實現(xiàn)碳中和已成全球共識，而儲能技術(shù)是推動能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵要素。由于可再生能源具有間歇性、波動性和不穩(wěn)定性，影響電力平衡，儲能技術(shù)的應(yīng)用可有效增加其利用率，減輕電網(wǎng)壓力，提高電力系統(tǒng)的靈活性、經(jīng)濟(jì)效益和安全性。
儲能是將能量以某種形式儲存，并在將來需要時以同樣或其他形式釋放。從廣義上講，儲能形式多樣，包括存儲電力、熱量、氣體/氫氣，甚至化石燃料等。
儲能技術(shù)是通過特殊設(shè)備和物質(zhì)存儲不同類型的能量，再根據(jù)需要重新利用的技術(shù)?，F(xiàn)階段，主流的電能存儲方式主要有機(jī)械儲能、化學(xué)儲能及電磁儲能。
全球新型儲能80%市場由美國、中國和歐洲占據(jù)，其中美國占34%，中國占24%，歐洲占22%。值得關(guān)注的是，中美兩國在抽水蓄能和電化學(xué)儲能領(lǐng)域居于主導(dǎo)地位。
隨著我國實施“雙碳”戰(zhàn)略，儲能需求不斷增長。實現(xiàn)碳中和需依賴清潔、低碳的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，非化石能源比重將大幅提高。據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織預(yù)測，到2025年我國可再生能源發(fā)電量所占比例將達(dá)到20%。
我國正在經(jīng)歷電力系統(tǒng)的綠色低碳轉(zhuǎn)型和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。在電力結(jié)構(gòu)中，新能源電力比例逐步上升。然而，新能源電力波動大且有不穩(wěn)定性，致使其無法與電力負(fù)荷波動相匹配，加劇了常規(guī)電源的壓力。在負(fù)荷低谷期，新能源發(fā)電量大，加重電力系統(tǒng)調(diào)峰難度；在負(fù)荷高峰時，新能源發(fā)電能力不足，需采取有序用電策略。因此，開發(fā)新能源需要不同的調(diào)節(jié)方式，儲能技術(shù)在此方面尤為重要。截至目前，全國已有多個省市出臺新能源配儲政策，明確將建設(shè)儲能設(shè)施作為新能源并網(wǎng)或核準(zhǔn)的前置條件，這也進(jìn)一步凸顯了儲能行業(yè)的重要性。
當(dāng)下，我國壓縮空氣儲能、儲熱儲能、鉛蓄電池、鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池等儲能技術(shù)已接近甚至超越國際前沿水平；盡管抽水蓄能、飛輪儲能、超級電容器和創(chuàng)新型儲能技術(shù)仍有一定差距，但與發(fā)達(dá)國家的距離正在逐漸縮短。
經(jīng)濟(jì)性與安全是約束我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大因素，原有的高上網(wǎng)電價電站、峰谷電價差異較大以及具有儲能扶持政策區(qū)域的儲能項目，其需求有望得到釋放。然而，儲能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性依然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重大挑戰(zhàn)。
其次，隨著儲能裝機(jī)規(guī)模不斷攀升，警惕的問題是儲能事故風(fēng)險。尤其是伴隨亞洲最大的儲能裝機(jī)群的出現(xiàn)，如何保障儲能設(shè)施的消防安全成為了決定產(chǎn)業(yè)命運(yùn)的首要課題。因此，提高儲能設(shè)備的可靠性和安全性是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。
儲能技術(shù)是通過存儲設(shè)備將能源儲備起來，便于電量供應(yīng)不足或峰值需求之際穩(wěn)定電力供應(yīng)。依據(jù)功能劃分，儲能方式包括機(jī)械儲能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能）、電磁儲能（如超級電容和超導(dǎo)儲能）以及電化學(xué)儲能（例如鉛酸電池、鋰離子電池和液流電池）。
