Tamanho do mercado de baterias em escala de grade, participação e análise da indústria, por química da bateria (chumbo-ácido, à base de sódio, fluxo redox, íon de lítio e outros), por propriedade (propriedade de terceiros, propriedade de serviços públicos), por aplicação ( Energias Renováveis, Mudança de Pico, Serviços Auxiliares, Energia de Reserva e Outros) e Previsões Regionais, 2024-2032

O tamanho do mercado global de baterias em escala de rede foi avaliado em US$ 10,07 bilhões em 2023 e deve crescer de US$ 12,78 bilhões em 2024 para US$ 48,71 bilhões até 2032, exibindo um CAGR de 18,20% durante o período de previsão. A América do Norte dominou o mercado global de baterias em escala de rede com uma participação de 54,12% em 2023. O mercado de baterias em escala de rede na Arábia Saudita deverá crescer significativamente, atingindo um valor estimado de US$ 19,14 bilhões até 2032, impulsionado pelo aumento necessidade de tecnologias de baterias econômicas em escala de rede.

Bateria em escala de rede é uma tecnologia que permite que operadores de rede e concessionárias reservem energia para utilização posterior. Um sistema de armazenamento de energia de bateria (BESS) é um dispositivo eletroquímico que carrega (ou coleta) energia da usina ou rede. Depois, descarrega essa energia para fornecer eletricidade ou outros serviços de rede quando necessário. A tendência crescente das energias renováveis ​​está impulsionando o crescimento do mercado de baterias em escala de rede.

A pandemia global da COVID-19 foi sem precedentes e surpreendente, com as baterias à escala da rede a registarem uma procura superior à prevista em todas as regiões, em comparação com os níveis pré-pandemia. A pandemia COVID-19 criou desafios no mercado em 2020; de acordo com a Agência Internacional de Energia, o armazenamento anual de baterias em escala de rede aumentou em 2020 e 2021. Este aumento implica que o mercado testemunhou um crescimento apesar dos desafios da COVID-19.

TENDÊNCIAS DE MERCADO

Avanços significativos na tecnologia de baterias para impulsionar o crescimento do mercado

À medida que os volumes de produção aumentam, os custos de produção por unidade continuam a diminuir, tornando as baterias em escala de rede mais acessíveis para adoção generalizada. Novos materiais de cátodo e ânodo oferecem maior densidade de energia e custos de produção mais baixos em comparação com os íons de lítio tradicionais, reduzindo ainda mais os custos gerais do sistema de bateria. A automação e as técnicas avançadas de fabricação otimizam a eficiência da produção, contribuindo assim para a redução de custos.

Novos materiais, como óxidos em camadas ricos em níquel e fosfato de ferro-lítio, oferecem maior densidade de energia, permitindo que as baterias armazenem mais energia em um volume menor, reduzindo assim a pegada e os custos de implantação. A substituição dos ânodos de grafite tradicionais por silício oferece uma densidade de energia teórica ainda maior, potencialmente duplicando a capacidade de armazenamento e aumentando o alcance de futuros sistemas de baterias. Os avanços no empilhamento e embalagem aumentam a densidade de energia sem comprometer a segurança ou a estabilidade. Espera-se que os avanços na tecnologia das baterias continuem, reduzindo ainda mais os custos, melhorando o desempenho e expandindo as aplicações, contribuindo assim para uma mudança transformadora em direção a um futuro energético mais limpo e mais resiliente.

Tendência crescente de criação de baterias de sal fundido Oportunidades lucrativas para o mercado

O armazenamento térmico não tem chamado a atenção da indústria ultimamente, como o armazenamento em bateria, que está testemunhando implantações crescentes. As baterias de íon-lítio são usadas predominantemente em baterias em escala de rede, mas, nos últimos tempos, as baterias de sal fundido ganharam força significativa. Essa atenção conquistada é atribuída às suas vantagens em relação a outros tipos de baterias. Alguns dos benefícios das baterias de sódio são a sustentabilidade e o uso reduzido de materiais e frequência críticos, o raio maior do sódio e seu menor potencial redox resultam em menor densidade de energia do que as baterias de íon-lítio.

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FATORES DE CRESCIMENTO

Vantagens da bateria em escala de rede para impulsionar o crescimento do mercado

O armazenamento de energia oferece inúmeras vantagens, como a integração de diversos recursos e a melhoria da confiabilidade e resiliência. Além disso, as baterias em escala de rede oferecem a vantagem da arbitragem. A arbitragem compreende carregar a bateria quando os preços da energia estão baixos e descarregá-la durante os horários de pico mais caros. Para o operador dos Sistemas de Armazenamento de Energia de Bateria (BESS), esta prática pode proporcionar um fluxo de receitas ao tirar partido dos preços da electricidade que variam ao longo do dia. Uma extensão do serviço de arbitragem de energia é a redução de energia renovável redução.

