo, baterías de metal-aire y almacenamiento de energía térmica.
El Instituto de Estrategia de Neutralidad de Carbono con Mirada al Futuro se centra en políticas, tecnologías y productos en el campo de la neutralidad de carbono, apunta a la vanguardia de la ciencia y la tecnología internacionales, atiende las principales necesidades estratégicas del país y lleva a cabo actividades organizadas. e investigación planificada en torno a la "neutralidad de carbono" Investigación científica, promover la transformación y promoción de logros tecnológicos neutrales en carbono, encontrar avances tecnológicos para la innovación corporativa y brindar a los gobiernos de todos los niveles consultoría de gestión y consultoría técnica sobre caminos estratégicos para los picos de emisiones de dióxido de carbono. y la neutralidad de carbono. El decano Dr. Xu Wenqiang se graduó de la Universidad de California, Berkeley. Durante más de 20 años, ha estado profundamente comprometida con la investigación básica, el desarrollo de productos y la industrialización en campos como la energía limpia con bajas emisiones de carbono y los materiales ecológicos. Posee 55 patentes y 33 artículos, ha lanzado más de 30 productos al mercado, ha creado un valor comercial de 5 mil millones de yuanes y se centra en la investigación de energías limpias, como la energía del hidrógeno, la energía solar y el almacenamiento de energía.
Los datos anteriores se refieren al "Informe de consultoría estratégica sobre previsión de tendencias tecnológicas de la industria de baterías de litio y valor de inversión" del Instituto de Investigación Industrial Qianzhan.