每個類別儲能技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但其復(fù)雜性并未妨礙其共同協(xié)作實現(xiàn)儲能。近年來“雙碳”目標(biāo)的提出促進(jìn)了儲能行業(yè)的飛速發(fā)展，并成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。
抽水蓄能：我國作為世界上最大的抽水蓄能國家，正在快速發(fā)展當(dāng)中。抽水蓄能通過將低谷時期電力儲存為水位高度，高峰時段轉(zhuǎn)化為電能，儲能能力與壩高及庫容密切相關(guān)。盡管抽水蓄能電站初期建設(shè)投入昂貴，但因為技術(shù)成熟、循環(huán)次數(shù)多、使用壽命長且損失低，其度電成本有著明顯優(yōu) 勢。然而，由于地理位置局限和建設(shè)周期較長，且資源量有限制，抽水蓄能發(fā)展仍受需求和電價機(jī)制諸多因素的制約。
飛輪儲能：作為尚未完全商業(yè)化應(yīng)用的儲能技術(shù)，具有功率密度高、充電瞬時響應(yīng)速度、長使用壽命、深度放電、無環(huán)境污染、運(yùn)行成本低、危險性小的獨(dú)特優(yōu)勢，非常適用于快速大功率充放電場景。然而，飛輪儲能的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如成本較高、缺乏激勵政策、技術(shù)成熟度不足以及標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
壓縮空氣儲能：經(jīng)過新技術(shù)的推廣，現(xiàn)在的壓縮空氣儲能系統(tǒng)已經(jīng)能夠高效地運(yùn)行。此項技術(shù)通過儲存高壓空氣壓力能量并在需要時膨脹發(fā)電。傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)由于效率難以提高而受到限制，但新的研究已經(jīng)開始探索類似空氣輔助式汽缸系統(tǒng)、改善熱力學(xué)循環(huán)、液態(tài)壓縮空氣儲能系統(tǒng)和超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)這些新的技術(shù)路徑，使得協(xié)定的效率和成本已經(jīng)可以與抽水蓄能相媲美，這些都為大型商業(yè)化應(yīng)用創(chuàng)造了可能。
鋰離子電池儲能：當(dāng)前儲能市場領(lǐng)跑者。鋰離子電池具有高能量密度、長循環(huán)壽命、極高效率以及卓越的響應(yīng)速度，因此在儲能應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)絕對主導(dǎo)地位。自2015年起，鋰離子電池在儲能市場上占據(jù)主導(dǎo)位置。到2022年，新安裝儲能設(shè)備中的94.2%為鋰離子電池儲能技術(shù)。
具體而言，LFP、NMC等三元鋰電池在總占比中超過75%。相比之下，磷酸鐵鋰的能量密度更高，循環(huán)壽命更長，能量轉(zhuǎn)化率也較高。此外，它還具備低自放電率、易快速充電和高效維護(hù)等優(yōu)勢，且成本較低，使用壽命較長，已成為我國推廣的主要儲能技術(shù)之一，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
氫燃料電池儲能：潛力無限的未來選擇。氫燃料電池以氫氣作為燃料，可以通過電解水逆反應(yīng)產(chǎn)生電力。用氫和氧構(gòu)成電極，燃料通過電荷載體傳導(dǎo)至外部，然后在對外供電時釋放出電子。在全球致力于降低碳排放之際，發(fā)展氫能已經(jīng)成為能源轉(zhuǎn)型的重要途徑。
憑借能源豐富、效率高、零噪音、零污染等優(yōu)異特性，氫燃料電池必將對節(jié)省資源和改善環(huán)境作出重大貢獻(xiàn)。各國紛紛加大該領(lǐng)域的投入與研發(fā)力度。
新能源裝載量增長引發(fā)尖峰負(fù)荷難題，儲能及協(xié)同解決方案需求空前增長。自習(xí)近平主席于2020年聯(lián)合國大會提出"碳中和"戰(zhàn)略以來，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電實現(xiàn)爆發(fā)式增長。然而，隨著可再生能源大量并網(wǎng)，傳統(tǒng)的集中式電力控制模式被打破，電力系統(tǒng)變得更加智能和分布式，負(fù)荷也越來越分散，需求側(cè)響應(yīng)成為解決尖峰負(fù)荷問題的關(guān)鍵。