Os operadores de centrais e os promotores de projetos estão interessados ​​em utilizar o máximo possível de geração de energia renovável com boa relação custo-benefício e isenta de emissões. No entanto, em sistemas com uma percentagem crescente de Energia Renovável Variável (ERV), a flexibilidade limitada dos geradores convencionais e as discrepâncias de tempo entre o fornecimento de energia renovável e a procura de electricidade podem fazer com que os geradores renováveis ​​estrangulem a sua produção. Carregar a bateria com energia de baixo custo durante o excesso de geração renovável e descarregá-la durante períodos de alta demanda acaba sendo lucrativo para os operadores das usinas.

O BESS pode reduzir as restrições às energias renováveis ​​e maximizar o valor que os promotores podem vender ao mercado. Outra extensão da arbitragem em sistemas energéticos sem mercados de electricidade é o nivelamento de carga. Com o balanceamento de carga, os operadores do sistema carregam as baterias durante os períodos de geração excedente e liberam energia durante o excesso de demanda para coordenar de forma mais eficiente o uso dos recursos de geração.

Maior integração de energia renovável com armazenamento de bateria para impulsionar a adoção de baterias

O armazenamento de baterias em escala de rede também pode contribuir para a energia limpa. O armazenamento em bateria é uma das várias opções tecnológicas que podem melhorar a flexibilidade do sistema de energia e permitir um alto nível de integração de energia renovável. Estudos e experiências do mundo real demonstraram que os sistemas energéticos interligados podem integrar de forma segura e fiável grandes quantidades de energia renovável a partir de fontes de Energia Renovável Variável (ERV) sem novos recursos de armazenamento de energia.

As baterias estão começando a atingir um tamanho que permite que as energias renováveis ​​substituam as baterias de médio porte. geradores de gás natural . Com cerca de 200 megawatts, as baterias atingem até um tamanho que permite substituir geradores de gás natural de pequeno e médio porte por energias renováveis. De acordo com Wesley Cole, analista de energia do Laboratório Nacional de Energia Renovável, adicionar armazenamento também torna a energia renovável mais viável. Além disso, quanto mais se coloca na rede energias renováveis, mais o valor desce. O armazenamento ajuda a capturar o excesso de energia que teria sido perdido no meio do dia, quando a demanda de energia é menor, e transferi-la para um horário em que é mais valiosa.

A electricidade produzida a partir de fontes renováveis ​​é fornecida directamente à rede para acesso dos consumidores, mas a procura da rede flutua. Hoje, os sistemas de armazenamento de baterias fornecem uma solução barata e genuína para os produtores de energia renovável de médio porte capturarem a eletricidade produzida. Ligado à Rede Nacional, permite o envolvimento em programas de resposta à procura e utiliza a energia depositada para produzir a taxa de retorno máxima.

FATORES DE RESTRIÇÃO

Altos custos de instalação e manutenção para dificultar a expansão do mercado

Baterias de íon de lítio inflamam devido a anomalias em seus componentes de energia - eletrólitos compostos de solventes orgânicos, cátodo rico em oxigênio e gases combustíveis. Além disso, as baterias de iões de lítio são excepcionalmente sensíveis a altas temperaturas e são essencialmente inflamáveis. Essas baterias danificam muito mais rápido do que normalmente devido ao calor. Quando uma bateria de íons de lítio falha, ela pega fogo e pode causar danos graves.

Apesar de seus benefícios gerais, o íon-lítio tem suas desvantagens. É frágil e precisa de circuitos de proteção para manter uma operação segura. Os circuitos de segurança incorporados em cada pacote limitam a tensão mais alta de cada célula durante o carregamento e inibem que a tensão da célula caia muito durante a descarga.

O envelhecimento é um problema para a maioria das baterias de íons de lítio e muitos fabricantes permanecem em silêncio. Depois de um ano, alguma degradação na capacidade é perceptível, independentemente de a bateria ser usada. A bateria geralmente falha após dois ou três anos. Deve-se notar que outros produtos químicos também têm efeitos degenerativos relacionados à idade. Isto é especialmente verdadeiro para hidreto metálico de níquel quando exposto a altas temperaturas ambientes.

