2024年國內(nèi)新型儲能繼續(xù)以多技術(shù)路線并存的方式發(fā)展，各類儲能技術(shù)路線圍繞高安全性、低成本、高性能以及高環(huán)保性四個方向發(fā)展。時至第四季度，這六大核心新型儲能技術(shù)路線又發(fā)展得怎樣呢？

鋰電池儲能

300Ah+電芯賽道百家爭鳴，已有超20家電芯廠發(fā)布300Ah及以上容量電芯。560Ah、580Ah產(chǎn)品原型樣件已推出，循環(huán)壽命普遍達(dá)到8000-10000次，12000次超長壽命產(chǎn)品完成開發(fā)。

各大儲能系統(tǒng)廠商紛紛推出液冷鋰電儲能產(chǎn)品。陽光電源、比亞迪、寧德時代、科華數(shù)能、海博思創(chuàng)、中車株洲所、易事特、遠(yuǎn)景能源、億緯鋰能、采日能源、天合儲能等數(shù)十家廠商已跟進(jìn)液冷趨勢，發(fā)布液冷溫控方案儲能產(chǎn)品，產(chǎn)品涵蓋了大儲、工商業(yè)等應(yīng)用場景。

產(chǎn)業(yè)鏈

鋰離子電池由正極、負(fù)極、隔膜和電解液組成，目前主流產(chǎn)品正極常用鎳錳鈷三元材料或磷酸鐵鋰，負(fù)極多為石墨等碳素材料。鋰離子電池具有能量密度大、沒有記憶效應(yīng)、充放電快速、響應(yīng)速度快、配置靈活、建設(shè)周期短等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于風(fēng)電光伏等新能源發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲能項目。

鋰電儲能產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟，由上游設(shè)備商，中游集成商和下游應(yīng)用端組成。其中設(shè)備包括電池、EMS、BMS、PCS、熱管理等；集成商包括儲能系統(tǒng)集成和EPC；應(yīng)用端主要由電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)組成。

鈉電池儲能

鈉離子電池是一種依靠鈉離子在正負(fù)極間移動來完成充放電工作的二次電池。鈉離子電池工作原理與鋰離子電池“搖椅式”原理相似，充電時，鈉離子從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極；放電時則相反，與鋰離子電池的工作原理相似。

鈉離子電池工作原理

鈉離子電池與磷酸鐵鋰電池定位較為相近。

磷酸鐵鋰電池的能量密度主要在150-210Wh/kg，三元鋰電池的能量密度則更高，超過200Wh/kg，而目前主流鈉離子電池的能量密度普遍在100-200Wh/kg，整體不及鋰電池，但與磷酸鐵鋰電池的能量密度區(qū)間存在部分重疊，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出鉛酸電池。鈉離子較大的體積還會造成循環(huán)性能的不穩(wěn)定，現(xiàn)階段鈉電池的循環(huán)壽命普遍在2000-3000次，遠(yuǎn)高于鉛酸，但較磷酸鐵鋰電池3000-6000次的循環(huán)壽命仍存在差距。相對而言，鈉離子的低溫性能較好。綜合來看，鈉離子電池與磷酸鐵鋰電池的性能指標(biāo)最接近，定位較為相似。

去年鋰價持續(xù)高走，鈉電池人氣也迎來一波高漲。今年隨著鋰價的回落，鈉電池的經(jīng)濟(jì)性價值受影響，但鈉電池的發(fā)展仍在繼續(xù)。

鈉離子電池主要由正極、負(fù)極、隔膜和電解液組成，和鋰離子電池的生產(chǎn)設(shè)備基本可實現(xiàn)兼容，降低了產(chǎn)業(yè)化難度。

我國鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈還處于初級階段，產(chǎn)業(yè)布局尚不成熟。鈉離子電池產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)與鋰電類似，包括上游資源企業(yè)、中游電池材料及電芯企業(yè)。

液流電池儲能

液流電池，正在成為長時儲能的有力競爭者。今年液流電池賽道僅創(chuàng)業(yè)公司已吸金超27億元。

長時儲能是指電池的儲能時間需超過4小時。隨著新型電力系統(tǒng)對儲能應(yīng)用的時間尺度需求逐漸多樣化，長時儲能技術(shù)的缺口較大，正成為儲能市場的重要發(fā)展方向。

