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“儲能市場上目前各種技術(shù)路線百花齊放，但是除抽水蓄能外其他技術(shù)路線都缺乏經(jīng)濟性。鈉離子電池響應速度快、能量密度高、經(jīng)濟性高，目前已經(jīng)在低速車、商用車、叉車等戰(zhàn)略項目中前期示范性導入，未來有望部分替代鋰電池場景。未來儲能市場需要積極有力的產(chǎn)業(yè)政策來建立完善電力市場機制，使儲能的經(jīng)濟性充分顯示出來。”

(相關(guān)資料圖)

——中科海鈉總經(jīng)理 唐堃

中國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)儲能新增裝機按技術(shù)分類，成四大梯隊分布

截止到2021年底，2021年我國新增電力儲能裝機繼續(xù)保持高速增長，新增投運規(guī)模達10.5GW，同比增長220％。新增最多的是抽水蓄能，單機規(guī)模100MW以上，占年度新增裝機79%左右，位列第一梯隊。其次是鋰離子電池、壓縮空氣儲能、液流電池、鉛蓄電池、儲熱儲冷技術(shù)，單機可達 10-100MW，位列第二梯隊。第三梯隊是鈉離子電池、飛輪儲能、超級電容器，目前單機容量已達到MW級，其中鈉離子發(fā)展受關(guān)注最多，未來可能進入第二梯隊。第四梯隊是是液態(tài)金屬、金屬離子電池、水系電池等新型儲能技術(shù)，需要進一步的研發(fā)，以盡早實現(xiàn)集成釋放和產(chǎn)業(yè)化應用。

中國儲能企業(yè)主要包括 儲能技術(shù)提供商 、 儲能PCS提供商 、 儲能系統(tǒng)集成商 三大類。

儲能技術(shù)不同類型及特點

儲能技術(shù)是通過裝置或物理介質(zhì)將能量儲存起來以便以后需要時利用的技術(shù)。根據(jù)技術(shù)類型的不同，以電能釋放的儲能方式主要分為機械儲能、電磁儲能和電化學儲能。機械類儲能的應用形式為抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能；電磁儲能的應用形式為超級電容儲能和超導儲能；電化學類儲能主要包括鉛蓄電池、鋰離子電池和液流電池等儲能方式。

不同儲能技術(shù)具有不同的特性，包括響應時間、放電時長、綜合效率，相應的技術(shù)成熟度和應用場景也有所差異。不同儲能技術(shù)路線利弊兼有，卻不影響其“百花齊放”。隨著碳達峰、碳中和目標的提出，儲能產(chǎn)業(yè)駛?cè)氚l(fā)展快車道，成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要支撐。

抽水蓄能：中國作為抽水蓄能大國，進入發(fā)展高峰期

抽水蓄能是一種大規(guī)模的儲能方法，即通過電能-水勢能的轉(zhuǎn)化進行能源儲存 。抽水蓄能是在用電低谷時將電能轉(zhuǎn)化為上游水庫水的勢能，在用電高峰時通過水輪發(fā)電機將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能，其儲能總量同水庫的落差和容積成正比。

抽水蓄能電站自1882年問世至今擁有140年的歷史，中國是從20世紀六七十年代拉開抽水蓄能電站建設的序幕。“十二五”、“十三五”期間， 為適應新能源、特高壓電網(wǎng)快速發(fā)展，抽水蓄能發(fā)展迎來新的高峰。截至2020年底，全球已投運的抽水蓄能裝機為1.725億千瓦，其中中國抽水蓄能裝機達到3149萬千瓦，占比超過18%，位居世界第一。

抽水蓄能：技術(shù)成熟但建設受限，需求和電價機制是制約發(fā)展的主要因素

抽水蓄能是當前儲能規(guī)模最大（ＧＷ 級）、技術(shù)最成熟、使用壽命最長（50ａ左右）和經(jīng)濟性最優(yōu)（度電成本 0.21-0.25元／ｋＷｈ）的物理儲能技術(shù)。這種低吸高發(fā)的儲能模式主要應用于電網(wǎng)調(diào)峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、緊急事故備用和黑啟動等場合，可進行“水光互補”，有效調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)的動態(tài)平衡，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的綜合運行效率達70％～85％ 。

基于其技術(shù)成熟，循環(huán)次數(shù)多，使用壽命長且損耗低等特點，抽蓄電站的度電成本優(yōu)勢較大，但是抽水蓄能資源總量有限，站址選擇受地理條件限制，建設周期長，投資成本呈逐年升高趨勢，需求和電價機制是制約抽蓄發(fā)展的主要因素。

飛輪蓄能：處于發(fā)展階段，未來應用有待突破

在目前適合規(guī)模化商業(yè)運行的儲能技術(shù)中，飛輪儲能具有功率密度高、充放電響應速度快、使用壽命長、放電深度大、無環(huán)境污染、運營成本低、安全風險小等綜合優(yōu)勢，非常適合快速大功率充放電應用場合。

