在新型電力系統(tǒng)中，儲(chǔ)能將成為至關(guān)重要的一環(huán)，是新能源消納以及電網(wǎng)安全保障必要保障，在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)都會(huì)得到廣泛的應(yīng)用，需求空間廣闊。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，風(fēng)光強(qiáng)制配儲(chǔ)政策推動(dòng)儲(chǔ)能需求指數(shù)增長(zhǎng)。在市場(chǎng)需求爆發(fā)以及政策鼓勵(lì)的雙重推動(dòng)下，成熟的抽水蓄能、鋰電儲(chǔ)能呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)，其他新型儲(chǔ)能技術(shù)也進(jìn)入了發(fā)展快車道。

本文對(duì)鈉離子電池、液流電池、光熱儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能六種儲(chǔ)能新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、制造成本以及頭部玩家做了整理，請(qǐng)各位看官品讀。

①鈉離子電池：商業(yè)進(jìn)程加速

因?yàn)榭捎觅Y源豐富，鈉電池性能優(yōu)于鋰電池，綜合性價(jià)比較高。

鈉電池快充性能優(yōu)異（常溫下充電15min電量即可達(dá)到80%）、低溫性能良好，常溫條件下循環(huán)壽命為4k-5k次，能量密度持平鐵鋰。2022年全球已探明的鋰資源量約為8900萬(wàn)噸，一半以上分布于南美洲，我國(guó)鋰資源總量為510萬(wàn)噸，全球占比僅為6%，65%的鋰原料需要進(jìn)口。而鈉的地殼豐度遠(yuǎn)高于鋰且廣泛分布于全球各地，海水中即含有豐富的氯化鈉。

鈉電池相較鐵鋰和5系三元單瓦時(shí)成本分別下降45%-55%左右，商業(yè)化進(jìn)程加速。

我們假設(shè)鈉離子電池電芯材料、殼體材料用量以及制造費(fèi)用和磷酸鐵鋰電池一致，采用層狀氧化物和普魯士藍(lán)的鈉電池電芯單wh材料成本分別為0.27/0.22元，若計(jì)入箱體和制造費(fèi)用，假設(shè)合格率為90%，則單wh成本分別為0.47/0.42元，相較磷酸鐵鋰電池的單wh成本（0.8元）和NCM523電池（1.04元）分別有45%和55%左右的降幅。

代表廠商包括NatronEnergy、NAIADES、FARADION、鈉創(chuàng)新能源、中科海納、寧德時(shí)代。

②液流電池：長(zhǎng)時(shí)性能更優(yōu)

液流電池正負(fù)極電解液分離，性能優(yōu)異，鐵鉻、全釩為兩大商用方向。

液流電池是正負(fù)極電解液分開，各自循環(huán)的一種高性能蓄電池，具有容量高、使用領(lǐng)域（環(huán)境）廣、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。根據(jù)電極活性物質(zhì)的不同可分為鐵鉻、全釩、鋅溴等，鐵鉻和全釩兩種為目前主流商用方向。

鐵鉻電池循環(huán)壽命超長(zhǎng)，運(yùn)行溫區(qū)較廣，降本在即。

2022年全球鉻鐵礦資源量約120億噸，南非占據(jù)半壁江山，我國(guó)與鉻礦開采國(guó)均保持正常的貿(mào)易合作，供應(yīng)格局尚可。鐵鉻液流電池毒性和腐蝕性較低，理論循環(huán)次數(shù)可達(dá)萬(wàn)次以上，整體使用壽命可以達(dá)到20年以上，成本方面，未來(lái)綜合成本或可接近抽水蓄能。

全釩電池性能優(yōu)異，可用釩資源豐富，但成本較高。

我國(guó)釩資源豐富，2022年全球已探明的釩資源量約為6300萬(wàn)噸，我國(guó)釩資源總量為950萬(wàn)噸，全球占比15%，2020年中國(guó)攀鋼集團(tuán)公司釩企業(yè)產(chǎn)能（折合成V2O5）世界排名第一。釩電池安全性高，循環(huán)壽命高達(dá)16000次，擴(kuò)容能力強(qiáng)，適合大型儲(chǔ)能場(chǎng)景。且釩電池的電解液便于回收，效率高達(dá)75%以上。

③光熱儲(chǔ)能：調(diào)峰調(diào)頻優(yōu)勢(shì)獨(dú)具

光熱發(fā)電作為儲(chǔ)能具有天然優(yōu)勢(shì)。

太陽(yáng)能光熱發(fā)電機(jī)組既具備同步電源特性，同時(shí)配置了熱儲(chǔ)存系統(tǒng)，因此既有一次調(diào)頻的功能，同時(shí)也能進(jìn)行二次調(diào)頻。根據(jù)我國(guó)2018年投產(chǎn)的三座太陽(yáng)能光熱發(fā)電示范項(xiàng)目的驗(yàn)收結(jié)果，光熱機(jī)組調(diào)峰深度最大可達(dá)80%；爬坡速度快，升降負(fù)荷速率可達(dá)每分鐘3%～6%額定功率，冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間1小時(shí)左右、熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)間約25分鐘，調(diào)節(jié)性能優(yōu)于煤電。

