कंटेनरीकृत बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के लाभ

 

सच कहूँ तो, जब मेरा पहली बार सामना हुआ तो मैं काफी आशंकित थाकंटेनरीकृत ऊर्जा भंडारणकुछ साल पहले की परियोजनाएँ।

यह 2021 में किंघई में एक फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन और भंडारण परियोजना में था। ग्राहक को तीन महीने के भीतर 100MWh ऊर्जा भंडारण प्रणाली के निर्माण और ग्रिड कनेक्शन की आवश्यकता थी। पारंपरिक स्टेशन आधारित तरीकों का उपयोग करते हुए, यह लगभग असंभव कार्य होता। लेकिन जब मैंने गोबी रेगिस्तान पर 20 से अधिक ऊर्जा भंडारण कंटेनरों को बड़े करीने से व्यवस्थित होते हुए देखा, जिन्होंने केवल 67 दिनों में ग्रिड कनेक्शन और बिजली उत्पादन प्राप्त किया, तो मुझे वास्तव में इस तकनीकी दृष्टिकोण का क्रांतिकारी महत्व समझ में आया।

मॉड्यूलरीकरण सरल लगता है, लेकिन इसे हासिल करना अविश्वसनीय रूप से कठिन है

ऊर्जा भंडारण उद्योग में "मॉड्यूलराइजेशन" शब्द का अत्यधिक उपयोग किया गया है। हालाँकि, जो चीज़ हमें वास्तव में अलग करती है वह अक्सर बैटरी सेल नहीं होती है, बल्कि सिस्टम एकीकरण में कौशल होती है।

मैंने बहुत सारी परियोजनाएँ देखी हैं जहाँ CATL या BYD की समान बैटरी कोशिकाओं का उपयोग किया गया था, फिर भी अंतिम वितरण गुणवत्ता में काफी भिन्नता थी। क्यों? अंतर फ़ैक्टरी प्रीफैब्रिकेशन प्रक्रिया के दौरान नियंत्रण क्षमताओं में निहित है।

पिछले साल, हमने हेफ़ेई में सनग्रो पावर के ऊर्जा भंडारण प्रणाली उत्पादन बेस का दौरा किया था। एक विवरण ने गहरी छाप छोड़ी: प्रत्येक कंटेनर को फैक्ट्री छोड़ने से पहले 72{2}घंटे पूरे {{3}पावर चार्ज{4}डिस्चार्ज परीक्षण से गुजरना पड़ता है - एक यादृच्छिक जांच नहीं, बल्कि एक पूर्ण निरीक्षण। कई छोटे निर्माता भी ऐसा नहीं कर सकते; लागत निषेधात्मक है.

इसलिए जब कोई मुझसे पूछता है कि ऊर्जा भंडारण इंटीग्रेटर कैसे चुनें, तो मेरी सलाह है कि सीधे उनके कारखाने का दौरा करें। उत्पादन लाइन पर स्वचालन के स्तर, परीक्षण प्रक्रिया की कठोरता और श्रमिक संचालन के मानकीकरण को देखें। ये चीज़ें PowerPoint प्रेजेंटेशन में नहीं देखी जा सकतीं.

सच्चा मॉड्यूलरीकरण केवल कंटेनरों में उपकरण भरने के बारे में नहीं है; यह गुणवत्ता नियंत्रण को फ़ैक्टरी स्तर पर आगे लाने के बारे में है।

कंटेनरीकृत ऊर्जा भंडारण कितना तेज़ हो सकता है?

