อนาคตของแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานในครัวเรือน: จากพลังงานสำรองไปจนถึงแกนกลางของการปฏิวัติพลังงาน

เมื่อเทียบกับฉากหลังของการเปลี่ยนแปลงพลังงานระดับโลกและการรับรู้ด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานในครัวเรือนได้รับการพัฒนาจากแหล่งพลังงานสำรองแบบดั้งเดิมไปสู่กองกำลังสำคัญที่ขับเคลื่อนการปฏิวัติพลังงาน การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่เพียง แต่มาจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการสนับสนุนนโยบาย แต่ยังมาจากการเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้งในภูมิทัศน์พลังงานโลก

I. นวัตกรรมทางเทคโนโลยีผลักดันความนิยมของแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานในครัวเรือน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงอายุการใช้งานที่ยาวนานและต้นทุนต่ำได้กลายเป็นกระแสหลักในตลาดการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน ในปี 2024 การจัดส่งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วโลกเกิน 1.3 เทราวัตต์ชั่วโมงโดยเพิ่มขึ้นอย่างมากในสัดส่วนของการใช้งานการจัดเก็บพลังงาน บริษัท จีนอย่าง CATL และ BYD ได้ลดต้นทุนอย่างต่อเนื่องผ่านการทำซ้ำทางเทคโนโลยี ตัวอย่างเช่นรายได้จากระบบแบตเตอรี่การจัดเก็บพลังงานของ CATL ถึง 59.9 พันล้านหยวนในปี 2566 โดยมีการจัดอันดับส่วนแบ่งการตลาดเป็นครั้งแรกทั่วโลกเป็นเวลาสามปีติดต่อกัน

เทคโนโลยียุคต่อไปเช่นแบตเตอรี่โซลิดสเตตกำลังผ่านคอขวดที่มีอยู่ ทีมงานจากสถาบันฟิสิกส์สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งจีนได้พัฒนาแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานแบบโซลิดสเตตที่ใช้เทคโนโลยีการก่อสร้างระบบแบตเตอรี่ในระยะยาวและเทคโนโลยีโมดูลแบตเตอรี่ "หายใจ" ยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่หลายครั้งของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบดั้งเดิม แบตเตอรี่โซลิดสเตตที่ปลอดภัยเหล่านี้ใช้งานแล้วในยานพาหนะไฟฟ้าและสถานีพลังงานที่เก็บพลังงานเสนอโซลูชั่นที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน

แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่มีทรัพยากรมากมายและต้นทุนต่ำทำหน้าที่เป็นอาหารเสริมที่สำคัญสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในเดือนพฤษภาคม 2567 สถานีจัดเก็บพลังงาน Fulin ใน Guangxi ได้รับหน้าที่ทำเครื่องหมายการดำเนินงานอย่างเป็นทางการของสถานีจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่โซเดียม-ไอออน 10 MWh ของจีน ช่วงอุณหภูมิที่กว้างของระดับ -40 ถึง 80 องศาทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับความต้องการการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนในพื้นที่ห่างไกลหรือภูมิอากาศที่รุนแรง

ii. นโยบายและตลาดที่ผลักดันการระเบิดของการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน

รัฐบาลทั่วโลกกำลังเร่งการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนผ่านการอุดหนุนและสิ่งจูงใจภาษี รัฐบาลออสเตรเลียให้เงินอุดหนุนโดยตรงสำหรับโครงการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนลดต้นทุนการลงทุนเริ่มต้นอย่างมีนัยสำคัญ "ข้อตกลงสีเขียว" ของสหภาพยุโรปได้รวมการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนไว้ในระบบแรงจูงใจพลังงานหมุนเวียนซึ่งเป็นแรงผลักดันให้ยุโรปเข้าสู่ตลาดที่ใหญ่ที่สุดในโลก ในปี 2022 กำลังการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนที่ติดตั้งใหม่ของยุโรปถึง 5.68 GWH คิดเป็น 36.4% ของตลาดโลก

การเติบโตของความต้องการตลาดที่มีความต้องการตรวจสอบประสิทธิภาพของนโยบายเหล่านี้ ในปี 2566 ยอดขายระบบจัดเก็บพลังงานของครัวเรือนทั่วโลกถึง 8.738 พันล้านเหรียญสหรัฐโดยมีการติดตั้งใหม่ 24,907 MWh ตลาดคาดว่าจะเกินกว่า 50 พันล้านเหรียญสหรัฐภายในปี 2568 การเติบโตนี้ไม่เพียง แต่ขับเคลื่อนด้วยความต้องการประหยัดพลังงาน แต่ยังเชื่อมโยงกับความผันผวนของราคาพลังงานอย่างใกล้ชิด ในภูมิภาคที่มีการกำหนดราคาไฟฟ้าเวลาใช้งานระบบจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนใช้กลยุทธ์ "การโกนหนวดสูงสุดและการเติมหุบเขา" เพื่อช่วยให้ผู้ใช้ประหยัดค่าไฟฟ้า