盡管中國發(fā)電量已達(dá)到大約26億千瓦，但依然無法緩解13億人口面臨的尖峰負(fù)荷用電不足的問題。因此，解決這個難題的新途徑是建立虛擬電廠。虛擬電廠是電化學(xué)儲能的重要輔助手段；與此同時，這兩者共同構(gòu)成未來電網(wǎng)調(diào)節(jié)峰值頻率的重要角色。
如何保證整個電力系統(tǒng)能夠在高比例的波動性可再生能源環(huán)境下仍然保持穩(wěn)定是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)，也是影響電力安全的關(guān)鍵因素。無論是發(fā)電端的電化學(xué)儲能，還是電網(wǎng)端的抽水蓄能，或是用戶側(cè)的需求響應(yīng)，以及虛擬電廠，都旨在應(yīng)對新能源上網(wǎng)所帶來的巨大負(fù)荷，為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻的服務(wù)，而虛擬電廠則是電化學(xué)儲能的重要補(bǔ)充手段。
虛擬電廠將搭載互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息通信技術(shù)的翅膀，匯聚電網(wǎng)中的各種資源，如分布式電源、儲能設(shè)備、負(fù)荷等等，進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行控制和市場交易，以實現(xiàn)電源側(cè)的多種能源互補(bǔ)，負(fù)荷側(cè)的靈活互動，滿足電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻、備用等綜合服務(wù)需求。
當(dāng)前儲能市場存在多個困擾，需要逐步推進(jìn)儲能電站進(jìn)入電力市場。儲能電站可以在電力市場上出售電量，提供輔助服務(wù)，還有參加容量市場。然而，現(xiàn)在儲能項目的投資成本仍舊較高，并且在現(xiàn)有市場機(jī)制下，其調(diào)節(jié)能力無法充分利用。因此，需要采取措施改善這種情況，比如實施階梯式補(bǔ)貼策略，降低企業(yè)投資成本，讓儲能發(fā)電機(jī)組更好地融入市場機(jī)制，從而釋放更多經(jīng)濟(jì)效益。
儲能是將能量以某種形式儲存，并在將來需要時以同樣或其他形式釋放。從廣義上講，儲能形式多樣，包括存儲電力、熱量、氣體/氫氣，甚至化石燃料等。
儲能技術(shù)是通過特殊設(shè)備和物質(zhì)存儲不同類型的能量，再根據(jù)需要重新利用的技術(shù)?，F(xiàn)階段，主流的電能存儲方式主要有機(jī)械儲能、化學(xué)儲能及電磁儲能。
全球新型儲能80%市場由美國、中國和歐洲占據(jù)，其中美國占34%，中國占24%，歐洲占22%。值得關(guān)注的是，中美兩國在抽水蓄能和電化學(xué)儲能領(lǐng)域居于主導(dǎo)地位。
隨著我國實施“雙碳”戰(zhàn)略，儲能需求不斷增長。實現(xiàn)碳中和需依賴清潔、低碳的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，非化石能源比重將大幅提高。據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織預(yù)測，到2025年我國可再生能源發(fā)電量所占比例將達(dá)到20%。
我國正在經(jīng)歷電力系統(tǒng)的綠色低碳轉(zhuǎn)型和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。在電力結(jié)構(gòu)中，新能源電力比例逐步上升。然而，新能源電力波動大且有不穩(wěn)定性，致使其無法與電力負(fù)荷波動相匹配，加劇了常規(guī)電源的壓力。在負(fù)荷低谷期，新能源發(fā)電量大，加重電力系統(tǒng)調(diào)峰難度；在負(fù)荷高峰時，新能源發(fā)電能力不足，需采取有序用電策略。因此，開發(fā)新能源需要不同的調(diào)節(jié)方式，儲能技術(shù)在此方面尤為重要。截至目前，全國已有多個省市出臺新能源配儲政策，明確將建設(shè)儲能設(shè)施作為新能源并網(wǎng)或核準(zhǔn)的前置條件，這也進(jìn)一步凸顯了儲能行業(yè)的重要性。
