SMM, ngày 28 tháng 2,
Được thúc đẩy bởi quá trình chuyển đổi năng lượng sạch toàn cầu, ngành công nghiệp lưu trữ năng lượng đang đạt được tăng trưởng ổn định. Giá trị cốt lõi của nó nằm ở khả năng giảm thiểu hiệu quả tính chất gián đoạn và biến động vốn có của các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió và mặt trời, cung cấp sự đảm bảo quan trọng cho sản lượng điện sạch ổn định. Xu hướng phát triển này sẽ thúc đẩy bền vững nhu cầu về các kim loại then chốt trên toàn bộ chuỗi cung ứng lưu trữ năng lượng. Là một trong những vật liệu cốt lõi, ứng dụng của nhôm trong các hệ thống lưu trữ năng lượng chủ yếu tập trung vào tấm, dải, lá và ép đùn nhôm.
I. Quy mô tiêu thụ nhôm trong Hệ thống Lưu trữ Năng lượng (ESS)
Theo tính toán của SMM, mỗi hệ thống lưu trữ năng lượng 1GWh tiêu thụ khoảng 1.780 tấn nhôm, trong đó nhôm ép đùn chiếm khoảng 44%, tấm và dải nhôm chiếm khoảng 39%, và lá nhôm chiếm khoảng 18%.
Xét từ góc độ động lực tăng trưởng ngành, sản xuất pin lưu trữ toàn cầu đang bước vào giai đoạn tăng trưởng nhanh: Theo ước tính của SMM, nhu cầu pin lưu trữ toàn cầu vào năm 2025 sẽ vào khoảng 559 GWh và dự kiến đạt 779 GWh vào năm 2026, tăng 39% so với cùng kỳ; ngay cả khi quy mô nền mở rộng, nhu cầu hàng năm từ 2027 đến 2030 vẫn sẽ duy trì tốc độ tăng trưởng trên 20%.
Về nhu cầu nhôm, các doanh nghiệp Trung Quốc thống trị thị trường lưu trữ năng lượng, thúc đẩy mức tiêu thụ nhôm trong nước gia tăng. Nghiên cứu của SMM chỉ ra rằng lượng xuất xưởng tủ pin lưu trữ năng lượng của Trung Quốc sẽ đạt khoảng 400GWh vào năm 2025, chiếm hơn 80% thị phần toàn cầu. Dựa trên tính toán của SMM về mức tiêu thụ 1.780 tấn nhôm trên mỗi GWh cho hệ thống lưu trữ năng lượng và lượng xuất xưởng tủ pin toàn cầu, nhu cầu nhôm toàn cầu cho hệ thống lưu trữ năng lượng vào năm 2025 sẽ đạt 850.000 tấn, trong đó Trung Quốc tiêu thụ khoảng 710.000 tấn. Nhu cầu nhôm trong nước cho lưu trữ năng lượng dự kiến sẽ tăng thêm 280.000 tấn vào năm 2026. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng với sự lặp lại liên tục của công nghệ pin lớn, mức tiêu thụ đơn vị của các cấu kiện kết cấu bằng nhôm trong hệ thống lưu trữ năng lượng có khả năng được giảm bớt. Về lâu dài, vẫn còn tiềm năng để tối ưu hóa mức tiêu thụ nhôm trên mỗi đơn vị.
II. Tính toán Vật liệu Nhôm Định hình trên Mỗi Đơn vị ESS
Do sự khác biệt trong thiết kế giữa các sản phẩm lưu trữ năng lượng, phần này tách biệt tính toán mức tiêu thụ nhôm cho pin lưu trữ năng lượng với các thành phần hệ thống khác.
1. Các ứng dụng cốt lõi của vật liệu nhôm trong hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS)
Vật liệu nhôm, với những ưu điểm như nhẹ, chống ăn mòn và khả năng gia tuyệt vời, đã được tích hợp sâu vào các thành phần cốt lõi của ESS, với các ứng dụng chính tập trung vào ba lĩnh vực chính:
Pin lưu trữ năng lượng Thành phần: Chủ yếu được sử dụng cho lá nhôm pin, vỏ nhôm và các tab.
