P1: Apa itu sistem penyimpanan energi (ESS)? Mengapa ESS dibutuhkan?
Inti dari ESS terletak pada penanganan ketidaksesuaian antara penawaran dan permintaan listrik dari waktu ke waktu, yaitu dengan menyimpan listrik ketika tersedia dalam jumlah banyak dan mengeluarkannya ketika jumlahnya menipis. Karena listrik sulit untuk disimpan secara langsung dalam jumlah besar, teknologi ESS menyimpan listrik dengan mengubahnya menjadi bentuk energi lain (seperti energi kimia, energi potensial, momentum, dll.) dan secara efisien mengubahnya kembali menjadi listrik untuk dikeluarkan ketika dibutuhkan. Proses "pengisian-pengosongan" ini memberikan fleksibilitas penting bagi sistem tenaga listrik. Sistem ini terdiri dari empat komponen inti yang bersama-sama mendukung pengaturan fleksibel sistem tenaga listrik:
1. Sel baterai penyimpanan energi: "Gudang" energi
Sebagai gudang inti dari ESS, paket baterai menentukan skala dan efisiensi penyimpanan energi. Saat ini, baterai LFP mendominasi pasar karena keamanannya yang tinggi dan umur siklus yang panjang. Dibandingkan dengan baterai lithium, baterai ion natrium menunjukkan kinerja yang lebih baik dalam hal ketahanan terhadap suhu tinggi dan rendah serta umur siklus, tetapi kepadatan energi mereka lebih rendah daripada baterai lithium. Saat ini, baterai ion natrium masih dalam tahap awal pengembangan.
2. Sistem Konversi Daya (PCS): "Penerjemah" arus
PCS memungkinkan konversi real-time antara arus bolak-balik (AC) (jaringan listrik) dan arus searah (DC) (baterai). Saat ini, spesifikasi utama yang berlaku untuk PCS di pasar adalah sekitar 5MWh. Konverter pembentuk jaringan baru memiliki kemampuan untuk "membangun jaringan secara aktif," yang dapat menggantikan tenaga panas tradisional untuk menstabilkan frekuensi jaringan, berfungsi sebagai "jangkar" sistem tenaga listrik.
3. Sistem Manajemen Baterai (BMS): "Pengelola kesehatan" baterai
BMS memantau status tegangan dan suhu dari puluhan ribu sel baterai selama 24 jam sehari, 7 hari seminggu, dan memprediksi kegagalan melalui algoritma AI. Ketika sebuah sel baterai "terlalu panas" (mengalami suhu abnormal), BMS segera mengisolasi risiko untuk mencegah reaksi berantai—mirip dengan memasang sistem perlindungan kebakaran cerdas untuk bank energi.
4. Sistem Manajemen Energi (EMS): "Otak" dari Sistem Penyimpanan Energi (ESS)
Sistem ini secara otomatis menentukan kapan harus menyimpan dan mengeluarkan listrik berdasarkan fluktuasi harga listrik di pasar tenaga listrik.
Grafik-1: Rantai industri Sistem Penyimpanan Energi (ESS)
Pertanyaan 2: Seberapa pentingkah Sistem Penyimpanan Energi (ESS)?
Sisi permintaan Sistem Penyimpanan Energi (ESS) terutama mencakup tiga aspek: sisi pembangkitan, sisi jaringan, dan sisi pengguna.
