Câu hỏi 1: Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) là gì? Tại sao lại cần ESS?
Bản chất của ESS nằm ở việc giải quyết sự mất cân bằng giữa cung và cầu điện theo thời gian, lưu trữ điện khi dư thừa và giải phóng khi thiếu hụt. Do điện khó có thể lưu trữ trực tiếp trên quy mô lớn, công nghệ ESS lưu trữ điện bằng cách chuyển đổi điện thành các dạng năng lượng khác (như năng lượng hóa học, năng lượng thế, động lượng, v.v.) và hiệu quả chuyển đổi trở lại thành điện để giải phóng khi cần thiết. Quá trình “sạc - xả” này mang lại tính linh hoạt quan trọng cho hệ thống điện. Hệ thống này bao gồm bốn thành phần cốt lõi cùng hỗ trợ điều tiết linh hoạt cho hệ thống điện:
1. Pin lưu trữ năng lượng: “Kho báu” của năng lượng
Là kho chứa cốt lõi của ESS, bộ pin quyết định quy mô và hiệu quả lưu trữ năng lượng. Hiện nay, pin LFP chiếm ưu thế trên thị trường do tính an toàn cao và tuổi thọ chu kỳ dài. So với pin lithium, pin natri-ion có hiệu suất vượt trội hơn về khả năng chịu nhiệt độ cao và thấp cũng như tuổi thọ chu kỳ, nhưng mật độ năng lượng của chúng thấp hơn so với pin lithium. Hiện nay, pin natri-ion đang ở giai đoạn đầu phát triển.
2. Hệ thống chuyển đổi điện (PCS): “Người phiên dịch” của dòng điện
PCS cho phép chuyển đổi thời gian thực giữa dòng điện xoay chiều (AC) (lưới điện) và dòng điện một chiều (DC) (pin). Hiện nay, các thông số kỹ thuật chính áp dụng cho PCS trên thị trường là khoảng 5MWh. Thế hệ mới của bộ chuyển đổi tạo lưới có khả năng “tạo lưới điện chủ động”, có thể thay thế nhiệt điện truyền thống để ổn định tần số lưới điện, đóng vai trò là “neo” của hệ thống điện.
3. Hệ thống quản lý pin (BMS): “Người quản lý sức khỏe” của pin
Nó giám sát trạng thái điện áp và nhiệt độ của hàng chục nghìn tế bào pin 24/7 và dự đoán sự cố thông qua các thuật toán AI. Khi một tế bào pin “quá nóng” (trải qua nhiệt độ bất thường), BMS ngay lập tức cách ly rủi ro để ngăn chặn phản ứng dây chuyền - giống như việc lắp đặt một hệ thống phòng cháy chữa cháy thông minh cho một ngân hàng năng lượng.
4. Hệ thống Quản lý Năng lượng (EMS): "Bộ não" của Hệ thống Lưu trữ Năng lượng (ESS)
Hệ thống này tự động quyết định thời điểm lưu trữ và phóng điện dựa trên biến động giá điện trên thị trường điện.
Biểu đồ 1: Chuỗi ngành của ESS
Câu hỏi 2: Tầm quan trọng của ESS là gì?
Phía cầu của ESS chủ yếu bao gồm ba khía cạnh: phía phát điện, phía lưới điện và phía người dùng.
1. Phía phát điện
Hiện nay, ESS ở phía phát điện chủ yếu được sử dụng để nâng cao khả năng đáp ứng điều chỉnh tần số của các nhà máy nhiệt điện và hiệu quả sử dụng năng lượng phát điện từ các nguồn năng lượng mới. Trong lĩnh vực nhiệt điện truyền thống, ESS (đặc biệt là pin công suất) được sử dụng như một công cụ quan trọng để điều chỉnh tần số phụ trợ. Bằng cách lắp đặt ESS ở các khu vực có nguồn điện chủ yếu từ than, như Sơn Tây và Nội Mông, nơi mà tính linh hoạt cung cấp điện không đủ, tốc độ và độ chính xác của các tổ máy phát điện trong việc đáp ứng các chỉ thị điều chỉnh tần số của lưới điện có thể được cải thiện đáng kể. Trong lĩnh vực năng lượng mới (gió, quang điện), vai trò của ESS là rất quan trọng. Tính ngẫu nhiên, biến động và gián đoạn vốn có của phát điện từ các nguồn năng lượng mới làm tăng đáng kể độ khó của việc cân bằng hệ thống sau khi tích hợp với tỷ lệ cao vào lưới điện. Hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) có hiệu quả làm mịn đường cong sản lượng điện và giảm "cắt giảm sản lượng điện gió và quang điện" bằng cách theo dõi kế hoạch phát điện trong thời gian thực: phóng điện để bổ sung điện trong thời gian sản lượng điện từ các nguồn năng lượng mới thấp và sạc để hấp thụ điện trong thời gian sản lượng điện cao. Điều này nâng cao mức độ tiêu thụ và hiệu quả sử dụng năng lượng mới.