當(dāng)下，我國壓縮空氣儲能、儲熱儲能、鉛蓄電池、鋰離子電池、液流電池和鈉離子電池等儲能技術(shù)已接近甚至超越國際前沿水平；盡管抽水蓄能、飛輪儲能、超級電容器和創(chuàng)新型儲能技術(shù)仍有一定差距，但與發(fā)達(dá)國家的距離正在逐漸縮短。
經(jīng)濟(jì)性與安全是約束我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大因素，原有的高上網(wǎng)電價電站、峰谷電價差異較大以及具有儲能扶持政策區(qū)域的儲能項目，其需求有望得到釋放。然而，儲能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性依然是產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重大挑戰(zhàn)。
其次，隨著儲能裝機(jī)規(guī)模不斷攀升，警惕的問題是儲能事故風(fēng)險。尤其是伴隨亞洲最大的儲能裝機(jī)群的出現(xiàn)，如何保障儲能設(shè)施的消防安全成為了決定產(chǎn)業(yè)命運(yùn)的首要課題。因此，提高儲能設(shè)備的可靠性和安全性是實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵。
儲能技術(shù)是通過存儲設(shè)備將能源儲備起來，便于電量供應(yīng)不足或峰值需求之際穩(wěn)定電力供應(yīng)。依據(jù)功能劃分，儲能方式包括機(jī)械儲能（如抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能）、電磁儲能（如超級電容和超導(dǎo)儲能）以及電化學(xué)儲能（例如鉛酸電池、鋰離子電池和液流電池）。
每個類別儲能技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但其復(fù)雜性并未妨礙其共同協(xié)作實現(xiàn)儲能。近年來“雙碳”目標(biāo)的提出促進(jìn)了儲能行業(yè)的飛速發(fā)展，并成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵。
抽水蓄能：我國作為世界上最大的抽水蓄能國家，正在快速發(fā)展當(dāng)中。抽水蓄能通過將低谷時期電力儲存為水位高度，高峰時段轉(zhuǎn)化為電能，儲能能力與壩高及庫容密切相關(guān)。盡管抽水蓄能電站初期建設(shè)投入昂貴，但因為技術(shù)成熟、循環(huán)次數(shù)多、使用壽命長且損失低，其度電成本有著明顯優(yōu) 勢。然而，由于地理位置局限和建設(shè)周期較長，且資源量有限制，抽水蓄能發(fā)展仍受需求和電價機(jī)制諸多因素的制約。
飛輪儲能：作為尚未完全商業(yè)化應(yīng)用的儲能技術(shù)，具有功率密度高、充電瞬時響應(yīng)速度、長使用壽命、深度放電、無環(huán)境污染、運(yùn)行成本低、危險性小的獨(dú)特優(yōu)勢，非常適用于快速大功率充放電場景。然而，飛輪儲能的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如成本較高、缺乏激勵政策、技術(shù)成熟度不足以及標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
壓縮空氣儲能：經(jīng)過新技術(shù)的推廣，現(xiàn)在的壓縮空氣儲能系統(tǒng)已經(jīng)能夠高效地運(yùn)行。此項技術(shù)通過儲存高壓空氣壓力能量并在需要時膨脹發(fā)電。傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)由于效率難以提高而受到限制，但新的研究已經(jīng)開始探索類似空氣輔助式汽缸系統(tǒng)、改善熱力學(xué)循環(huán)、液態(tài)壓縮空氣儲能系統(tǒng)和超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)這些新的技術(shù)路徑，使得協(xié)定的效率和成本已經(jīng)可以與抽水蓄能相媲美，這些都為大型商業(yè)化應(yīng)用創(chuàng)造了可能。