2023 के अंत में, पूर्वी चीन के एक प्रांत ने चरम सर्दियों की मांग के दबाव के कारण तत्काल ऊर्जा भंडारण और चरम शेविंग परियोजनाओं का एक बैच शुरू किया। उन्हें 15 दिसंबर तक ग्रिड से जोड़ा जाना आवश्यक था, जो पहले ही अक्टूबर के मध्य में था।

शून्य से ग्रिड कनेक्शन तक दो महीने।

पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके यह असंभव होता। लेकिन एक कंटेनरीकृत समाधान के साथ, हमने यह कैसे किया:

पूरी प्रक्रिया के दौरान, साइट पर निर्माण श्रमिकों की अधिकतम संख्या केवल तीस के आसपास थी। यदि यह एक पावर स्टेशन भवन होता, तो अकेले सिविल इंजीनियरिंग टीम को सैकड़ों लोगों की आवश्यकता होती।

कई गृहस्वामियों ने शुरू में इस समय के लाभ के मूल्य को कम करके आंका। लेकिन एक साधारण गणना से यह स्पष्ट हो जाता है: उस समय चरम शेविंग सब्सिडी नीति के तहत, एक महीने पहले ग्रिड से जुड़ने से 100MWh परियोजना के लिए अतिरिक्त 1.5 से 2 मिलियन युआन का लाभ हो सकता था। इसमें वित्तीय लागतों में होने वाली बचत भी शामिल नहीं है।

ऊर्जा भंडारण उद्योग में, समय वास्तव में पैसा है।

लचीलेपन के संबंध में, यहां एक संभावित रूप से चौंका देने वाला उदाहरण दिया गया है

बहुत से लोग मानते हैं कि एक बार ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन बन जाने के बाद, यह अपनी जगह पर स्थिर हो जाता है। यह जरूरी नहीं कि सच हो.

2022 में, इनर मंगोलिया में एक राज्य स्वामित्व वाले उद्यम की पवन ऊर्जा और ऊर्जा भंडारण परियोजना को योजना समायोजन का सामना करना पड़ा। पवन टर्बाइनों के लिए रास्ता बनाने के लिए मूल ऊर्जा भंडारण स्थल को स्थानांतरित करना पड़ा। स्टेशन आधारित ऊर्जा भंडारण प्रणाली के लिए, यह एक आपदा होती, विध्वंस और पुनर्निर्माण के परिणामस्वरूप करोड़ों युआन बर्बाद हो जाते।

हालाँकि, क्योंकि एक कंटेनरीकृत समाधान का उपयोग किया गया था, अंतिम समाधान सरल और सीधा था: 16 ऊर्जा भंडारण कंटेनरों को 3 किलोमीटर दूर एक नई साइट पर ले जाने और ले जाने के लिए कई बड़े फ्लैटबेड ट्रकों का उपयोग किया गया था, जहां उन्हें फिर से जोड़ा गया और डीबग किया गया। पूरी प्रक्रिया में दो सप्ताह से भी कम समय लगा। यह मामला उस समय उद्योग में एक छोटे दायरे में फैल गया, और लोगों को एहसास हुआ: ओह, तो ऊर्जा भंडारण संपत्तियों का उपयोग इस तरह से किया जा सकता है।

बाद में, हमने कुछ वित्तीय संस्थानों से बातचीत की, और वे "मोबाइल संपत्ति" विशेषता में बहुत रुचि रखते थे। जमीन पर स्थिर ऊर्जा भंडारण सुविधाओं की तुलना में, जब पट्टों और परिसंपत्ति प्रतिभूतिकरण के वित्तपोषण की बात आती है तो कंटेनरीकृत समाधान स्पष्ट अवशिष्ट मूल्य मूल्यांकन और निकास रणनीतियां प्रदान करते हैं।

सुरक्षा एक ऐसा विषय है जिस पर गंभीरता से चर्चा होनी चाहिए

मैं जानता हूं कि कई लोगों को ऊर्जा भंडारण सुरक्षा के बारे में चिंता है, खासकर 2021 में बीजिंग में "4.16" ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन विस्फोट के बाद। उस दुर्घटना में दो मौतें हुईं और एक अग्निशामक की मौत हो गई। पूरे उद्योग ने भारी कीमत चुकाई।

हालाँकि, दूसरी ओर, उस दुर्घटना ने सुरक्षा मानकों के व्यापक उन्नयन को भी प्रेरित किया। 2022 के बाद परिचालन में आने वाली कंटेनरीकृत ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं में सुरक्षा कॉन्फ़िगरेशन हैं जो पहले की तुलना में पूरी तरह से अलग स्तर पर हैं।