2. Phía lưới điện
ESS phía lưới điện phục vụ trực tiếp cho hoạt động an toàn, ổn định và hiệu quả của hệ thống điện. Các chức năng cốt lõi của nó bao gồm cung cấp các dịch vụ phụ trợ điện quan trọng như cắt giảm đỉnh, lấp đầy thung lũng, dự trữ và khởi động đen, cũng như trì hoãn hoặc thay thế các khoản đầu tư tốn kém vào nâng cấp cơ sở hạ tầng truyền tải và phân phối (tức là ESS loại thay thế). Vậy, cắt giảm đỉnh và lấp đầy thung lũng là gì? "Đỉnh" đại diện cho thời kỳ tiêu thụ điện cao điểm, thường xảy ra vào giờ làm việc ban ngày. Khi đường cong tải leo lên vào vùng đỉnh màu đỏ, các máy phát điện, máy biến áp và đường dây truyền tải điện đều tiến gần đến giới hạn vật lý của chúng. Điều này tương tự như tình trạng tắc nghẽn đường cao tốc vào các ngày lễ, khi thiết bị điện liên tục bị quá tải. Ngược lại, “thung lũng” đại diện cho thời kỳ tiêu thụ điện thấp, thường là vào ban đêm, khi mà lãng phí năng lượng xảy ra. Nói một cách đơn giản, cắt đỉnh và lấp đáy điều chỉnh đường cong tải biến động thành một đường cong tải phẳng hơn bằng cách xả điện trong thời kỳ cao điểm và sạc điện trong thời kỳ thấp điểm thông qua hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS).
Biểu đồ 2: Đường cong tải điển hình vào các ngày thường tại Thượng Hải
Biểu đồ 3: Đường cong tải lý tưởng
Nguồn dữ liệu: Trang web Chính phủ Trung Quốc, biên soạn bởi SMM
So với phía sản xuất điện, mô hình kinh doanh cho ESS phía lưới điện đã dần trở nên rõ ràng hơn, hình thành nhiều nguồn thu nhập: phí thuê công suất từ các nhà máy điện năng lượng mới, bồi thường công suất do chính phủ cung cấp, doanh thu từ việc tham gia thị trường dịch vụ phụ trợ điện (như cắt đỉnh và điều chỉnh tần số) và cơ hội chênh lệch giá trong thị trường điện giao ngay.
Biểu đồ 4: Con đường chức năng của ESS phía lưới điện
3. Phía người dùng
ESS phía người dùng được đặt tại đầu cuối tiêu thụ điện. Động lực cốt lõi của nó nằm ở việc đạt được lợi ích kinh tế thông qua chênh lệch giá điện (chênh lệch giá điện cao điểm - thấp điểm), được bổ sung bởi doanh thu bổ sung từ việc cung cấp dịch vụ phụ trợ như đáp ứng nhu cầu cho lưới điện. Người dùng rất nhạy cảm với lợi nhuận đầu tư và mức độ thị trường hóa cao. Sự ổn định doanh thu là một ràng buộc quan trọng đối với sự phát triển của nó. Nó chủ yếu được chia thành hai loại:
ESS công nghiệp và thương mại: Chủ yếu phục vụ các nhà máy, trung tâm mua sắm, khu công nghiệp, v.v. Ưu điểm của nó bao gồm các kịch bản ứng dụng đa dạng (như kết hợp với điện mặt trời và quản lý nhu cầu), tỷ lệ sử dụng hệ thống cao và tính toán rõ ràng thời gian hoàn vốn đầu tư thông qua chênh lệch giá điện cao điểm - thấp điểm. Nó đã phát triển nhanh chóng ở các khu vực có chênh lệch giá điện cao điểm - thấp điểm lớn và giá điện công nghiệp và thương mại cao, như Chiết Giang, Giang Tô và Quảng Đông, trở thành khu vực ứng dụng ESS có định hướng thị trường và rõ ràng về mặt thương mại nhất. Ngoài ra, một số ngành công nghiệp, chẳng hạn như trung tâm dữ liệu và trạm gốc 5G, có yêu cầu cực kỳ cao về sự ổn định của điện năng. Do đó, nhu cầu về hệ thống lưu trữ năng lượng của họ sẽ tăng lên sớm nhất.
