中国储能产业发展现状

互推小编 2023-11-12

“储能市场上目前各种技术路线百花齐放，但是除抽水蓄能外其他技术路线都缺乏经济性。钠离子电池响应速度快、能量密度高、经济性高，目前已经在低速车、商用车、叉车等战略项目中前期示范性导入，未来有望部分替代锂电池场景。未来储能市场需要积极有力的产业政策来建立完善电力市场机制，使储能的经济性充分显示出来。”

——中科海钠总经理唐堃

中国储能产业发展现状

国内储能新增装机按技术分类，成四大梯队分布

截止到2021年底，2021年我国新增电力储能装机继续保持高速增长，新增投运规模达10.5GW，同比增长220％。新增最多的是抽水蓄能，单机规模100MW以上，占年度新增装机79%左右，位列第一梯队。其次是锂离子电池、压缩空气储能、液流电池、铅蓄电池、储热储冷技术，单机可达 10-100MW，位列第二梯队。第三梯队是钠离子电池、飞轮储能、超级电容器，目前单机容量已达到MW级，其中钠离子发展受关注最多，未来可能进入第二梯队。第四梯队是是液态金属、金属离子电池、水系电池等新型储能技术，需要进一步的研发，以尽早实现集成释放和产业化应用。

中国储能企业主要包括储能技术提供商、储能PCS提供商、储能系统集成商三大类。

储能技术不同类型及特点

储能技术是通过装置或物理介质将能量储存起来以便以后需要时利用的技术。根据技术类型的不同，以电能释放的储能方式主要分为机械储能、电磁储能和电化学储能。机械类储能的应用形式为抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能；电磁储能的应用形式为超级电容储能和超导储能；电化学类储能主要包括铅蓄电池、锂离子电池和液流电池等储能方式。

不同储能技术具有不同的特性，包括响应时间、放电时长、综合效率，相应的技术成熟度和应用场景也有所差异。不同储能技术路线利弊兼有，却不影响其“百花齐放”。随着碳达峰、碳中和目标的提出，储能产业驶入发展快车道，成为构建新型电力系统的重要支撑。

抽水蓄能：中国作为抽水蓄能大国，进入发展高峰期

抽水蓄能是一种大规模的储能方法，即通过电能-水势能的转化进行能源储存。抽水蓄能是在用电低谷时将电能转化为上游水库水的势能，在用电高峰时通过水轮发电机将水的势能转化为电能，其储能总量同水库的落差和容积成正比。

抽水蓄能电站自1882年问世至今拥有140年的历史，中国是从20世纪六七十年代拉开抽水蓄能电站建设的序幕。“十二五”、“十三五”期间，为适应新能源、特高压电网快速发展，抽水蓄能发展迎来新的高峰。截至2020年底，全球已投运的抽水蓄能装机为1.725亿千瓦，其中中国抽水蓄能装机达到3149万千瓦，占比超过18%，位居世界第一。

抽水蓄能：技术成熟但建设受限，需求和电价机制是制约发展的主要因素

抽水蓄能是当前储能规模最大（ＧＷ级）、技术最成熟、使用寿命最长（50ａ左右）和经济性最优（度电成本 0.21-0.25元／ｋＷｈ）的物理储能技术。这种低吸高发的储能模式主要应用于电网调峰填谷、调频调相、紧急事故备用和黑启动等场合，可进行“水光互补”，有效调节电力系统的动态平衡，提高电网系统的综合运行效率达70％～85％。

基于其技术成熟，循环次数多，使用寿命长且损耗低等特点，抽蓄电站的度电成本优势较大，但是抽水蓄能资源总量有限，站址选择受地理条件限制，建设周期长，投资成本呈逐年升高趋势，需求和电价机制是制约抽蓄发展的主要因素。

飞轮蓄能：处于发展阶段，未来应用有待突破

在目前适合规模化商业运行的储能技术中，飞轮储能具有功率密度高、充放电响应速度快、使用寿命长、放电深度大、无环境污染、运营成本低、安全风险小等综合优势，非常适合快速大功率充放电应用场合。

从目前飞轮储能技术的发展来看，目前中国市场上飞轮储能应用大部分为试点产品，成熟运行产品较少，运行功率较低，后备时间极短，部分技术性能需要进一步完善。在系统容量、转换率、使用寿命、安全性等方面亟须创新和突破。同时，飞轮储能商业化还存在成本偏高、缺少价格激励政策、技术路线不够成熟、欠缺技术规范和接入标准等问题。

压缩空气储能：新技术推广使效率显著提升，初具大规模商业化条件

压缩空气储能系统是以高压空气压力能作为能量储存形式，并在需要时通过高压空气膨胀做功来发电的系统。传统压缩空气储能系统的效率提升空间十分有限，国内外学者在传统压缩空气储能的基础上，通过采用优化热力循环等方法，开拓出了多种新型的压缩空气储能技术，新技术推广使效率显著提升，效率与成本已和抽水蓄能相当，初具大规模商业化条件。

目前最主要的新型压缩空气储能系统主要有三个新的技术路径:蓄热式压缩空气储能(TS-CAES)、液态压缩空气储能系统(LAES)、超临界压缩空气储能系统(SC-CAES)。

锂离子电池：目前储能应用中最主要的技术路线，处于绝对主导地位

锂离子电池的能量密度较高，循环寿命长，效率高，响应速度快，是目前储能应用中最主要的技术路线。自2015年以来，锂离子电池主宰着储能市场，从2022年新增储能装机技术占比来看，锂离子电池储能技术占比达94.2%，仍处于绝对主导地位。

从种类来说，磷酸铁（LFP），镍锰钴（NMC）等三元锂占比75%以上。磷酸铁锂电池能量密度高、循环寿命较长、自放电率低、能量转化率高、进行快速充放电、不需要维护，电池成本低、寿命长，已成为国内主流路线，具有较强的经济性。

钠离子电池：具备成本低、资源丰富特点，未来产业化是大势所趋

钠离子电池与锂离子电池工作原理相同，是锂离子电池的重要补充。其上游资源储量充沛低廉，生产工艺与锂离子电池类似，量产成本比锂离子电池低35%左右。目前仍在量产阶段中，具备成本低、资源丰富、低温性能佳、倍率性能好等特点，提到的能量密度、充放电效率等重要性能指标均有待验证。目前中国开展了多个钠离子电池材料、电芯生产制造示范区，量产持续推进中。钠离子电池的生产工艺与锂离子电池趋同，技术可复刻，设备可迁移，钠离子产业化时间有望进一步提前。