新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書（征求意見稿）》對(duì)于發(fā)展新型儲(chǔ)能給出了明確的具體路線與發(fā)展方向：

“重點(diǎn)開展長壽命、低成本及高安全的電化學(xué)儲(chǔ)能關(guān)鍵核心技術(shù)、裝備集成優(yōu)化研究，提升鋰電池安全性、降低成本，發(fā)展鈉離子電池、液流電池等多元化技術(shù)路線。大力推動(dòng)壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能等技術(shù)向大規(guī)模、高效率、靈活運(yùn)行方向發(fā)展?！?/p>

根據(jù)《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2023》，2022年中國新增投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模首次突破15GW，達(dá)到16.5GW，其中，抽水蓄能新增規(guī)模9.1GW，同比增長75%。

新型儲(chǔ)能新增規(guī)模創(chuàng)歷史新高，達(dá)到7.3GW/15.9GWh，功率規(guī)模同比增長200%，能量規(guī)模同比增長280%。

新型儲(chǔ)能中，鋰離子電池占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位，比重達(dá)97%，此外，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池、鈉離子電池、飛輪等其它技術(shù)路線的項(xiàng)目，在規(guī)模上有所突破，應(yīng)用模式逐漸增多。

新型儲(chǔ)能主要指“除抽水蓄能外以輸出電力為主要形式，并對(duì)外提供服務(wù)的儲(chǔ)能項(xiàng)目”，由于建設(shè)周期短、選址靈活、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，與新能源開發(fā)消納更加匹配，優(yōu)勢逐漸凸顯。

從技術(shù)發(fā)展路線來看，新型儲(chǔ)能目前多種技術(shù)并進(jìn)。從當(dāng)前節(jié)點(diǎn)看，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、鈉離子電池儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能這六種新型儲(chǔ)能路線最值得關(guān)注。

01

壓縮空氣儲(chǔ)能

壓縮空氣儲(chǔ)能是機(jī)械儲(chǔ)能的一種形式。在電網(wǎng)低谷時(shí)，利用富余的電能，帶動(dòng)壓縮機(jī)生產(chǎn)高壓空氣，并將高壓空氣存入儲(chǔ)氣室中，電能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力勢能。

壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)適合建造大型儲(chǔ)能電站(>100MW)，放電時(shí)長可達(dá)4小時(shí)以上，適合作為長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。

壓縮空氣系統(tǒng)初投資成本主要包括系統(tǒng)設(shè)備、土地費(fèi)用和基建等。系統(tǒng)設(shè)備包括了壓縮機(jī)機(jī)組、膨脹機(jī)機(jī)組、蓄熱系統(tǒng)（換熱器、蓄熱器、蓄熱介質(zhì)、管道）、電氣及控制設(shè)備、儲(chǔ)氣室等。其中，系統(tǒng)設(shè)備是壓縮空氣儲(chǔ)能初投資成本的主要部分。

壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈分為上游設(shè)備及鹽穴/儲(chǔ)氣罐、中游項(xiàng)目工程建設(shè)、下游電網(wǎng)系統(tǒng)投資運(yùn)營三個(gè)部分。

上游核心設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)、透平膨脹機(jī)、換熱器等。空氣壓縮機(jī)相關(guān)廠商包括陜鼓動(dòng)力、沈鼓集團(tuán)等；換熱/儲(chǔ)熱裝備和透平膨脹機(jī)廠商主要包括哈爾濱電氣、東方電氣、上海電氣、金通靈等；鹽穴/儲(chǔ)氣罐主要廠商包括蘇研井神和中國鹽業(yè)等。

中游新型壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)目前主要有三個(gè)新的技術(shù)路徑：蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能、液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)、超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

目前壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)展整體上處于示范驗(yàn)證與商業(yè)推廣過渡的階段。目前我國已有百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目完成建安，參與企業(yè)包括中國電建、中國能建和中儲(chǔ)國能等。

下游可接入電網(wǎng)系統(tǒng)，起到削峰填谷、可再生能源消納等作用。投資運(yùn)營主要參與企業(yè)包括華能集團(tuán)、大唐集團(tuán)、國家能源集團(tuán)和中國能建數(shù)科集團(tuán)等。

02

全釩液流電池儲(chǔ)能

全釩液流電池是以釩為活性物質(zhì)，呈循環(huán)流動(dòng)液態(tài)的氧化還原電池，通過電解液中釩離子價(jià)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)電能的存儲(chǔ)和釋放。目前可實(shí)現(xiàn)15000次以上充放電，使用年限超20年。

全釩液流電池循環(huán)壽命極長，容量規(guī)模易調(diào)節(jié)，安全性較高，但能量密度低，材料成本較高。目前全釩液流電池的初始投資約為3000-4000元/KWh，成本約為鋰電池的兩倍。