Hệ thống lưu trữ năng lượng gia đình: Thường được tích hợp với hệ thống điện mặt trời gia đình, mục tiêu là đạt được "tự tiêu thụ và lưu trữ điện dư thừa" cho điện gia đình. Giá trị của nó nằm ở việc giảm chi phí điện gia đình, nâng cao tỷ lệ tự cung tự cấp năng lượng và tăng cường an toàn sử dụng điện, đồng thời cũng mang lại những lợi ích như làm mịn biến động tải cho lưới điện. Tuy nhiên, sự phát triển của nó ở Trung Quốc đang phải đối mặt với những nút thắt đáng kể: Giá điện dân dụng chủ yếu áp dụng giá điện theo bậc thang hơn là giá điện theo giờ, thiếu các cơ chế hỗ trợ về giá điện giờ cao điểm-giờ thấp điểm, giá điện lưu trữ và các chính sách bồi thường, khiến việc giảm thiểu chi phí trở nên khó khăn. Đồng thời, khoản đầu tư ban đầu cao (cho các thiết bị như tấm pin mặt trời, pin ESS và bộ biến tần) cũng hạn chế ý định lắp đặt của các hộ gia đình thông thường.
Câu hỏi 3: Lưu trữ năng lượng được thực hiện như thế nào?
Là một phương tiện quan trọng để cân bằng cung và cầu điện và nâng cao khả năng phục hồi của lưới điện, các công nghệ lưu trữ năng lượng đã phát triển dưới nhiều hình thức khác nhau. Lưu trữ nước bơm tích năng hiện là công nghệ trưởng thành nhất, tối ưu về mặt kinh tế và phù hợp nhất để phát triển quy mô lớn trong số các nguồn điều tiết điện xanh, carbon thấp, sạch và linh hoạt cho các hệ thống điện. Nó sử dụng điện dư thừa để bơm nước lên cao và tạo ra điện bằng cách thả nước xuống khi thiếu điện. Công nghệ này đã trưởng thành nhưng bị hạn chế đáng kể bởi điều kiện địa lý.
Với việc kết nối lưới điện quy mô lớn của năng lượng tái tạo và sự gia tăng nhu cầu về tính linh hoạt của hệ thống điện, lưu trữ năng lượng mới, đại diện bởi lưu trữ năng lượng điện hóa, đã trải qua sự tăng trưởng bùng nổ. Trong số đó, lưu trữ năng lượng pin lithium-ion đã trở thành trụ cột tuyệt đối trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng mới hiện nay do các ưu điểm về mật độ năng lượng cao, tốc độ phản ứng nhanh và triển khai linh hoạt.
Pin là đơn vị năng lượng nhỏ nhất trong hệ thống lưu trữ năng lượng lithium-ion và hiệu suất của nó trực tiếp quyết định hiệu quả, tuổi thọ và an toàn của toàn bộ hệ thống. Hiện nay, hệ thống vật liệu chính được sử dụng là lithium iron phosphate (LFP), hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn và kinh tế trong các kịch bản lưu trữ năng lượng do tính ổn định nhiệt cao, tuổi thọ chu kỳ dài và chi phí tương đối thấp.
Theo dữ liệu đánh giá của SMM, lượng xuất xưởng pin ESS toàn cầu đạt 334 GWh vào năm 2024, trong đó lượng xuất xưởng pin ESS LFP đạt 317 GWh. Năm 2025, nhu cầu lưu trữ năng lượng toàn cầu tiếp tục tăng. Từ góc độ cung ứng, xét đến các yếu tố an toàn và công nghệ, sản xuất và tiêu thụ pin ESS toàn cầu vẫn do Trung Quốc thống trị. Hiện nay, những người tham gia thị trường chính bao gồm các doanh nghiệp như CATL, EVE, Hithium, BYD, REPT BATTERO và Gotion High-tech.