從目前飛輪儲能技術(shù)的發(fā)展來看，目前中國市場上飛輪儲能應用大部分為試點產(chǎn)品，成熟運行產(chǎn)品較少，運行功率較低，后備時間極短，部分技術(shù)性能需要進一步完善。在系統(tǒng)容量、轉(zhuǎn)換率、使用壽命、安全性等方面亟須創(chuàng)新和突破。同時，飛輪儲能商業(yè)化還存在成本偏高、缺少價格激勵政策、技術(shù)路線不夠成熟、欠缺技術(shù)規(guī)范和接入標準等問題。

壓縮空氣儲能：新技術(shù)推廣使效率顯著提升，初具大規(guī)模商業(yè)化條件

壓縮空氣儲能系統(tǒng)是以高壓空氣壓力能作為能量儲存形式，并在需要時通過高壓空氣膨脹做功來發(fā)電的系統(tǒng)。傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的效率提升空間十分有限，國內(nèi)外學者在傳統(tǒng)壓縮空氣儲能的基礎(chǔ)上，通過采用優(yōu)化熱力循環(huán)等方法，開拓出了多種新型的壓縮空氣儲能技術(shù)，新技術(shù)推廣使效率顯著提升，效率與成本已和抽水蓄能相當，初具大規(guī)模商業(yè)化條件。

目前最主要的新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)主要有三個新的技術(shù)路徑: 蓄熱式壓縮空氣儲能(TS-CAES) 、 液態(tài)壓縮空氣儲能系統(tǒng)(LAES) 、 超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)(SC-CAES) 。

鋰離子電池：目前儲能應用中最主要的技術(shù)路線，處于絕對主導地位

鋰離子電池的能量密度較高，循環(huán)壽命長，效率高，響應速度快，是目前儲能應用中最主要的技術(shù)路線 。自2015年以來， 鋰離子電池主宰著儲 能市場，從2022年新增儲能裝機技術(shù)占比來看，鋰離子電池儲能技術(shù)占比達94.2%，仍處于絕對主導地位。

從種類來說，磷酸鐵（LFP）， 鎳錳鈷（NMC）等三元鋰占比75%以上。磷酸鐵鋰電池能量密度高、循環(huán)壽命較長、自放電率低、能量轉(zhuǎn)化率高、進行快速充放電、不需要維護，電池成本低、壽命長，已成為國內(nèi)主流路線，具有較強的經(jīng)濟性。

鈉離子電池：具備成本低、資源豐富特點，未來產(chǎn)業(yè)化是大勢所趨

鈉離子電池與鋰離子電池工作原理相同，是鋰離子電池的重要補充 。其上游資源儲量充沛低廉，生產(chǎn)工藝與鋰離子電池類似，量產(chǎn)成本比鋰離子電池低35%左右。目前仍在量產(chǎn)階段中，具備成本低、資源豐富、低溫性能佳、倍率性能好等特點，提到的能量密度、充放電效率等重要性能指標均有待驗證。目前中國開展了多個鈉離子電池材料、電芯生產(chǎn)制造示范區(qū)，量產(chǎn)持續(xù)推進中。鈉離子電池的生產(chǎn)工藝與鋰離子電池趨同，技術(shù)可復刻，設備可遷移，鈉離子產(chǎn)業(yè)化時間有望進一步提前。

氫燃料電池：碳中和背景下，發(fā)展趨勢向好，商業(yè)化前景廣闊

氫燃料電池是將氫氣和氧氣的化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置 。其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應后，放出電子通過外部的負載到達陰極。在實現(xiàn)碳中和的目標背景下，發(fā)展氫能成為實現(xiàn)能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型的必經(jīng)之路。

氫燃料電池由于其 燃料氣來源豐富、效率高、無噪聲、無污染 的優(yōu)點，將在未來為節(jié)能和保護生態(tài)環(huán)境做出巨大貢獻，是目前各個國家重點進行研究的發(fā)電技術(shù)。

電磁儲能：尚處于技術(shù)發(fā)展的初級階段

電磁儲能的應用形式分為超級電容器儲能和超導儲能。尚處于技術(shù)發(fā)展的初級階段，存在成本較高的缺點。

超級電容儲能 ：因高功率、高可靠特性突出，超級電容適用于高功率、短時高頻儲能領(lǐng)域，而能量密度較低、儲能成本較高是限制其應用范圍的兩大因素，未來，技術(shù)進步、成本降低、政策驅(qū)動三重利好有望共同推動超級電容市場高速增長。

超導儲能 ：超導磁儲能擁有巨大發(fā)展空間，但面臨著技術(shù)可行性、經(jīng)濟價值挑戰(zhàn)。

儲能技術(shù)發(fā)展與落地應用評價指標體系

根據(jù)億歐智庫研究，儲能技術(shù)發(fā)展與落地應用評價指標體系圍繞技術(shù)特性指標、經(jīng)濟特性指標、產(chǎn)業(yè)化能力指標三大評價維度，12個細分指標進行評價。

儲能技術(shù)發(fā)展與落地應用市場掃描

從技術(shù)先進性和應用落地性兩個維度，基于細分指標，對儲能技術(shù)市場進行掃描。當前中國儲能技術(shù)企業(yè)主要分為實力引領(lǐng)型、穩(wěn)健發(fā)展型、潛力發(fā)展型三類企業(yè)。

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