儲能路在何方？五大新型儲能技術(shù)一覽

大型儲能賽道火熱，儲能新技術(shù)日新月異，鈉離子電池、液流電池、重力儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)化不斷加速，示范項目落地的消息層出不窮。

鈉離子電池

鈉離子電池優(yōu)勢明顯，首先，原料豐富，地殼鈉豐度約為鋰的435倍，其他原材料相比磷酸鐵鋰電池等，也易得且成本較低；其次，可套用鋰電制造工序、產(chǎn)業(yè)鏈，具備快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的能力；第三，性能表現(xiàn)優(yōu)異，安全性高、快充性能優(yōu)異、低溫性能良好。

不過鈉離子電池缺點(diǎn)也同樣明顯，體積大，能量密度較低，循環(huán)壽命沒有鋰離子電池長。

綜上，在大型儲能領(lǐng)域，這個對產(chǎn)品能量密度沒有較高要求，對產(chǎn)品材料、生產(chǎn)成本極度敏感，對產(chǎn)品空間體積沒有較大苛求的領(lǐng)域，鈉離子電池潛力巨大。

目前，我國企業(yè)在鈉電產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展中表現(xiàn)亮眼。

中科海納在鈉電儲能技術(shù)領(lǐng)域位居世界前列；寧德時代等鋰電龍頭入局鈉電儲能加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；華陽股份實(shí)現(xiàn)了全球第一批鈉離子電芯產(chǎn)線投運(yùn)。

液流電池

液流電池以正負(fù)極活性物質(zhì)為分類標(biāo)準(zhǔn)，可分為全釩液流電池，鋅溴液流電池、鐵鉻液流電池等，其中，全釩和鐵鉻是商用主流。

液流電池由于結(jié)構(gòu)設(shè)計，工作時，正負(fù)極電解液分離，各自循環(huán)，互不干擾，具有循環(huán)壽命長、適用范圍廣、容量高、安全性高和電解液可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。

缺點(diǎn)是運(yùn)行溫度范圍較窄和能量密度低，以全釩液流電池為例，其能量密度為15~30Wh/L，約為鋰離子電池的十分之一，甚至26分之一。

在長時儲能領(lǐng)域，鐵鉻液流電池優(yōu)勢尤其明顯，毒性、腐蝕性較低，循環(huán)壽命可達(dá)上萬次，折合成使用時間，可達(dá)20年以上，且綜合成本接近抽水蓄能，在長時儲能領(lǐng)域潛力巨大。

據(jù)維科網(wǎng)儲能的不完全統(tǒng)計，目前，已經(jīng)建成的液流電池儲能項目有200MW/800MWh大連液流電池儲能調(diào)峰電站國家示范項目、10MW/40MWh國電投駝山網(wǎng)源友好風(fēng)電場儲能項目和1MW/2MWh華電滕州新能源熱電有限公司項目等。

重力儲能

重力儲能分屬于機(jī)械儲能，工作原理是利用高度差，升降儲能介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)重力勢能和電能的相互轉(zhuǎn)換。

重力儲能優(yōu)勢主要集中在三個方面。第一，初期投入成本低，僅需約3元/Wh，比抽水蓄能還低；第二，高安全性，對環(huán)境沒什么嚴(yán)苛要求，在偏遠(yuǎn)地區(qū)也能建；第三，長壽命，平均壽命可達(dá)30-35年。

缺點(diǎn)是占地面積大，能量密度低。適用于電力成本高、儲能需求小、有周期性儲能需求的小島嶼和孤立地區(qū)。

我國重力儲能先行者是中國天楹，2022年9月8日，其發(fā)布公告，與通遼市人民政府、中國投資協(xié)會達(dá)成戰(zhàn)略合作，打造含重力儲能項目的通遼風(fēng)光儲氫氨一體化零碳產(chǎn)業(yè)園和零碳產(chǎn)業(yè)裝備制造中心。

壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能，指利用電網(wǎng)負(fù)荷高峰低谷，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時使用電能，將空氣進(jìn)行壓縮存儲，之后，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰時釋放被壓縮的空氣，令其推動汽輪機(jī)發(fā)電。

根據(jù)工作介質(zhì)、存儲介質(zhì)和熱源不同，壓縮空氣儲能可分為傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)、帶儲熱裝置的壓縮空氣儲能系統(tǒng)和液氣壓縮儲能系統(tǒng)等。

壓縮空氣的優(yōu)點(diǎn)在于選址的靈活性，電站可建設(shè)在山洞、鹽穴、報廢礦井、過期油氣井等地，能極大減少原材料和用地的成本。

壓縮空氣儲能在技術(shù)方面較為成熟，國內(nèi)已有多個示范項目落地。

2021年9月23日，在山東肥城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，10MW的鹽穴壓縮空氣儲能調(diào)峰電站正式投運(yùn)。

2022年5月26日，江蘇省常州市金壇區(qū)，世界首個非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能電站——金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗(yàn)示范項目正式投運(yùn)。

飛輪儲能

飛輪儲能的核心部件是飛輪本體和電動/發(fā)電互逆式雙向電機(jī)。

飛輪儲能工作原理為：互逆式雙向電機(jī)工作，帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械動能進(jìn)行存儲；在需要電能時，利用旋轉(zhuǎn)的飛輪，帶動電機(jī)工作發(fā)電，輸出電能，從而實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械動能的相互轉(zhuǎn)換與存儲。

飛輪儲能的優(yōu)點(diǎn)在于長壽命、易安裝、易維護(hù)、大儲能量、高儲能密度和不受充電次數(shù)限制等。

同時，它也有很大的局限性，相比較而言，它能量密度較低，安全性較低，轉(zhuǎn)子、軸承設(shè)計有待完善等。

綜合其優(yōu)缺點(diǎn)，飛輪儲能可廣泛適用于不間斷電源、應(yīng)急電源、免蓄電池磁懸浮飛輪儲能UPS、電動汽車電池、電網(wǎng)調(diào)峰和頻率控制等領(lǐng)域。

目前，飛輪儲能的小型樣機(jī)已經(jīng)有投入使用的具體案例，如2022年4月11日，在青島地鐵3號線萬年泉路站的2臺1兆瓦飛輪儲能裝置已經(jīng)成功投用。

不過在大型儲能方面，受技術(shù)研究現(xiàn)狀的制約，飛輪儲能還需要進(jìn)一步研發(fā)才能順利商業(yè)化。

未來展望

未來，世界范圍內(nèi)儲能市場巨大，單一儲能技術(shù)注定無法全部占據(jù)。

根據(jù)各儲能技術(shù)的成本、性能、適用條件等因素，不同儲能技術(shù)將在儲能細(xì)分領(lǐng)域有各自的發(fā)展。

鈉離子電池布置靈活，可在工商業(yè)儲能大有作為；液流電池可能在長時儲能領(lǐng)域大放光彩；重力儲能在偏遠(yuǎn)山區(qū)、島嶼將具備高性價比；壓縮空氣儲能在廢棄油田、礦場可大幅節(jié)省初始投入成本；飛輪儲能有機(jī)會在電源儲能領(lǐng)域分一杯羹。

廣東儲積電新能源有限公司垂直整合儲能鋰電池研發(fā)生產(chǎn)、BMS研發(fā)、系統(tǒng)集成、銷售為一體的新能源儲能企業(yè)，前身在UPS電源行業(yè)擁有25年以上研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，積極響應(yīng)國家號召實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，碳中和的雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，公司積極轉(zhuǎn)型發(fā)展清潔能源，在儲能板塊先后開發(fā)生產(chǎn)便攜式戶外電源，家庭儲能，工商業(yè)儲能。以市場需求為導(dǎo)向，提供領(lǐng)先的鋰電池儲能系統(tǒng)綜合解決方案。

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