รูปแบบโลกาภิวัตน์ของ บริษัท จีนช่วยเร่งการแทรกซึมของตลาด ในช่วงครึ่งแรกของปี 2021 รายได้ของ Pylon Technologies 84.5% มาจากตลาดต่างประเทศ BYD และ ATL ได้จับตลาดยุโรปและอเมริกาอย่างรวดเร็วผ่านการส่งออกเทคโนโลยีและการผลิตที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น ข้อได้เปรียบสองประการของ "เทคโนโลยี + การผลิต" ได้ขยายส่วนแบ่งการตลาดของ บริษัท จีนในภาคการจัดเก็บพลังงานครัวเรือนทั่วโลก

iii. สถานการณ์แอปพลิเคชันที่หลากหลายสำหรับการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน

ระบบจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนได้พัฒนาจากอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลเดี่ยวไปสู่ศูนย์กลางหลักของการจัดการพลังงานในครัวเรือน ในโหมด "การบริโภคตนเอง" ระบบการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมมือกับแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานเพื่อเก็บกระแสไฟฟ้าส่วนเกินที่เกิดขึ้นในระหว่างวันสำหรับใช้ในเวลากลางคืนหรือในวันที่มีเมฆมาก แบบจำลองนี้ช่วยเพิ่มความพอเพียงอย่างมีนัยสำคัญของพลังงานแม้จะบรรลุเป้าหมาย "ครัวเรือนที่เป็นศูนย์คาร์บอน" ในบางภูมิภาค

ฟังก์ชั่น "การโกนหนวดสูงสุดและการเติมหุบเขา" ช่วยลดค่าไฟฟ้าในครัวเรือนโดยตรง ตัวอย่างเช่นในเท็กซัสสหรัฐอเมริกาผ่านระบบการจัดการอัจฉริยะระบบจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนจะมีค่าใช้จ่ายในช่วงระยะเวลาที่มีราคาต่ำและจำหน่ายในช่วงระยะเวลาสูงสุดประหยัดได้มากกว่า 20% ในค่าไฟฟ้าประจำปี ข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจนี้เด่นชัดโดยเฉพาะในภูมิภาคที่มีราคาไฟฟ้าผันผวน

ในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงานสำรองระบบจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนแสดงให้เห็นถึงคุณค่าที่เป็นเอกลักษณ์ในพื้นที่ที่มีกริดพลังงานที่ไม่เสถียร ในพื้นที่ห่างไกลเช่นทะเลทรายและหมู่เกาะระบบจัดเก็บพลังงานรวมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลรูปแบบ "โหมดการจัดเก็บไฟฟ้าไฮบริด-ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์" โมเดลนี้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในชุมชนนอกกริดในแอฟริกาและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

iv. ผลเสริมฤทธิ์กันของการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนและโรงไฟฟ้าเสมือนจริง

มูลค่าของระบบจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนนั้นขยายจากอุปกรณ์ไปสู่ระดับเครือข่ายพลังงาน ผ่านแพลตฟอร์ม Virtual Power Plant (VPP) ทรัพยากรการจัดเก็บพลังงานแบบกระจายจะถูกรวมเข้ากับโรงไฟฟ้าเสมือนจริงที่ส่งได้เข้าร่วมในการโกนหนวดสูงสุดการควบคุมความถี่และบริการเสริมอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นผู้ใช้ Tesla Powerwall จะได้รับรายได้เพิ่มเติมโดยการจัดหาไฟฟ้าให้กับกริดในช่วงระยะเวลาโหลดสูงสุดผ่านโครงการ VPP

โมเดลนี้ประสบความสำเร็จอย่างน่าทึ่งในรัฐเซาท์ออสเตรเลีย โดยการรวม 50, 000 ระบบการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนภูมิภาคได้ก่อตัวเป็นโรงไฟฟ้าเสมือนจริง 100 MW ได้อย่างมีประสิทธิภาพบรรเทาแรงดันโหลดกริดได้อย่างมีประสิทธิภาพ การรวมกันของ "การจัดเก็บพลังงานแบบกระจาย + VPP" นี้กำลังปรับเปลี่ยนตรรกะการดำเนินงานของระบบพลังงานแบบดั้งเดิม