但由于電解液不會(huì)降解，回收利用率較高，因此全釩液流電池殘值很高。借助合適的商業(yè)模式，全釩液流電池初始投資較高的問題可以得到解決。

從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看，電解液和電堆是全釩液流電池的核心部件。

電解液的主要原材料為五氧化二釩及硫酸，約占總成本的41%，因此上游釩的價(jià)格變化對(duì)電池成本有很大影響，電解液生產(chǎn)公司包括大連博融、湖南銀峰、河鋼股份等。

電堆由雙極板、隔膜、電極等構(gòu)成，約占總成本的37%，電堆目前多數(shù)由釩電池生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)，包括大連融科、北京普能等。

隔膜目前大部分供應(yīng)商用的是杜邦公司的Nafion膜，國內(nèi)企業(yè)也已開展相關(guān)布局，其中東岳集團(tuán)已成功研發(fā)用于全釩液流電池的質(zhì)子交換膜。

石墨氈電極是全釩液流電極的首選材料，部分公司采用優(yōu)化碳纖維生產(chǎn)工藝，制備相關(guān)電極材料。

全釩液流整機(jī)制造公司主要有大連融科、北京普能、偉力得、上海電氣等。

03

鈉離子電池儲(chǔ)能

儲(chǔ)能是鈉離子電池較適用的場景，核心原因是大型儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)能量密度要求不高，對(duì)安全性及經(jīng)濟(jì)性要求更高。其中，大規(guī)模儲(chǔ)能主要包括風(fēng)力電站、太陽能電站以及家庭儲(chǔ)能。

相比鋰離子電池，鈉離子電池的正極材料、負(fù)極材料和集流體具有成本優(yōu)勢。

當(dāng)前鈉離子電池的初始容量投資在500-700元/kWh，若循環(huán)次數(shù)在6000周時(shí)，鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)度電成本可實(shí)現(xiàn)0.217-0.285元/kWh。

因此，鈉離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)側(cè)及電源側(cè)具備更強(qiáng)的競價(jià)優(yōu)勢，并且能夠有效提高分布式電源滲透率，提升配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

目前，國內(nèi)鈉離子產(chǎn)業(yè)化中有兩類企業(yè)備受關(guān)注。

一類是以寧德時(shí)代為首的鋰電龍頭企業(yè)，具備規(guī)模化起量迅速、上下游客戶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定兩大在位者優(yōu)勢，有利于其快速搶占鈉電市場。寧德時(shí)代于2021年發(fā)布第一代鈉離子電池，預(yù)計(jì)在2023年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

另一類是以中科海鈉為首的專注于鈉離子電池研發(fā)的新銳企業(yè)。其研發(fā)基礎(chǔ)雄厚，涉及電池、正負(fù)極、電解液、隔膜等全領(lǐng)域，量產(chǎn)走在世界前列，具備先行開拓市場潛力。

國內(nèi)已布局鈉電池領(lǐng)域的企業(yè)還包括華陽股份、傳藝科技、維科技術(shù)、孚能科技、鵬輝能源、多氟多、欣旺達(dá)等。

華陽股份深度綁定中科海鈉，并切入負(fù)極、電解液、電芯pack等，打造全產(chǎn)業(yè)鏈模式，規(guī)劃的全球首批量產(chǎn)1GWh鈉離子電芯生產(chǎn)線正式投產(chǎn)；傳藝科技轉(zhuǎn)型進(jìn)軍鈉離子電池，投資50億元建設(shè)10GWh鈉離子電池生產(chǎn)線及相應(yīng)產(chǎn)能的正負(fù)極材料產(chǎn)線，其中一期2GWh，二期8GWh。

04

熔鹽儲(chǔ)能

熱儲(chǔ)能主要是指熔鹽儲(chǔ)能，是一種大容量、長時(shí)間（6到8小時(shí)）的長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)路徑。

目前主要應(yīng)用在光熱發(fā)電和火電機(jī)組靈活改造領(lǐng)域。

電網(wǎng)側(cè)熔鹽儲(chǔ)能由于規(guī)模較大可以進(jìn)行儲(chǔ)存棄風(fēng)/光電力和低谷電力，進(jìn)行新能源消納，提高電廠的靈活性；用戶側(cè)可以直接參與清潔供熱和工業(yè)供汽。

熔鹽作為傳熱介質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)太陽能到熱能的轉(zhuǎn)換，作為儲(chǔ)能介質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)將熱能和電能的雙向轉(zhuǎn)換，可以很好的適應(yīng)和解決以上兩大矛盾。

經(jīng)過光熱發(fā)電配儲(chǔ)市場培育，熔鹽儲(chǔ)熱產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展較為成熟。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2022年10月，總計(jì)有配套風(fēng)光4.5GW光熱儲(chǔ)能項(xiàng)目，新增規(guī)劃、在建項(xiàng)目的容量超過2021年底全國并網(wǎng)示范項(xiàng)目容量的8倍。