Além disso, o RFB totalmente vanádio é o produto químico RFB mais pesquisado e desenvolvido. No entanto, a aceitação deste sistema pelo mercado tem sido dificultada por produtos químicos caros. No entanto, espécies redox orgânicas solúveis em água oferecem uma opção potencial para materiais de baixo custo. Os processos sintéticos necessários para adaptar a estrutura molecular para alta solubilidade e potencial ideal, por sua vez, aumentam o custo do material e limitam a disponibilidade de membranas porosas para reduzir o cruzamento, aumentando ainda mais os custos de capital e de manutenção.

SEGMENTAÇÃO DE MERCADO

Por análise química da bateria

Segmento de íons de lítio dominará o mercado devido à cadeia de suprimentos estabelecida

Com base na química da bateria, o mercado é segmentado em íons de lítio, chumbo-ácido, fluxo redox, à base de sódio, entre outros. O segmento de íons de lítio detinha a maior participação em 2021 no mercado. Essas baterias são utilizadas em diversas aplicações devido às inovações tecnológicas e melhores capacidades de fabricação. A tecnologia de íons de lítio foi responsável por mais de 90% da potência instalada e da capacidade energética de grandes sistemas de armazenamento de baterias que operam na América do Norte (perdendo muita energia entre carga e descarga) e tempos de resposta rápidos.

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Por análise de propriedade

Segmento de propriedade de serviços públicos liderará devido ao aumento do investimento

Com base na propriedade, o mercado é categorizado em propriedade de terceiros e propriedade de serviços públicos. O segmento de propriedade de concessionárias detém a participação de mercado de baterias em escala de rede em 2021 devido ao aumento do investimento de concessionárias governamentais e não governamentais. O segmento é impulsionado pelo quadro político positivo de organizações regionais, como a Associação de Armazenamento de Energia dos EUA (ESA), apoiada. As concessionárias têm uma visão melhor das demandas da rede e podem localizar e provisionar melhor o armazenamento para atender às suas demandas, mas repassam todos os custos aos clientes.

Por análise de aplicação

Segmento de energias renováveis ​​dominará apoiado pela tendência crescente de integração renovável com bateria em escala de rede

Por aplicação, o mercado é categorizado em energias renováveis, mudança de pico, serviços auxiliares, energia de reserva, entre outros. O segmento de energias renováveis ​​dominará o mercado durante o período de previsão. Uma redução combinada no custo das baterias de grande escala e da electricidade proveniente de fontes de energia renováveis ​​irá provavelmente expandir o papel dos sistemas de armazenamento de energia baseados em baterias na transição para um mundo descarbonizado. 

INFORMAÇÕES REGIONAIS

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A região norte-americana dominou o mercado. A disponibilidade de políticas governamentais favoráveis, incentivos fiscais para a implantação de energias renováveis ​​e o aumento dos investimentos de empresas públicas e privadas são algumas das principais características que impulsionam a expansão do tamanho do mercado regional.

Espera-se que a Ásia-Pacífico testemunhe o maior CAGR durante o período de previsão. A China foi responsável pela maior parte das vendas na região devido às iniciativas governamentais em curso e aos investimentos para impulsionar o crescimento do mercado.

A Europa também está a tentar impulsionar a produção local de baterias. O Fundo para uma Transição Justa apoia o desenvolvimento de instalações de armazenamento de energia em regiões dependentes de combustíveis fósseis. Além disso, o Mecanismo de Recuperação e Resiliência dedica 37% dos seus fundos a despesas climáticas sustentáveis ​​para a recuperação da COVID-19. O desenvolvimento do armazenamento de energia deverá beneficiar disto.

Espera-se também que o resto do mundo cresça a um ritmo excepcional. Dentre as diversas formas de armazenamento de energia, as baterias eletroquímicas são as principais candidatas para uso no setor energético latino-americano. Por outro lado, a implantação de baterias enfrenta desafios financeiros, tais como o elevado custo da sua importação. Este fator está dificultando a expansão do mercado de baterias em escala de rede no resto do mundo.

Lista de Chave  Bateria em escala de grade  Empresas

General Electric dominará com base em sua ampla oferta de produtos e em uma marca de renome

A General Electric aborda aspectos-chave do seu negócio que lhe conferem uma vantagem competitiva no mercado. Alguns fatores importantes são sua posição financeira, funcionários experientes, exclusividade dos produtos, entre outros. Além disso, amplas capacidades de pesquisa e desenvolvimento e uma força de trabalho sólida são os pontos fortes da General Electric. Por exemplo,

• Em março de 2018, a GE anunciou uma plataforma inovadora de armazenamento de energia chamada Reservoir. O reservatório integra-se com a rede elétrica geral para permitir que os clientes aumentem a integração de energia renovável, melhorem o desempenho financeiro, melhorem as operações da rede, reduzam os custos de energia e permitam uma geração local mais descentralizada.