1. Sisi pembangkitan
Saat ini, Sistem Penyimpanan Energi (ESS) pada sisi pembangkitan terutama digunakan untuk meningkatkan kemampuan respons pengaturan frekuensi pembangkit listrik tenaga panas dan efisiensi pemanfaatan pembangkit listrik tenaga baru. Di sektor pembangkit listrik tenaga panas tradisional, Sistem Penyimpanan Energi (ESS) (terutama baterai jenis daya) digunakan sebagai alat utama untuk pengaturan frekuensi bantu. Dengan memasang Sistem Penyimpanan Energi (ESS) di wilayah yang didominasi pembangkit listrik tenaga batu bara, seperti Shanxi dan Mongolia Dalam, di mana fleksibilitas pasokan listrik tidak mencukupi, kecepatan respons dan akurasi unit pembangkit terhadap instruksi pengaturan frekuensi jaringan dapat ditingkatkan secara signifikan. Di sektor pembangkit listrik tenaga baru (tenaga angin, fotovoltaik), peran Sistem Penyimpanan Energi (ESS) sangat penting. Sifat acak, volatilitas, dan intermitensi yang melekat pada pembangkit listrik tenaga baru secara signifikan meningkatkan kesulitan dalam menyeimbangkan sistem setelah integrasi proporsi tinggi ke dalam jaringan listrik. Sistem Penyimpanan Energi (ESS) secara efektif meratakan kurva output pembangkitan listrik dan mengurangi "pemangkasan pembangkitan listrik tenaga angin dan fotovoltaik" dengan melacak rencana pembangkitan listrik secara real time: mengeluarkan daya untuk menambah daya selama periode output rendah pembangkit listrik tenaga baru dan mengisi daya untuk menyerap daya selama periode output puncak. Hal ini meningkatkan tingkat konsumsi dan efisiensi pemanfaatan pembangkit listrik tenaga baru.
2. Sisi jaringan
Sistem Penyimpanan Energi (ESS) pada sisi jaringan secara langsung melayani pengoperasian sistem tenaga listrik yang aman, stabil, dan efisien. Fungsi intinya termasuk menyediakan layanan bantu daya penting seperti pemangkasan puncak, pengisian lembah, cadangan, dan start hitam, serta menunda atau menggantikan investasi yang mahal dalam peningkatan fasilitas transmisi dan distribusi (yaitu, Sistem Penyimpanan Energi (ESS) jenis pengganti). Jadi, apa sebenarnya pemangkasan puncak dan pengisian lembah? "Puncak" mewakili periode konsumsi listrik puncak, yang biasanya terjadi selama jam kerja siang hari. Ketika kurva beban naik ke zona puncak merah, generator, transformator, dan jalur transmisi listrik semuanya mendekati batas fisiknya. Hal ini mirip dengan kemacetan jalan tol selama liburan, dengan peralatan listrik terus-menerus kelebihan beban. Sebaliknya, "lembah" mewakili periode konsumsi listrik rendah, biasanya pada malam hari, ketika terjadi pemborosan energi. Singkatnya, pemangkasan puncak dan pengisian lembah menyesuaikan kurva beban yang berfluktuasi menjadi lebih datar dengan melakukan pemangkasan puncak dan pengisian lembah melalui ESS.
Grafik-2: Kurva Beban Tipikal pada Hari Kerja di Shanghai
Grafik-3: Kurva Beban Ideal
Sumber Data: Situs Web Pemerintah Tiongkok, Disusun oleh SMM
Dibandingkan dengan sisi pembangkit listrik, model bisnis untuk ESS sisi jaringan telah secara bertahap menjadi lebih jelas, membentuk berbagai sumber pendapatan: biaya sewa kapasitas dari pembangkit listrik tenaga baru, kompensasi kapasitas yang diberikan oleh pemerintah, pendapatan dari berpartisipasi dalam pasar layanan tambahan listrik (seperti pemangkasan puncak dan regulasi frekuensi), serta peluang arbitrase di pasar spot listrik.