熔鹽儲(chǔ)熱上游主要是聚光設(shè)備（安彩高科、洛陽玻璃、首航高科等）、吸熱材料（鹽湖股份、云圖控股、中能科技）、儲(chǔ)熱材料（魯陽節(jié)能）等。

中游儲(chǔ)能系統(tǒng)集成技術(shù)上主要是西子潔能、首航高科、東方電氣、上海電氣、龍騰光熱等企業(yè)參與。

下游發(fā)電供熱側(cè)既可以和電力公司合作進(jìn)行發(fā)電，也可以直接和熱力公司合作進(jìn)行供熱。

2023年4月，國家能源局發(fā)布了關(guān)于推動(dòng)光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的新政策，核心內(nèi)容是要求盡快落地2.8GW光熱項(xiàng)目，力爭“十四五”期間全國光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模達(dá)到3GW左右。

截至2022年底，我國光熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)僅為588MW（0.588GW），當(dāng)年新增光熱發(fā)電裝機(jī)僅為50MW，那么每年新增相當(dāng)于提升了60倍。

隨著政策的利好和新型儲(chǔ)能蓬勃發(fā)展，熔鹽儲(chǔ)能作為儲(chǔ)能的新興細(xì)分賽道，有望迎來發(fā)展空間。

05

重力儲(chǔ)能

重力儲(chǔ)能是一種機(jī)械式儲(chǔ)能，通過電力將重物提升至高處，以增加其重力勢能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。

與其他儲(chǔ)能類型相比，重力儲(chǔ)能能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80-85%、建站選址靈活、安全性和穩(wěn)定性較高，應(yīng)用優(yōu)勢明顯。

重力儲(chǔ)能可應(yīng)用于發(fā)電側(cè)、用戶側(cè)、電網(wǎng)側(cè)等多種場景，但目仍處于發(fā)展早期，全球范圍內(nèi)并未形成成熟的商業(yè)化項(xiàng)目，未來具備廣闊的市場空間。

主要參與廠商中國天楹與重力儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)商EV簽署《技術(shù)許可使用協(xié)議》，通過引進(jìn)并推廣EV公司先進(jìn)技術(shù)，加速推動(dòng)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目在中國落地。

EV是全球重力儲(chǔ)能領(lǐng)域龍頭，并率先實(shí)現(xiàn)商用，尤其在行業(yè)核心壁壘即“算法”上通過高精度人工智能算法保障充放電過程中磚塊2.9秒快速移動(dòng)到指定位置的精確性，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目質(zhì)量行業(yè)領(lǐng)先。

中國天楹獲得EV國內(nèi)獨(dú)家技術(shù)許可，目前攜手三峽等央企，預(yù)計(jì)伴隨全球第一個(gè)項(xiàng)目落地驗(yàn)證后，儲(chǔ)能業(yè)務(wù)有望高增。

06

飛輪儲(chǔ)能

飛輪儲(chǔ)能是利用飛輪的高速旋轉(zhuǎn)，將電能以機(jī)械能的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。

相比對(duì)比其他儲(chǔ)能方式，飛輪儲(chǔ)能具備儲(chǔ)能密度大、放能密度深、響應(yīng)快等性能優(yōu)勢，同時(shí)兼具安全性、可靠性、低維護(hù)和無污染等技術(shù)優(yōu)勢。但是飛輪儲(chǔ)能也具有很大的局限性，相對(duì)能量密度低、靜態(tài)損失較大，現(xiàn)僅處于商業(yè)化早期。

飛輪儲(chǔ)能當(dāng)前主要正處于廣泛的實(shí)驗(yàn)階段，小型樣機(jī)已經(jīng)研制成功并有應(yīng)用于實(shí)際的例子，正向發(fā)展大型機(jī)的趨勢發(fā)展。

國外飛輪儲(chǔ)能技術(shù)主要集中在飛輪調(diào)頻電站、UPS等領(lǐng)域，已經(jīng)有一定規(guī)模的使用。

國內(nèi)早期從事飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的單位有：北京飛輪儲(chǔ)能（柔性）研究所、核工業(yè)理化工程研究院、中科院電工研究所、清華大學(xué)、華北電力大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等。

國內(nèi)從事飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用開發(fā)的企業(yè)包括華陽股份、泓慧國際能源、微控能源、國機(jī)重裝、廣大特材、蘇交科、湘電股份等。

隨著技術(shù)的成熟和價(jià)格的降低，飛輪儲(chǔ)能有望成為領(lǐng)域的一項(xiàng)新的革命。

雙碳背景下，可再生能源發(fā)電的快速增長，加之歐洲能源成本的逐年攀升，從而帶來全球各類場景儲(chǔ)能市場均保持高速增長。2025年全球儲(chǔ)能需求有望達(dá)396GWh，對(duì)應(yīng)2021-2025年復(fù)合增長率超65%，將是未來幾年新能源中最具成長性的賽道。