पिछले साल, मैंने एक प्रोजेक्ट में फायर ड्रिल देखी। एक कंटेनर की अग्नि शमन प्रणाली को जानबूझकर चालू किया गया था; पता लगाने से लेकर अलार्म तक और बुझाने वाले एजेंट को छोड़ने तक, पूरी प्रक्रिया में 30 सेकंड से भी कम समय लगा।

सुरक्षा की कभी भी 100% गारंटी नहीं होती। हालाँकि, व्यवस्थित डिज़ाइन और अतिरेक के माध्यम से, जोखिमों को स्वीकार्य सीमा के भीतर नियंत्रित किया जा सकता है।

अब मुख्य धारा की प्रथाएँ क्या हैं?

• पहली परत: रोकथाम. बैटरी प्रबंधन प्रणाली (बीएमएस) वास्तविक समय में प्रत्येक सेल के वोल्टेज, तापमान और आंतरिक प्रतिरोध परिवर्तनों की निगरानी करती है। एक अच्छा बीएमएस थर्मल रनवे होने से 5-10 मिनट पहले प्रारंभिक चेतावनी जारी कर सकता है। इस बार की विंडो महत्वपूर्ण है.
• दूसरी परत: पता लगाना। पारंपरिक धुआं और तापमान डिटेक्टरों के अलावा, दहनशील गैस डिटेक्टर अब व्यापक रूप से स्थापित किए गए हैं। बैटरियों का प्रारंभिक थर्मल रनवे CO और हाइड्रोजन छोड़ता है, और गैस का पता लगाने से धूम्रपान डिटेक्टरों की तुलना में 2-3 मिनट पहले विसंगतियों का पता लगाया जा सकता है।
• तीसरी परत: आग दमन. हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन का उपयोग अभी भी किया जाता है, लेकिन पेरफ्लूरोहेक्सानोन तेजी से इसकी जगह ले रहा है। मैं व्यक्तिगत रूप से पेरफ्लूरोहेक्सानोन को पसंद करता हूं - आग दमन प्रभाव समान है, लेकिन इसका पर्यावरणीय प्रदर्शन बहुत बेहतर है, जीडब्ल्यूपी मूल्य हेप्टाफ्लोरोप्रोपेन के केवल एक अंश के साथ है।
• चौथी परत: अलगाव. यह कंटेनरीकृत समाधानों का एक स्वाभाविक लाभ है। प्रत्येक कंटेनर एक स्वतंत्र अग्निरोधी क्षेत्र है। यहां तक ​​कि अगर एक कंटेनर जल जाता है, तो चेन रिएक्शन को रोकने के लिए आसन्न कंटेनरों में पर्याप्त सुरक्षा दूरी होती है।

आप अर्थशास्त्र की गणना कैसे करते हैं?

यह सबसे अधिक बार पूछा जाने वाला प्रश्न है, लेकिन इसका कोई मानक उत्तर नहीं है। अनुप्रयोग परिदृश्य, क्षेत्र और व्यवसाय मॉडल के आधार पर अर्थशास्त्र बहुत भिन्न होता है।

हालाँकि, कुछ प्रमुख टिप्पणियाँ की जा सकती हैं:

वर्तमान में, ऊर्जा भंडारण के लिए सबसे लाभदायक अनुप्रयोग आवृत्ति विनियमन है। ग्वांगडोंग, शांक्सी और इनर मंगोलिया जैसे परिपक्व आवृत्ति विनियमन बाजारों वाले क्षेत्रों में, 50MW/100MWh आवृत्ति विनियमन ऊर्जा भंडारण परियोजना संभावित रूप से वार्षिक राजस्व में 40-50 मिलियन आरएमबी उत्पन्न कर सकती है। निवेश लगभग 300-350 मिलियन आरएमबी है, 6-7 वर्षों की स्थिर भुगतान अवधि के साथ। बैटरियों के अवशिष्ट मूल्य को ध्यान में रखते हुए, वास्तविक रिटर्न और भी अधिक है।