V. การทำงานร่วมกันของโซ่อุตสาหกรรมและการปรับปรุงระบบมาตรฐาน

การเติบโตอย่างระเบิดของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนได้ผลักดันการทำงานร่วมกันอย่างลึกซึ้งในห่วงโซ่อุตสาหกรรมต้นน้ำและปลายน้ำ ซัพพลายเออร์วัตถุดิบต้นน้ำลดต้นทุนแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่องผ่านการอัพเกรดทางเทคโนโลยีในขณะที่ผู้รวมระบบกลางกระแสมุ่งเน้นไปที่การวิจัยและพัฒนาระบบการจัดการอัจฉริยะเพื่อเพิ่มประสบการณ์ผู้ใช้ ตัวอย่างเช่นระบบจัดเก็บพลังงาน DC ในครัวเรือน 15 kWh ของ Jeton Technology มีอายุการใช้งานยาวนานเป็นพิเศษความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นการตรวจสอบอัจฉริยะและการขยายตัวที่ยืดหยุ่นผ่านการออกแบบแบบแยกส่วน

การปรับปรุงระบบมาตรฐานให้การรับประกันสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรม International Electrotechnical Commission (IEC) ได้ออกมาตรฐานความปลอดภัยหลายอย่างสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานครอบคลุมประสิทธิภาพของแบตเตอรี่การจัดการการชาร์จ\/การปล่อยความสามารถในการปรับตัวด้านสิ่งแวดล้อมและมิติอื่น ๆ มาตรฐานเหล่านี้ไม่เพียง แต่รับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ แต่ยังส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานทั่วโลก

VI. แนวโน้มในอนาคต: จากเทอร์มินัลพลังงานไปจนถึงโหนดพลังงาน

เมื่อมองไปข้างหน้าแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานในครัวเรือนจะเปลี่ยนบทบาทของครัวเรือนในเครือข่ายพลังงาน ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอาคาร "เซลล์แสงอาทิตย์-พลังงาน-ความยืดหยุ่น" ความยืดหยุ่นในปัจจุบัน "ครัวเรือนจะกลายเป็นโหนดคอมโพสิตสำหรับการผลิตพลังงานการบริโภคและการจัดเก็บ การรวมระบบการจัดเก็บพลังงานอย่างลึกซึ้งกับบ้านอัจฉริยะและยานพาหนะไฟฟ้าจะสร้างระบบนิเวศพลังงานแบบบูรณาการ

ในระดับเทคโนโลยีการพัฒนาในเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานยุคต่อไปเช่นแบตเตอรี่โซลิดสเตตและแบตเตอรี่โซเดียมไอออนจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน คาดว่าโดย 2 0 30 ความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานในครัวเรือนจะเกิน 400 wh\/kg โดยมีอายุการใช้งานรอบเกิน 10, 000 ครั้ง ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีนี้จะผลักดันค่าใช้จ่ายในการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนต่ำกว่า 0.1 หยวน\/เวทีการปฏิวัติรูปแบบการใช้พลังงาน

ในระดับตลาดการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือนจะเป็น "Troika" ด้วยโซลาร์เซลล์แบบกระจายและยานพาหนะไฟฟ้าร่วมกันขับเคลื่อนการปฏิวัติพลังงาน จากการคาดการณ์ในปี 2573 ความสามารถในการจัดเก็บพลังงานที่ติดตั้งสะสมของครัวเรือนทั่วโลกจะสูงถึง 748.9 GWh โดยมีขนาดตลาดเกินกว่าหนึ่งล้านล้านเหรียญสหรัฐ การเติบโตนี้ไม่เพียง แต่มาจากความต้องการของครัวเรือน แต่ยังเชื่อมโยงกับความสำเร็จของเป้าหมายความเป็นกลางคาร์บอนทั่วโลกอย่างใกล้ชิด

อนาคตของแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานในครัวเรือนเป็นผลมาจากนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและความต้องการของตลาด จาก 1. 0 ERA เป็นแหล่งพลังงานสำรองไปจนถึง 2. 0 ERA ที่เข้าร่วมในการจัดการพลังงานและจากนั้นไปที่ 3. 0 ERA กลายเป็นโหนดเครือข่ายพลังงานการจัดเก็บพลังงานในครัวเรือน การเปลี่ยนแปลงนี้จะไม่เพียง แต่เปลี่ยนวิธีที่แต่ละครัวเรือนใช้ไฟฟ้า แต่ยังให้การสนับสนุนที่สำคัญสำหรับการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั่วโลก