Mô hình thị trường toàn cầu và đặc điểm phát triển khu vực
Thị trường lưu trữ năng lượng quang điện toàn cầu đang cho thấy xu hướng phát triển đa dạng và các khu vực khác nhau đã hình thành các mô hình phát triển độc đáo do sự khác biệt trong môi trường chính sách, cấu trúc năng lượng và nhu cầu thị trường. Theo số liệu thống kê mới nhất từ Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), công suất lắp đặt toàn cầu của kho năng lượng quang điện sẽ đạt 48GW\/112GWH vào năm 2023, tăng 62%so với năm. Dự kiến quy mô thị trường sẽ vượt quá 300GW\/800GWH vào năm 2030.
Khu vực Châu Á Thái Bình Dương dẫn đầu thị trường toàn cầu, với Trung Quốc chiếm một vị trí thống trị
1) Trung Quốc sẽ thêm 18,4GW\/43GWH công suất cài đặt vào năm 2023, chiếm 38% tổng số toàn cầu. Ổ đĩa chính sách là rõ ràng và tỷ lệ phân bổ bắt buộc đã tăng từ 10% × 2H ban đầu đến 15% × 4H;
2) tỷ lệ thâm nhập của việc lưu trữ năng lượng hộ gia đình ở Úc là cao nhất thế giới, đạt 32%, với thang đo hệ thống trung bình là 8kW\/16kWh;
3) Nhật Bản áp dụng mô hình "lưu trữ năng lượng phù hợp" ", với tỷ lệ phân phối và lưu trữ của nhà máy điện quang điện là hơn 60%, chủ yếu sử dụng pin LFP (chiếm 85%).
Thị trường châu Âu chủ yếu tập trung vào các hệ thống gia đình và thương mại:
1) Công suất lắp đặt lưu trữ năng lượng hộ gia đình ở Đức đã vượt quá 5GWH, với 90% các hệ thống quang điện mới được cài đặt hỗ trợ lưu trữ năng lượng, chủ yếu là do trợ cấp KFW (lên đến 30% chi phí hệ thống);
2) Ý thực hiện chính sách khấu hao siêu (giảm thuế 110%) để thúc đẩy sự phát triển nhanh chóng của việc lưu trữ năng lượng công nghiệp và thương mại;
3) Tỷ lệ các dự án lưu trữ năng lượng quy mô lớn (50MW+) ở Anh chiếm 65%, chủ yếu tham gia vào thị trường điều chế tần số (giá dịch vụ FFR là khoảng 15 bảng\/MW\/h).
Thị trường Mỹ đang cho thấy sự phân cực:
1) Hoa Kỳ sẽ thêm 12,7GW\/32GWH công suất cài đặt mới vào năm 2023, với California chiếm 43% trong tổng số. Tín dụng thuế ITC (giảm thuế đầu tư 30%) là động lực chính;
2) Brazil thực hiện chính sách đo sáng ròng 2.
3) Chile, Mexico và các nước Mỹ Latinh khác đang thúc đẩy phát triển lưu trữ năng lượng thông qua các cơ chế đấu giá năng lực, với giá thầu chiến thắng mới nhất giảm xuống còn $ 60\/MWh.
Tăng tốc bố cục ở các thị trường mới nổi:
1) Khu vực Trung Đông (Ả Rập Saudi, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất) coi việc lưu trữ năng lượng là yếu tố chính trong chuyển đổi năng lượng và dự án Neom có kế hoạch có khả năng lưu trữ năng lượng là 3GWH;
2) Lưu trữ năng lượng lưới điện của Châu Phi đang tăng lên nhanh chóng, với công suất lắp đặt tăng 85% hàng năm vào năm 2023 và thang đo hệ thống điển hình của 5-20 kW;
3) Ấn Độ đang thực hiện chương trình PLI (khuyến khích sản xuất được liên kết) với mục tiêu thiết lập công suất sản xuất pin 50GWH vào năm 2030.
So sánh các tuyến công nghệ quốc tế và xu hướng đổi mới
Công nghệ lưu trữ năng lượng toàn cầu đang cho thấy sự phát triển đa dạng và các khu vực khác nhau đã hình thành các tuyến công nghệ khác biệt dựa trên các tài nguyên và tích lũy công nghệ.
Có sự khác biệt đáng kể trong các tuyến công nghệ pin:
1) khu vực Đông Á (Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc) chủ yếu sử dụng pin LFP (chiếm hơn 90%), với mật độ năng lượng là 180Wh\/kg và chi phí hệ thống giảm xuống còn 280\/kWh; 2) Bắc Mỹ thích pin lithium ternary (NMC) và hệ thống Tesla Megapack có mật độ năng lượng là 220Wh\/kg, nhưng chi phí tương đối cao (320\/kWh);
3) Châu Âu tập trung vào sự phát triển bền vững, với 22%dự án sử dụng pin xe điện thứ cấp (giảm 40%chi phí) và duy trì tỷ lệ giữ lưu lượng lưu trữ năng lượng là 80%.
