2019年各类储能技术谁将脱颖而出

2019年各类储能技术谁将脱颖而出

据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟（CNESA）全球储能项目库的不完全统计：2018年中国累计投运储能项目规模为1018.5MW/2912.3MWh，是2017累计总规模的2.6倍。2018年中国新增投运电化学储能项目装机规模600MW，同比增长 414%；累计装机已达到 1010MW。同时，2018年国内电网侧储能新增装机比重首次超过用户侧储能。进入2019年，多种技术路线并存的储能市场将迎来哪些转变，哪一种储能技术路线发展势头最猛？中国化学与物理电源行业协会储能应用分会的统计数据或许能让我们对储能市场有一个全景式了解。

锂离子电池：

截至2018年6月底，全球已投运电化学储能项目的累计装机规模为3623.7兆瓦，占比为2.1%。2018年上半年，全球新增投运电化学储能项目装机规模697.1兆瓦，其中锂离子电池装机规模的最大，为690.2兆瓦；中国新增投运电化学储能项目装机规模100.4兆瓦，其中锂离子电池的装机规模最大，为94.1兆瓦。

现阶段化学储能技术应用较为超前的国家，锂离子电池的装机规模体量都较大，且均在快速提升。其中，美国锂离子电池项目以三元和磷酸铁锂为主；日本、韩国、德国、英国、澳大利亚以日韩系锂离子电池技术为主，大多偏向三元系；中国则以磷酸铁锂为主。

远期来看，锂离子电池在各个应用场景的装机增长将受技术发展水平、政策导向、市场机制、安全性等综合因素决定，随着电动汽车快速发展所带来电池成本的快速下降，未来3-5年锂离子电池发展潜力巨大。

液流电池：

截至2017年底，全球已投运液流电池储能项目117.2兆瓦。在建或规划的化学储能项目中，共有2座大型液流电池储能电站，分别是德国700兆瓦电网级应用以及中国大连200兆瓦液流电池调峰电站。

钠硫电池：

自2002年起，日本NGK公司开始钠硫电池的商业化，以钠硫电池为主的钠基电池开始进入储能市场。截至2017年底，全球已投运钠基电池装机规模425.6兆瓦，在2011-2013年间，钠硫电池经历了较为严重的安全危机。

氢能：

据不完全统计，目前，全球已有13座共计20.5兆瓦氢储能示范电站，主要分布在德国、意大利、英国、挪威等。

中国氢储能仍处于初期阶段，参与机构主要以北京有色金属研究总院、浙江大学、北京大学等高校以及国家电网公司（全球能源互联网研究院）、国家能源集团（北京低碳所）等国企为主，与此同时，民营企业如雄韬电源等开始快速加入。

铅酸/铅炭电池：

截至2017年底，全球已有155座共计299兆瓦铅蓄电池储能电站投入运行。中国已有59座共计135.2兆瓦铅蓄电池储能项目投入运行，并保持持续增长态势。铅蓄电池储能项目各类应用场景中，分布式及微网、用户侧所占比例之和达到96%，综合考虑铅蓄电池技术特点、中国分布式及离网电站、启停电源、数据中心、后备电源市场发展现状，在未来几年，铅蓄电池在上述应用领域仍将保持一定发展速度。

当前，国内铅炭电池寿命预期70%DOD充放电深度下稳定循环3700-4200次，全寿命周期成本1200-150元/千瓦时，度电成本约0.5-0.7元/千瓦时，已初步具备商业化规模应用的条件，尤其是针对工商业峰谷电价差较高的江苏、广东、北京等地。

蓄热/蓄冷：

截至2017年底，全球已投运蓄热/蓄冷储能装机规模2785.3兆瓦，尤其是2015年之后全球蓄热/蓄冷储能增速显著加快，2017年新增蓄热/蓄冷储能规模达到567.1兆瓦，主要分布在西班牙、美国、智利、摩洛哥、南非等国。全球蓄热储能电站主要参与可再生能源并网，占比达到92%，其他领域占比较小。中国已投运3座共计11.7兆瓦熔融盐储热项目。随着国内光热发电项目的快速落地，储热装机也将迎来快速增长。

抽水蓄能电站：

截至2017年底，中国已有36座共计32.4吉瓦抽水蓄能电站投入运行（包含两座台湾抽水蓄能电站），中国投运的抽水蓄能电站中，华东装机规模最高，其次依次是华南、华中、华北、东北、西南。

压缩空气储能：

截至2017年底，全球已有16座共计748.9兆瓦压缩空气储能电站投入运行，投运的压缩空气储能类型包括传统洞穴式压缩空气、先进绝热压缩空气以及液化压缩空气。压缩空气储能项目主要分布在英国、德国和美国，中国、荷兰、瑞士有小规模项目示范。

飞轮储能：

统计数据显示，飞轮储能非常适用于电力调频、轨道制动能量回收、企业级UPS等领域。尤其是在对调频响应速度和启动时间要求较高的一次快速调频领域，飞轮储能具有独特的优势。截至2017年底，全球已有48座共计944.8兆瓦飞轮储能电站投入运行。在国内，代表项目有国家电网公司“保定工业园区0.1兆瓦微网示范工程”、中原油田首台兆瓦级飞轮储能新型能源钻机混合动力系统及“西宁韵家口风光水储智能微电网0.5兆瓦示范项目”。国内主要研究机构包括清华大学飞轮储能实验室、华北电力大学、浙江大学、中科院等科研院所。

中国化学与物理电源行业协会储能应用分会认为，现阶段，储能市场正处于多种技术并存、短期内仍将维持现状的局面。每类技术都有各自的优势和不可避免的缺陷，这也决定了不同技术适用于特定应用领域的特性。各类储能技术仍将保持多元化的发展格局，但安全性好、循环寿命高、成本低、效率高、易回收的技术将是未来储能技术的共同追求。

水系离子电池：

（图：水系离子电池工作示意图）

除了上面所介绍的几种电池技术以外，水系离子电池也是一种先进的电化学储能技术，近年来引起关注。水系离子电池主要包括水系锂离子电池和水系钠离子电池。该类电池是以水为基础的电池体系。尽管水系电池的能量密度低于传统有机系锂离子电池，但可接近现有水系二次电池（如铅酸、镉镍电池），同时具有高度安全、对环境友好、低成本等优势，因而逐渐受到重视，非常适合大规模储能市场。基于水系锂离子或钠离子电池，近年来涌现出恩力能源和贲安能源等佼佼者。

（图：锋成研究院水系电池和材料研发平台）

宁波锋成先进能源材料研究院储能中心致力于合成有机电极材料，作为负极用于水系锂离子电池，正极使用成熟体系的锰酸锂正极材料。该水系电池具有绝对安全（不起火不爆炸），在满充慢放状态下具有超过几千次的循环寿命，无贵金属环境友好，成本可控，快充，和大的温度使用范围等优点。该电池技术可以解决储能领域的安全、成本和寿命的痛点，非常适合大规模储能的应用，包括削峰填谷、新能源并网发电、调频和微电网等场景。

（图：水系离子电池市场应用案例：清华大学固安中试孵化项目，20kW光伏+85kWh储能）

2019年，哪一种储能技术路线能够脱颖而出，受多重因素影响，包括技术路线可行性、研发群体数量和质量、关联企业参与度、进入市场速度和市场反应等。