Grafik-4: Jalur Fungsional ESS Sisi Jaringan
3. Sisi Pengguna
ESS sisi pengguna terletak di terminal konsumsi listrik. Daya dorong utamanya terletak pada pencapaian manfaat ekonomi melalui selisih harga listrik (arbitrase puncak-lembah), dilengkapi dengan pendapatan tambahan dari penyediaan layanan tambahan seperti respons permintaan kepada jaringan listrik. Pengguna sangat sensitif terhadap laba atas investasi, dan tingkat pemasaran tinggi. Stabilitas pendapatan merupakan kendala utama bagi perkembangannya. Hal ini terutama dibagi menjadi dua kategori:
ESS industri dan komersial: Terutama melayani pabrik, pusat perbelanjaan, kawasan industri, dll. Keuntungannya termasuk skenario aplikasi yang beragam (seperti berpasangan dengan PV dan manajemen permintaan), tingkat pemanfaatan sistem yang tinggi, dan perhitungan yang jelas tentang periode pengembalian investasi melalui selisih harga listrik puncak-lembah. Hal ini telah berkembang pesat di wilayah dengan selisih harga listrik puncak-lembah yang besar dan harga listrik industri dan komersial yang tinggi, seperti Zhejiang, Jiangsu, dan Guangdong, menjadi area aplikasi ESS yang paling berorientasi pasar dan komersial yang jelas. Selain itu, beberapa industri, seperti pusat data dan stasiun basis 5G, memiliki persyaratan yang sangat tinggi terhadap stabilitas daya listrik. Akibatnya, permintaan mereka terhadap sistem penyimpanan energi akan tumbuh paling awal.
Penyimpanan Energi Rumah Tangga: Biasanya terintegrasi dengan sistem fotovoltaik rumah tangga, dengan tujuan mencapai "konsumsi mandiri dan penyimpanan kelebihan listrik" untuk listrik rumah tangga. Nilainya terletak pada pengurangan biaya listrik rumah tangga, peningkatan tingkat kemandirian energi, dan peningkatan keamanan penggunaan listrik, serta memberikan manfaat seperti meratakan fluktuasi beban untuk jaringan listrik. Namun, pengembangannya di Tiongkok menghadapi kendala yang signifikan: Harga listrik rumah tangga umumnya menggunakan tarif listrik bertingkat daripada harga listrik berdasarkan waktu pemakaian, sehingga kurang memiliki mekanisme pendukung seperti harga listrik berdasarkan waktu pemakaian puncak-lembah, harga listrik penyimpanan energi, dan kebijakan kompensasi, sehingga sulit untuk mengurangi biaya. Sementara itu, investasi awal yang tinggi (untuk peralatan seperti panel surya, baterai sistem penyimpanan energi (ESS), dan inverter) juga menekan kemauan untuk pemasangan di rumah tangga biasa.
P3: Bagaimana penyimpanan energi diterapkan?
Sebagai sarana utama untuk menyeimbangkan penawaran dan permintaan listrik serta meningkatkan ketahanan jaringan listrik, teknologi penyimpanan energi telah berkembang dalam berbagai bentuk. Penyimpanan energi pompa air saat ini merupakan yang paling matang, optimal secara ekonomi, dan paling cocok untuk pengembangan skala besar di antara sumber daya pengaturan listrik hijau, rendah karbon, bersih, dan fleksibel untuk sistem listrik. Teknologi ini menggunakan kelebihan listrik untuk memompa air ke atas bukit dan menghasilkan listrik dengan melepaskan air selama kekurangan listrik. Teknologi ini sudah matang tetapi sangat dibatasi oleh kondisi geografis.
Dengan koneksi jaringan skala besar energi terbarukan dan lonjakan permintaan akan fleksibilitas sistem listrik, penyimpanan energi baru, yang diwakili oleh penyimpanan energi elektrokimia, telah mengalami pertumbuhan yang sangat pesat. Di antara jenis penyimpanan energi baru tersebut, penyimpanan energi baterai lithium-ion telah menjadi andalan mutlak di sektor penyimpanan energi baru saat ini karena keunggulannya dalam kepadatan energi tinggi, kecepatan respons cepat, dan penyebaran yang fleksibel.
Sel baterai adalah unit energi terkecil dalam sistem penyimpanan energi lithium-ion, dan kinerjanya secara langsung menentukan efisiensi, umur, dan keamanan seluruh sistem. Saat ini, sistem bahan utama yang digunakan adalah litium besi fosfat (LFP), yang sangat sesuai dengan persyaratan ketat untuk keamanan dan ekonomi dalam skenario penyimpanan energi karena stabilitas termalnya yang tinggi, umur siklus yang panjang, dan biaya yang relatif rendah.