液流電池本征安全、循環(huán)壽命較長，定位大規(guī)模、長時儲能技術(shù)。液流電池與傳統(tǒng)蓄電池不同，其活性物質(zhì)是儲存在外部儲罐中的液體電解質(zhì)，輸出功率和儲能容量相互獨立，可通過增加電解質(zhì)的量增加儲能容量，可拓展性好；充放電過程不涉及物相變化，循環(huán)壽命長；電解液為水溶液，安全性較高。

目前液流電池已經(jīng)形成了多種類型和體系，按正、負(fù)極電解質(zhì)活性物質(zhì)采用的氧化還原電對不同，液流電池可分為全釩、鐵鉻、鋅溴、鋅鐵、全鐵、多硫化鈉溴等多種體系。

從商業(yè)化進(jìn)展來看，全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成，鐵鉻、鋅溴、鋅鐵路線商業(yè)化醞釀之中。目前進(jìn)入示范應(yīng)用后期和商業(yè)化運行的有全釩液流電池和鋅溴液流電池，鐵鉻液流電池也已有部分示范應(yīng)用。其他的液流電池路線研究仍然處于早期階段。

全釩、鐵鉻、鋅溴、鋅鐵等各種液流電池體系均有企業(yè)布局，比如全釩液流電池的大連融科儲能、永泰能源、國潤儲能、偉力得、開封時代、上海電氣等；鐵鉻液流電池的和瑞儲能、液流儲能科技等。

今年液流賽道僅創(chuàng)業(yè)企業(yè)已吸金超30億元。據(jù)能源電力說不完全統(tǒng)計，今年截至11月，有超10家液流產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)業(yè)公司獲創(chuàng)投融資，融資金額超30億元，其中融科儲能、緯景儲能、上海電氣儲能科技、國潤儲能、宿遷時代儲能、星辰新能、科潤新材料單輪融資均億元。壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能，具有規(guī)模大、壽命長、建設(shè)周期短、站址布局相對靈活等優(yōu)點，有望成為抽水蓄能在大規(guī)模儲能電站領(lǐng)域的重要補(bǔ)充。

效率的提升以及成本的下降，是壓縮空氣儲能商業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)。

效率方面，百兆瓦級別以上的系統(tǒng)設(shè)計效率可以達(dá)到70%，先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)效率能夠逼近75%。造價成本上，根據(jù)中國科學(xué)院熱物理研究所公開數(shù)據(jù)，100MW的壓縮空氣儲能，初建成本在4000-5000元/kW，1000元/kWh，度電成本在0.15-0.25元之間，待大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后有望再降30%以上。

新技術(shù)也會推動效率的提升及成本的下降。今年8月，國際首套300兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)膨脹機(jī)下線（中儲國能公司和中科院聯(lián)合研發(fā)），單位成本較目前市面上的100兆瓦儲能系統(tǒng)會降低20%~30%，效率提高了3%~5%。

在技術(shù)面上，做大壓縮空氣儲能的規(guī)模已成為主要方向。今年下半年至今，山東、陜西、遼寧、福建、黑龍江、內(nèi)蒙古、湖北、廣東、河南、江蘇等14個省均有壓縮空氣儲能項目完成備案，項目數(shù)量超40個，總備案規(guī)模超11GW/45GWh，項目以100MW及以上大型項目為主，超半數(shù)為300MW及以上大規(guī)模項目，陜西備案的渭南蒲城、榆林定邊電網(wǎng)側(cè)壓縮空氣儲能項目規(guī)模更是達(dá)1600MW。

飛輪儲能，一種通過旋轉(zhuǎn)“陀螺”來儲能的物理儲能技術(shù)。

工作原理是：利用高速旋轉(zhuǎn)的飛輪所擁有的慣性來儲存能量。充電時，飛輪電動機(jī)加速旋轉(zhuǎn)，把電能轉(zhuǎn)換為飛輪的機(jī)械動能并儲存起來；放電時，由高速旋轉(zhuǎn)的飛輪帶動發(fā)電機(jī)，將機(jī)械動能轉(zhuǎn)換為電能。