平價(jià)有望到來(lái)，光伏光熱互補(bǔ)具有成本優(yōu)勢(shì)。

根據(jù)中控太陽(yáng)能，以德令哈市為例，分別利用光伏+電池、光伏+抽水蓄能、光伏+塔式光熱三種技術(shù)路線來(lái)設(shè)計(jì)年發(fā)電量為400GWh/年的“發(fā)電+儲(chǔ)能”系統(tǒng)：光熱儲(chǔ)能調(diào)峰電站為光伏配置20%熔鹽儲(chǔ)能服務(wù)可以有效解決光伏棄光問(wèn)題；同時(shí)，在相同的儲(chǔ)能調(diào)峰補(bǔ)貼下，光伏+光熱儲(chǔ)能調(diào)峰電站的綜合上網(wǎng)電價(jià)低于光伏+鋰電池儲(chǔ)能；而當(dāng)儲(chǔ)能補(bǔ)貼高于0.12元/kWh時(shí)，光伏+光熱儲(chǔ)能調(diào)峰電站的上網(wǎng)電價(jià)能夠小于火電脫硫標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)0.3247元/kWh。

④重力儲(chǔ)能：在物理儲(chǔ)能中成本占優(yōu)

重力儲(chǔ)能是一種機(jī)械式的儲(chǔ)能，主要原理是基于高度落差對(duì)儲(chǔ)能介質(zhì)進(jìn)行升降來(lái)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電過(guò)程。

重力儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)：1）初始投入成本僅需約3元/Wh，低于抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能成本。據(jù)測(cè)算，重力儲(chǔ)能度電成本約為0.5元/kWh，低于絕大部分電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，在成本上具有優(yōu)勢(shì)；2）安全性高，對(duì)建設(shè)環(huán)境要求不高，對(duì)環(huán)境破壞??；3）壽命長(zhǎng)，重力儲(chǔ)能平均壽命約30-35年，接近抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能。

中國(guó)天楹：我國(guó)重力儲(chǔ)能先行者，首個(gè)重力儲(chǔ)能項(xiàng)目已簽約。2022年1月30日，中國(guó)天楹控股子公司Atlas與重力儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)商瑞士EV公司簽署了《技術(shù)許可使用協(xié)議》，根據(jù)協(xié)議，EV授權(quán)Atlas在中國(guó)區(qū)獨(dú)家使用許可技術(shù)建造和運(yùn)營(yíng)重力儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)施。5月20日，該項(xiàng)目落戶如東，是我國(guó)首個(gè)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，規(guī)模為26MW/ 100MWh，項(xiàng)目的簽約有望加快我國(guó)重力儲(chǔ)能行業(yè)進(jìn)展。

⑤壓縮空氣儲(chǔ)能：技術(shù)已較為成熟

壓縮空氣儲(chǔ)能是指在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報(bào)廢礦井、儲(chǔ)氣罐、山洞、過(guò)期油氣井或新建儲(chǔ)氣井中，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。相比興建鋼罐等壓力容器儲(chǔ)存的方式，利用鹽穴等地下洞穴建設(shè)大容量電站，將顯著降低原材料、用地等方面的成本。按照工作介質(zhì)、存儲(chǔ)介質(zhì)與熱源可以分為：傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（需要補(bǔ)燃）、帶儲(chǔ)熱裝置的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)、液氣壓縮儲(chǔ)能系統(tǒng)等。

國(guó)內(nèi)已有壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目投產(chǎn)落地。

2021年9月23日，山東肥城鹽穴先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰電站一期10MW示范電站順利通過(guò)發(fā)電并網(wǎng)驗(yàn)收，二期300兆瓦項(xiàng)目也已啟動(dòng)。2022年5月26日，金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目舉行投產(chǎn)儀式，標(biāo)志著世界首座非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站正式投入商業(yè)運(yùn)行。

壓縮空氣儲(chǔ)能電站的定價(jià)機(jī)制還在探索階段，若能與抽水蓄能一樣采取兩部制電價(jià)，將提高其經(jīng)濟(jì)性。

⑥飛輪儲(chǔ)能：位于商業(yè)化早期

飛輪儲(chǔ)能是新型儲(chǔ)能技術(shù)之一，處于商業(yè)化早期。

通過(guò)電動(dòng)/發(fā)電互逆式雙向電機(jī)，電能與高速運(yùn)轉(zhuǎn)飛輪的機(jī)械動(dòng)能之間的相互轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存。飛輪儲(chǔ)能具有使用壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)能密度高、不受充放電次數(shù)限制、安裝維護(hù)方便、對(duì)環(huán)境危害小等優(yōu)點(diǎn)，可用于不間斷電源、應(yīng)急電源、電網(wǎng)調(diào)峰和頻率控制。但目前飛輪儲(chǔ)能還具有很大的局限性，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)能技術(shù)主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方法已經(jīng)基本明確

。 目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(shì)發(fā)展，但是卻有非常多的難點(diǎn)，主要集中在轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)、磁軸承、功率電子電路、安全及保護(hù)特性、機(jī)械備份軸承。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)突出，應(yīng)用廣泛，隨著技術(shù)的成熟和價(jià)格的降低，將會(huì)是儲(chǔ)能領(lǐng)域的一項(xiàng)新的革命。

2022年4月11日，2臺(tái)1MW飛輪儲(chǔ)能裝置在青島地鐵3號(hào)線萬(wàn)年泉路站完成安裝調(diào)試并順利并網(wǎng)，這是我國(guó)軌道交通行業(yè)首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能裝置。

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審核編輯 ：李倩