Pin dung lượng lớn đã trở thành động lực cốt lõi thúc đẩy nâng cấp ngành công nghiệp. Năm 2024, việc triển khai quy mô lớn pin 300Ah+ đánh dấu sự tăng tốc trong quá trình đổi mới công nghệ. Trong đó, pin 314Ah, với lợi thế cốt lõi là tăng 12% dung lượng (so với 280Ah) và đột phá mật độ năng lượng đơn tủ vượt 5 MWh, đã đơn giản hóa thành công quy trình tích hợp và giảm chi phí thiết bị và nhân công, nâng cao đáng kể hiệu quả kinh tế của các thiết bị đầu cuối lưu trữ năng lượng. Đến quý I năm 2025, tỷ lệ thâm nhập thị trường toàn cầu của pin 314Ah đã vượt 65%, hoàn toàn thay thế pin 280Ah trở thành dòng sản phẩm chủ đạo tuyệt đối trên thị trường.
Cạnh tranh đối với pin có dung lượng lớn hơn đã tăng cường, hình thành mô hình song song của ba con đường công nghệ:
Nhóm 392Ah, đại diện bởi CALB (trước đây là China Aviation Lithium Battery) và REPT BATTERO, tương thích với các dây chuyền sản xuất hiện có để đạt được sản xuất hàng loạt nhanh chóng, thích ứng với các hệ thống 6,25MWh và cân bằng cả kinh tế và khả năng tương thích;
Nhóm 500+Ah do CATL dẫn đầu, với pin 587Ah có mật độ năng lượng 435Wh/L, tuổi thọ 25 năm và cải thiện 20% độ ổn định nhiệt. Nó giảm 15% chi phí hệ thống bằng cách giảm 40% số lượng linh kiện;
Nhóm 600+Ah được minh họa bằng pin xếp lớp 684Ah của Sungrow (tích hợp hệ thống), kết hợp với công nghệ quản lý nhiệt sáng tạo để giải quyết các thách thức an toàn do mật độ năng lượng cao gây ra.
Mặc dù việc tăng dung lượng pin làm giảm độ phức tạp kết nối và chi phí đất, nhưng nó cũng làm nổi bật các vấn đề như khó khăn trong tản nhiệt, tỷ lệ lỗi sản xuất tăng và các vấn đề tương thích hệ thống. Các doanh nghiệp hàng đầu đang phá vỡ nút thắt an toàn thông qua các đổi mới về vật liệu và cấu trúc. Trọng tâm cạnh tranh trong tương lai sẽ chuyển từ tham số công suất đơn lẻ sang giá trị toàn chu kỳ sống: an toàn đã trở thành sự đồng thuận cơ bản, với các hệ thống bảo vệ đa cấp được hình thành từ điện giải rắn, giám sát thông minh và thiết kế chống cháy; tính kinh tế đòi hỏi phải cân bằng giữa tăng công suất và chi phí bình quân của lưu trữ (LCOS). Các công nghệ có độ phụ thuộc tài nguyên thấp, như pin natri-ion và LMFP (lithium manganese iron phosphate - lithium manganese sắt photphat), đang đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa để hỗ trợ nhu cầu lưu trữ năng lượng lâu dài (LDES).
Bộ phận Nghiên cứu Công nghiệp Năng lượng Mới SMM
Vương Tùng 021-51666838
Mã Thụy 021-51595780
Phùng Địch Thăng 021-51666714
Lữ Nghiêm Lâm 021-20707875
Châu Chí Thành 021-51666711
Trương Hạo Hàm 021-51666752
Vương Tử Hàm 021-51666914
Vương Kiệt 021-51595902
Từ Dương 021-51666760
Trần Bác Lâm 021-51666836
Dương Lạc 021-51595898
Lý Y Thạch 021-51666730
![[Phân tích SMM] Giá lithium vượt mốc 200.000 NDT/tấn, truyền dẫn giá lưu trữ năng lượng bước vào giai đoạn quan sát](https://imgqn.smm.cn/usercenter/cTxNb20251217171727.jpg)