वाणिज्यिक और औद्योगिक ऊर्जा भंडारण वर्तमान में बहुत लोकप्रिय है, लेकिन सही स्थान चुनना महत्वपूर्ण है। 0.7 आरएमबी/किलोवाट से अधिक चरम मूल्य अंतर वाले क्षेत्रों में, जैसे कि ग्वांगडोंग, झेजियांग और जियांग्सू में, वाणिज्यिक और औद्योगिक ऊर्जा भंडारण व्यवहार्य है। एक उदाहरण के रूप में झेजियांग को लेते हुए, वाणिज्यिक और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए चरम मूल्य अंतर आम तौर पर 0.8{8}}0.9 आरएमबी है, और एक उपयुक्त लोड वक्र के साथ, भुगतान अवधि 5-6 साल तक पहुंच सकती है। हालाँकि, हेनान और शेडोंग जैसे छोटे शिखर-घाटी मूल्य अंतर वाले क्षेत्रों में, अर्थशास्त्र व्यवहार्य नहीं है।

नए ऊर्जा स्रोतों के लिए अनिवार्य ऊर्जा भंडारण आवंटन, स्पष्ट रूप से कहें तो, वर्तमान में नीति संचालित है, और इसकी आर्थिक व्यवहार्यता आम तौर पर कम है। 10%-20% के आवंटन अनुपात और 2 घंटे के उपयोग समय के साथ, वार्षिक उपयोग घंटे केवल तीन से चार सौ घंटे हो सकते हैं, जिससे लाभ कमाना मुश्किल हो जाता है। हालाँकि, यह ग्रिड कनेक्शन की सीमा है, और कोई अन्य रास्ता नहीं है।

चाइना केमिकल एंड फिजिकल पावर सोर्सेज इंडस्ट्री एसोसिएशन के डेटा से पता चलता है कि 2023 में, चीन में 20GW/40GWh से अधिक नई ऊर्जा भंडारण परियोजनाएं चालू की गईं, जिनमें से 80% से अधिक ने कंटेनरीकृत समाधान अपनाए। यह अनुपात ही बाजार की पसंद को दर्शाता है।

बड़े पैमाने पर ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं के लिए तरल शीतलन अब मानक अभ्यास है।

तरल शीतलन पर बहस काफी हद तक खत्म हो गई है। दो साल पहले, लोग इस बात पर बहस कर रहे थे कि एयर कूलिंग या लिक्विड कूलिंग बेहतर है या नहीं; अब, बहस व्यावहारिक रूप से समाप्त हो गई है। कारण सरल है: बैटरी सेल क्षमता बढ़ रही है (280Ah से 314Ah तक, और अब 560Ah बड़े पैमाने पर उत्पादन में है), ऊर्जा घनत्व बढ़ रहा है, और गर्मी उत्पादन बढ़ रहा है। एयर कूलिंग आसानी से कायम नहीं रह सकती।

तरल शीतलन के लाभ प्रत्यक्ष हैं:

बेशक, तरल शीतलन की अपनी कमियां भी हैं {{0}उच्च लागत, सिस्टम जटिलता और रिसाव का खतरा। हालाँकि, 3MWh या अधिक की बड़ी क्षमता वाले कंटेनरों के लिए, सभी बातों पर विचार करने पर, तरल शीतलन के लाभ लागत से अधिक होते हैं।

2024 में जारी CATL की तियानहेंग ऊर्जा भंडारण प्रणाली, उन्नत तरल शीतलन तकनीक का उपयोग करके एक 20-फुट कंटेनर में 6.25MWh प्राप्त करती है। तीन साल पहले यह ऊर्जा घनत्व अकल्पनीय था।

कंटेनरीकृत ऊर्जा भंडारण में कई रुझान

रुझान 1: बड़ी क्षमता की ओर रुझान जारी रहेगा।

20-फुट बैटरी के मामले 2MWh से बढ़कर 3.5MWh और फिर 5MWh हो गए हैं, और अग्रणी कंपनियां अब 6MWh+ उत्पादों पर जोर दे रही हैं। 40 फुट के मामले में 10MWh हासिल करना असंभव नहीं है।