Menurut data evaluasi SMM, pengiriman sel baterai ESS global mencapai 334 GWh pada tahun 2024, dengan pengiriman sel baterai ESS LFP mencapai 317 GWh. Pada tahun 2025, permintaan global untuk penyimpanan energi terus meningkat. Dari sisi penawaran, mengingat faktor keselamatan dan teknologi, produksi dan penjualan sel baterai ESS global masih didominasi oleh Tiongkok. Saat ini, peserta pasar utama termasuk perusahaan-perusahaan seperti CATL, EVE, Hithium, BYD, REPT BATTERO, dan Gotion High-tech.
Sel baterai berkapasitas besar telah menjadi mesin inti yang mendorong peningkatan industri. Pada tahun 2024, penerapan skala besar sel baterai 300Ah+ menandai percepatan dalam iterasi teknologi. Di antara mereka, sel baterai 314Ah, dengan keunggulan intinya yaitu peningkatan kapasitas sebesar 12% (dibandingkan dengan 280Ah) dan terobosan dalam kepadatan energi per kabinet tunggal yang melebihi 5 MWh, berhasil menyederhanakan proses integrasi dan mengurangi biaya peralatan dan tenaga kerja, secara signifikan meningkatkan efisiensi ekonomi terminal penyimpanan energi. Pada kuartal pertama tahun 2025, tingkat penetrasi global sel baterai 314Ah telah melampaui 65%, sepenuhnya menggantikan 280Ah sebagai arus utama mutlak di pasar.
Persaingan untuk sel baterai dengan kapasitas yang lebih besar telah semakin sengit, membentuk pola paralel dari tiga jalur teknologi:
Kelompok 392Ah, yang diwakili oleh CALB (sebelumnya dikenal sebagai China Aviation Lithium Battery) dan REPT Battero, kompatibel dengan jalur produksi yang ada untuk mencapai produksi massal yang cepat, beradaptasi dengan sistem 6,25MWh, dan menyeimbangkan antara ekonomi dan kompatibilitas;
Kelompok 500+Ah dipimpin oleh CATL, dengan sel baterai 587Ah-nya yang menampilkan kepadatan energi sebesar 435Wh/L, masa pakai 25 tahun, dan peningkatan 20% dalam stabilitas termal. Ini mengurangi biaya sistem sebesar 15% dengan mengurangi 40% bagian;
Kelompok 600+Ah dicontohkan oleh sel baterai berlapis 684Ah Sungrow (integrasi sistem), dipasangkan dengan teknologi manajemen termal inovatif untuk mengatasi tantangan keselamatan yang ditimbulkan oleh kepadatan energi tinggi.
Meskipun peningkatan kapasitas sel baterai mengurangi kompleksitas koneksi dan biaya lahan, hal ini juga menyoroti masalah seperti kesulitan dalam pembuangan panas, tingkat cacat manufaktur yang meningkat, dan masalah kompatibilitas sistem. Perusahaan-perusahaan kelas atas sedang menembus hambatan keselamatan melalui inovasi material dan struktural. Fokus kompetisi di masa depan akan bergeser dari parameter kapasitas tunggal menjadi nilai siklus hidup penuh: keselamatan telah menjadi konsensus mendasar, dengan elektrolit padat, pemantauan cerdas, dan desain perlindungan kebakaran yang membentuk sistem perlindungan multitingkat; ekonomi membutuhkan keseimbangan antara peningkatan kapasitas dengan biaya rata-rata penyimpanan (LCOS). Teknologi dengan ketergantungan sumber daya rendah, seperti baterai natrium-ion dan LMFP (lithium manganese iron phosphate), mempercepat industrialisasi untuk mendukung permintaan penyimpanan energi jangka panjang (LDES).
Departemen Riset Industri Energi Baru SMM
Wang Cong 021-51666838
Ma Rui 021-51595780
Feng Disheng 021-51666714
Lv Yanlin 021-20707875
Zhou Zhicheng 021-51666711
Zhang Haohan 021-51666752
Wang Zihan 021-51666914
Wang Jie 021-51595902
Xu Yang 021-51666760
Chen Bolin 021-51666836
Yang Le 021-51595898
Li Yisha 021-51666730