Thành phần gói pin: Chủ yếu được sử dụng cho khay pin, tấm làm mát bằng chất lỏng, tấm cuối pin và vỏ pin, v.v.
Thành phần hệ thống lưu trữ năng lượng : Các ứng dụng chính bao gồm vỏ hệ thống lưu trữ năng lượng, bộ tản nhiệt, v.v.
2. Mức tiêu thụ nhôm trong pin lưu trữ năng lượng
Việc sử dụng nhôm trong pin lưu trữ năng lượng chủ yếu liên quan đến lá nhôm pin, vỏ nhôm và các tab. Hiện tại, mức tiêu thụ nhôm trên mỗi pin là khoảng 615 tấn/GWh, với lá nhôm chiếm 300-330 tấn/GWh.
3. Mức tiêu thụ nhôm trong ESS
Do sự khác biệt trong phương pháp tiếp cận kỹ thuật và kịch bản ứng dụng, các nhà sản xuất khác nhau sử dụng các giải pháp thiết kế khác nhau cho hệ thống lưu trữ năng lượng. Khi tính toán mức tiêu thụ nhôm, chúng tôi sử dụng các giá trị trung bình của ngành:
-
Trong các dự án lưu trữ năng lượng công nghiệp, thương mại và dân dụng, mỗi giá trung bình được cấu hình với 4,5 gói pin.
-
Trong các dự án lưu trữ năng lượng phía lưới điện, mỗi giá trung bình có 8 gói pin, với mỗi hệ thống chứa trung bình 12 giá.
Các thành phần nhôm của gói pin bao gồm khay, tấm làm mát bằng chất lỏng, thân hộp và tấm cuối. Cấu trúc của khay pin tương tự như khay pin của xe điện mới, nhưng quy cách sản phẩm nhỏ hơn và thiết kế mặt cắt đơn giản hơn. SMM tính toán mức tiêu thụ nhôm của một gói pin dựa trên dữ liệu trọng lượng trung bình của các thành phần do các doanh nghiệp sản xuất nhôm chủ lực cung cấp.
Ngoài ra, thiết bị cốt lõi của hệ thống lưu trữ năng lượng, hệ thống chuyển đổi nguồn (PCS), và bộ tản nhiệt đi kèm cũng cần tiêu thụ vật liệu nhôm. Mặc dù có tồn tại vỏ nhôm cho ESS, nghiên cứu thị trường chỉ ra rằng vỏ thép hiện đang chiếm ưu thế trên thị trường, với vỏ nhôm chiếm chưa đến 20% thị phần. Trọng lượng mỗi đơn vị dao động từ vài trăm kilôgam đến 2 tấn.
Dựa trên tính toán tham số nêu trên: mức tiêu thụ nhôm tổng hợp của hệ thống lưu trữ năng lượng công nghiệp, thương mại và dân dụng là 2030 tấn/GWh, trong khi đối với hệ thống lưu trữ năng lượng phía lưới điện là 1.720 tấn/GWh. Được tính theo tỷ trọng vận chuyển của các loại hệ thống lưu trữ năng lượng khác nhau, mức tiêu thụ nhôm tổng hợp cuối cùng cho hệ thống lưu trữ năng lượng được tính là 1.780 tấn/GWh.
4. Cơ cấu tiêu thụ vật liệu nhôm trong hệ thống lưu trữ năng lượng
Xét từ góc độ quy trình sản xuất, phương pháp chế tạo cho các thành phần lõi như vỏ nhôm và tấm làm mát chất lỏng bao gồm nhiều phương thức như dập tấm kim loại, gia công profile và đúc. Phần này phân tích cơ cấu tiêu thụ các loại vật liệu nhôm trong hệ thống lưu trữ năng lượng dựa trên tỷ lệ ứng dụng quy trình chủ đạo: nhôm ép đùn chiếm khoảng 44%, nhôm tấm và cuộn chiếm khoảng 39%, và nhôm lá chiếm khoảng 18%.