 飛輪儲能系統(tǒng)具有響應(yīng)快、壽命長、溫度適應(yīng)性好、效率高、容量大、對環(huán)境友好等優(yōu)點。

據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，截至2023年9月底，中國已投運飛輪儲能項目累計裝機(jī)量僅50MW左右。

相比于其他儲能技術(shù)，目前飛輪儲能成本仍較高，裝機(jī)規(guī)模在儲能市場中的占比還是很小。但材料主要是鋼材和電子元器件原材料成本較低，大規(guī)模制造后成本下降；此外，設(shè)備可精確測量和控制機(jī)械損耗很小，維護(hù)成較低。

飛輪儲能目前主要應(yīng)用在：電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、軌道交通、航空航天、軍工、UPS電源、儲能式電動汽車充電樁等領(lǐng)域。

重力儲能

重力儲能，是利用建筑物、山體、地形等高度差，通過將“重物”運上運下，實現(xiàn)電能和重力勢能之間的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而儲電與發(fā)電。目前重力儲能形式有：“搬磚儲能”、礦井儲能、活塞式儲能、軌道機(jī)車儲能、纜車儲能等。

中國首個100MWh重力儲能項目如東25MW/100MWh重力儲能項目已經(jīng)進(jìn)入最后的調(diào)試階段；河北省張家口懷來縣25MW/100MWh重力儲能項目已于今年11月開工。

如東重力儲能示范項目效果圖重力儲能系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率為85%以上，壽命達(dá)50年。據(jù)EV公司公開數(shù)據(jù)，重力儲能項目初始投入成本在3000元/kWh左右，度電成本在0.5元/kWh左右，具備一定成本優(yōu)勢。除了江蘇如東項目，2022年以來，中國天楹與貴州畢節(jié)、內(nèi)蒙通遼市及烏拉特中旗、湖北省宜昌市、河北張北縣及懷來縣、新疆伊寧縣、吉林省遼源市、山西右玉縣、甘肅金塔縣等地區(qū)人民政府達(dá)成了重力儲能項目相關(guān)合作協(xié)議。截至目前，中國天楹簽約重力儲能項目已超5GWh。

作為較為“冷門”的新型儲能技術(shù)路線，重力儲能具有建設(shè)周期短、轉(zhuǎn)換效率高、壽命長、度電成本較低等優(yōu)勢。隨著百兆瓦級項目的落地，重力儲能也將逐漸走上商業(yè)化道路。

除了以上六條關(guān)注度較高的技術(shù)路線，鉛碳電池、液態(tài)空氣儲能等作為高潛力的新型儲能技術(shù)也正在快速興起。

液態(tài)空氣儲能由壓縮空氣儲能技術(shù)衍生而來，利用空氣壓縮—膨脹過程，完成電能—熱能與壓力能—電能的轉(zhuǎn)換。與壓縮空氣儲能不同，液態(tài)空氣儲能壓縮后的氣體不進(jìn)入儲氣室，而是進(jìn)入液化單元，使氣態(tài)空氣變成液態(tài)空氣進(jìn)行儲存。大規(guī)模液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)效率在60%左右，若是冷熱電三聯(lián)供，其效率可以達(dá)到75%—85%。今年7月，青海海西60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能項目開工建設(shè)，加速了液態(tài)空氣儲能商業(yè)化進(jìn)程

傳統(tǒng)鉛酸電池的最大問題在于在大電流，長時間服役后出現(xiàn)負(fù)極硫酸鹽化效應(yīng)，使材料發(fā)生失效、容量驟降。鉛碳電池通過加入碳，有效抑制負(fù)極的硫酸鹽化趨勢，使得電池壽命明顯提升。鉛碳電池在空間寬裕、成本要求高的場景競爭優(yōu)勢更大，相對而言其一次投資成本較低。鉛碳電池在新能源配儲、獨立共享儲能的應(yīng)用極具潛力。

免責(zé)申明：本文轉(zhuǎn)自互聯(lián)網(wǎng)平臺，不作為任何商業(yè)用途，僅作信息分享。如若有侵權(quán)，請聯(lián)系我們刪除。