LISTA DAS PRINCIPAIS EMPRESAS PERFILADAS:

• Samsung SDI CO., LTD. (Coréia do Sul)


• Isoladores NGK, LTD . (Japão)


• BYD Company Ltd (China)


• General Electric (EUA)


• Redflow Limited (Austrália)


• Ambri Incorporated (EUA)


• Energia VRB (Canadá)


• (EUA)


• Lockheed Martin Corporation (NÓS.)


• FZSONICK SA (Suíça)


• (EUA)

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA:

• Setembro de 2022:  A NGK Insulators conectou um extenso sistema de armazenamento de energia de bateria de sódio-enxofre (NAS) em um antigo terminal de GNL no Japão. A Toho Gas, uma empresa de serviços públicos combinada que atende 54 cidades em três prefeituras no centro do Japão, encomendou o sistema NAS de 11,4 MW/69,6 MWh para uso na Estação de GNL Tsu, na província de Mie. A conclusão está prevista para o ano fiscal de 2025.


• Setembro de 2022: Redflow colaborou com a Universidade de Queensland no Centro de Pesquisa do Australian Research Council (ARC) para armazenamento de energia seguro e confiável, gerenciado pela Deakin University. O projeto de pesquisa intitulado "Extending Flow Battery Operation" foi identificado para desenvolver uma compreensão mais profunda da química do eletrólito e dos materiais dos eletrodos para expandir ainda mais as características operacionais do Módulo de Bromo de Zinco (ZBM).


• Maio de 2021: A 24M levantou US$ 56,8 milhões em financiamento da Série E para comercializar seu processo de fabricação semissólida simples, eficiente em termos de capital e de baixo custo e expandir seus programas de desenvolvimento de tecnologia para armazenamento em rede e veículo elétrico aplicações. A empresa comercial global ITOCHU Corporation liderou o financiamento. Como parte do financiamento e como parte do financiamento, Hiroaki Murase, gerente geral da divisão de negócios de energia sustentável da ITOCHU, fará parte do conselho da 24M.


• Março de 2021: A NGK fornecerá um sistema de armazenamento de energia de bateria NAS de 600 kW/3.600 kWh para o projeto Uliastai, na província ocidental de Zavkhan, na Mongólia. Faz parte de uma iniciativa mais ampla para aumentar a utilização de energias renováveis ​​na Mongólia, que é fortemente dependente do carvão. Cerca de 93% de todas as necessidades de electricidade provêm do sistema central de energia, que abastece grandes centros de carga, incluindo a capital Ulaanbaatar, a partir de uma frota de centrais de cogeração antigas. A conclusão do projeto está prevista para 2022.


• Setembro de 2019: A GE Renewable Energy anunciou que foi selecionada pela Convergent Energy + Power para fornecer sistemas de armazenamento de bateria para três projetos na Califórnia, totalizando 100 MWh. O escopo de serviços da GE Renewable Energy inclui um contrato de serviço de longo prazo e garantias estendidas. Os sistemas de armazenamento de energia apoiam dois objetivos principais. Primeiro, fornecem capacidade local direcionada para melhorar a fiabilidade da rede em horários de pico. Em segundo lugar, como dispositivos estabilizadores de ação rápida, os sistemas de armazenamento de energia das baterias podem carregar e descarregar rapidamente para regular a frequência e contribuir para a estabilidade da rede, ajudando a equilibrar e facilitar a difusão cada vez maior de energia renovável variável. Esses ativos ajudarão a cumprir as metas estaduais da Califórnia de 33% de energia renovável até 2020 e 100% até 2050.

COBERTURA DO RELATÓRIO

O relatório de pesquisa destaca as regiões líderes em todo o mundo para oferecer uma melhor compreensão do cenário competitivo. Além disso, o relatório fornece insights sobre as últimas tendências do setor e analisa tecnologias que estão sendo implantadas em ritmo acelerado em nível global. Destaca ainda alguns dos factores e restrições que estimulam o crescimento, ajudando o leitor a obter um conhecimento aprofundado sobre a indústria.

An Infographic Representation of Grid-Scale Battery Market

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