रुझान 2: तकनीकी "इन्वोल्यूशन" कोशिकाओं से प्रणालियों में स्थानांतरित हो रहा है।

सेल खंड पहले से ही अत्यधिक समरूप है, जिसमें लिथियम आयरन फॉस्फेट बैटरी के केवल कुछ ही प्रमुख आपूर्तिकर्ता हैं। भविष्य में विभेदित प्रतियोगिता सिस्टम एकीकरण क्षमताओं {{1}थर्मल प्रबंधन, सुरक्षा डिजाइन, बुद्धिमान संचालन और रखरखाव, और पूर्ण जीवनचक्र लागत अनुकूलन पर अधिक ध्यान केंद्रित करेगी।

प्रवृत्ति 3: सोडियम बैटरियां बाजार में प्रवेश करेंगी, लेकिन मौजूदा ऑर्डर को बाधित नहीं करेंगी।

सोडियम{{0}आयन बैटरियां वास्तव में सस्ती होती हैं और इनका निम्न तापमान पर बेहतर प्रदर्शन होता है। हालाँकि, उनकी ऊर्जा घनत्व और चक्र जीवन वर्तमान में लिथियम आयरन फॉस्फेट से कम है। मेरा निर्णय यह है कि सोडियम बैटरियां कम ऊर्जा घनत्व आवश्यकताओं (जैसे कि उत्तरी क्षेत्रों में अधिकतम ऊर्जा भंडारण) के साथ संवेदनशील परिदृश्यों में लागत में एक निश्चित बाजार हिस्सेदारी हासिल करेंगी, लेकिन वे तीन से पांच वर्षों के भीतर लिथियम बैटरियों की प्रमुख स्थिति को नहीं हिलाएंगी।

प्रवृत्ति 4: संचालन और रखरखाव "मानव तरंग" दृष्टिकोण से बुद्धिमान प्रणालियों में स्थानांतरित हो जाएगा।

वर्तमान में, कई ऊर्जा भंडारण पावर स्टेशन अभी भी मैन्युअल निरीक्षण पर निर्भर हैं, जो अक्षम और महंगा है। भविष्य में, डिजिटल ट्विन्स, एआई डायग्नोस्टिक्स और भविष्य कहनेवाला रखरखाव के माध्यम से, संचालन और रखरखाव मॉडल में मूलभूत परिवर्तन आएगा। कुछ कंपनियाँ पहले से ही आशाजनक परिणामों के साथ इस क्षेत्र की खोज कर रही हैं।

कंटेनरीकृत ऊर्जा भंडारण मुख्यधारा क्यों बन रहा है?

मेरी समझ यह है कि यह अनिवार्य रूप से ऊर्जा भंडारण उद्योग को बदलने वाली "औद्योगिक मानसिकता" का प्रतिनिधित्व करता है।

जटिल सिस्टम इंजीनियरिंग को मानकीकृत उत्पादों में बदलना, साइट पर अनिश्चितताओं को नियंत्रणीय फैक्ट्री वातावरण में स्थानांतरित करना, और एक संपत्ति को मोबाइल, पुन: प्रयोज्य मॉड्यूल में बदलना, ये विचार वास्तव में अन्य विनिर्माण उद्योगों के विकास पैटर्न के अनुरूप हैं।

बेशक, कंटेनरीकृत समाधान सही नहीं हैं। अत्यंत बड़े पैमाने की परियोजनाओं (जैसे जीडब्ल्यूएच स्तर की परियोजनाएं) के अर्थशास्त्र को अभी भी अनुकूलन की आवश्यकता है, चरम वातावरण में अनुकूलनशीलता में सुधार की गुंजाइश है, और सुरक्षा प्रणालियों को निरंतर पुनरावृत्ति की आवश्यकता है।

लेकिन दिशा सही है. मैं इस बात को लेकर आश्वस्त होता जा रहा हूं।

अगली बार, अगर मुझे अवसर मिला, तो मैं ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं के विकास और संचालन में "नुकसान" के बारे में और अधिक लिखना चाहूंगा। आखिरकार, केवल फायदे देखना ही पर्याप्त नहीं है; यह जानना भी उतना ही महत्वपूर्ण है कि नुकसान से कैसे बचा जाए।