Những đột phá đã được thực hiện trong các công nghệ lưu trữ năng lượng mới:
1) Việc áp dụng pin dòng chảy (tất cả vanadi, crom sắt) trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng dài hạn đã được mở rộng và chi phí của hệ thống pin crom sắt của ESS (8 giờ) đã giảm xuống còn 200\/kWh tại Hoa Kỳ;
2) lưu trữ năng lượng không khí nén (CAEs) đã tham gia thương mại hóa, với hiệu quả của dự án 200MW ở Zhangjiakou, Trung Quốc tăng lên 65%;
3) Việc công nghiệp hóa pin natri ion đang tăng tốc và CATL của Trung Quốc đã công bố sản xuất hàng loạt vào năm 2024, với chi phí thấp hơn 30% so với LFP.
Đổi mới trong công nghệ tích hợp hệ thống:
1) Năng lượng Nextera ở Hoa Kỳ đã phát triển một hệ thống tích hợp "lưu trữ năng lượng+quang điện", giảm 25%chi phí cân bằng (BOS);
2) SMA Đức ra mắt nhà máy điện ảo 2. 0, có thể tổng hợp tài nguyên lưu trữ năng lượng không đồng nhất (thời gian phản hồi<500ms);
3) Trung Quốc Sunshine Power đã phát hành một máy "lưu trữ quang học và sạc" tất cả trong một, với hiệu suất chuyển đổi là 98,5% và giảm khối lượng 40%.
Nâng cấp công nghệ hoạt động và bảo trì thông minh:
1) Tỷ lệ thâm nhập của hệ thống bảo trì dự đoán AI đã đạt 45%, giảm chi phí vận hành và bảo trì trung bình 30%;
2) tỷ lệ ứng dụng của công nghệ sinh đôi kỹ thuật số trong các dự án quy mô lớn ở châu Âu và châu Mỹ đạt 60%và độ chính xác của dự đoán lỗi vượt quá 90%;
3) Công nghệ blockchain được sử dụng rộng rãi trong các dự án microgrid ở Úc và Nhật Bản để đạt được các giao dịch điện xanh cấp hai.
Hướng dẫn nghiên cứu và phát triển công nghệ Frontier:
1) Chương trình ARPA-E của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ hỗ trợ nghiên cứu và phát triển pin trạng thái rắn với mật độ năng lượng mục tiêu là 500Wh\/kg;
2) EU Horizon 2020 hỗ trợ nghiên cứu lưu trữ năng lượng hydro, với hiệu suất tế bào điện phân vượt quá 75%;
3) Kế hoạch nghiên cứu và phát triển chính cho Kế hoạch năm năm thứ 14 của Trung Quốc tập trung vào pin kim loại lỏng, với tuổi thọ chu kỳ hơn 15000 lần.
Những thách thức phát triển toàn cầu và các con đường trong tương lai
Mặc dù phát triển nhanh chóng, ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng quang điện toàn cầu vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức chung đòi hỏi các giải pháp phối hợp từ cộng đồng quốc tế.
Cổ tràng kỹ thuật chính:
1) Các ràng buộc đối với nguyên liệu thô: Phân phối tài nguyên lithium toàn cầu không đồng đều (chile chiếm 55%) và rủi ro chuỗi cung ứng Cobalt là nổi bật (Congo chiếm 70%). Việc công nghiệp hóa pin natri ion có thể làm giảm bớt vấn đề này;
2) Khoảng cách tuổi thọ chu kỳ: Pin trong phòng thí nghiệm có thể đạt 8000 chu kỳ, trong khi các dự án thực tế chỉ trung bình 4500 chu kỳ. Hoa Kỳ DOE đã đặt mục tiêu tuổi thọ 5000 lần\/10- năm;
3) Thiếu hệ thống tái chế: Tỷ lệ tái chế pin toàn cầu nhỏ hơn 5% và các quy định mới của EU yêu cầu nó đạt 35% vào năm 2030.
Những thách thức kinh tế:
1) Sự khác biệt đáng kể về chi phí: Chi phí của các hệ thống lưu trữ năng lượng ở Hoa Kỳ cao hơn 40% so với Trung Quốc, trong khi ở Châu Phi cao hơn 80% do chi phí hậu cần;
2) mô hình kinh doanh đơn lẻ: 70% lợi nhuận dựa vào trọng tài thung lũng cao điểm và Vương quốc Anh đang khám phá một con đường mới của "lưu trữ năng lượng+hydro xanh";
3) Các kênh tài chính hạn chế: Chi phí tài chính cho các dự án ở các nước đang phát triển là 8-12%, trong khi ở các nước phát triển, nó chỉ là 3-5%.
Chính sách và Rào cản tiêu chuẩn:
1) Quy trình phê duyệt kết nối lưới rất phức tạp: trung bình mất trung bình 14 tháng ở Đức và 22 tháng ở Brazil;
2) Xung đột các tiêu chuẩn an toàn: Tỷ lệ chứng nhận lẫn nhau giữa Trung Quốc, Châu Âu và Mỹ là dưới 30%, làm tăng chi phí doanh nghiệp bằng 15-20%;
3) Hạn chế truy cập thị trường: Ấn Độ áp đặt thuế 40% đối với pin nhập khẩu, trong khi Đạo luật giảm lạm phát của Hoa Kỳ đặt ra các yêu cầu nội địa hóa.