鋰離子電池儲能：當(dāng)前儲能市場領(lǐng)跑者。鋰離子電池具有高能量密度、長循環(huán)壽命、極高效率以及卓越的響應(yīng)速度，因此在儲能應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)絕對主導(dǎo)地位。自2015年起，鋰離子電池在儲能市場上占據(jù)主導(dǎo)位置。到2022年，新安裝儲能設(shè)備中的94.2%為鋰離子電池儲能技術(shù)。
具體而言，LFP、NMC等三元鋰電池在總占比中超過75%。相比之下，磷酸鐵鋰的能量密度更高，循環(huán)壽命更長，能量轉(zhuǎn)化率也較高。此外，它還具備低自放電率、易快速充電和高效維護(hù)等優(yōu)勢，且成本較低，使用壽命較長，已成為我國推廣的主要儲能技術(shù)之一，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
氫燃料電池儲能：潛力無限的未來選擇。氫燃料電池以氫氣作為燃料，可以通過電解水逆反應(yīng)產(chǎn)生電力。用氫和氧構(gòu)成電極，燃料通過電荷載體傳導(dǎo)至外部，然后在對外供電時釋放出電子。在全球致力于降低碳排放之際，發(fā)展氫能已經(jīng)成為能源轉(zhuǎn)型的重要途徑。
憑借能源豐富、效率高、零噪音、零污染等優(yōu)異特性，氫燃料電池必將對節(jié)省資源和改善環(huán)境作出重大貢獻(xiàn)。各國紛紛加大該領(lǐng)域的投入與研發(fā)力度。
新能源裝載量增長引發(fā)尖峰負(fù)荷難題，儲能及協(xié)同解決方案需求空前增長。自習(xí)近平主席于2020年聯(lián)合國大會提出"碳中和"戰(zhàn)略以來，風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電實現(xiàn)爆發(fā)式增長。然而，隨著可再生能源大量并網(wǎng)，傳統(tǒng)的集中式電力控制模式被打破，電力系統(tǒng)變得更加智能和分布式，負(fù)荷也越來越分散，需求側(cè)響應(yīng)成為解決尖峰負(fù)荷問題的關(guān)鍵。
盡管中國發(fā)電量已達(dá)到大約26億千瓦，但依然無法緩解13億人口面臨的尖峰負(fù)荷用電不足的問題。因此，解決這個難題的新途徑是建立虛擬電廠。虛擬電廠是電化學(xué)儲能的重要輔助手段；與此同時，這兩者共同構(gòu)成未來電網(wǎng)調(diào)節(jié)峰值頻率的重要角色。
如何保證整個電力系統(tǒng)能夠在高比例的波動性可再生能源環(huán)境下仍然保持穩(wěn)定是電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的重點(diǎn)，也是影響電力安全的關(guān)鍵因素。無論是發(fā)電端的電化學(xué)儲能，還是電網(wǎng)端的抽水蓄能，或是用戶側(cè)的需求響應(yīng)，以及虛擬電廠，都旨在應(yīng)對新能源上網(wǎng)所帶來的巨大負(fù)荷，為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻的服務(wù)，而虛擬電廠則是電化學(xué)儲能的重要補(bǔ)充手段。
虛擬電廠將搭載互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)代信息通信技術(shù)的翅膀，匯聚電網(wǎng)中的各種資源，如分布式電源、儲能設(shè)備、負(fù)荷等等，進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行控制和市場交易，以實現(xiàn)電源側(cè)的多種能源互補(bǔ)，負(fù)荷側(cè)的靈活互動，滿足電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻、備用等綜合服務(wù)需求。
當(dāng)前儲能市場存在多個困擾，需要逐步推進(jìn)儲能電站進(jìn)入電力市場。儲能電站可以在電力市場上出售電量，提供輔助服務(wù)，還有參加容量市場。然而，現(xiàn)在儲能項目的投資成本仍舊較高，并且在現(xiàn)有市場機(jī)制下，其調(diào)節(jié)能力無法充分利用。因此，需要采取措施改善這種情況，比如實施階梯式補(bǔ)貼策略，降低企業(yè)投資成本，讓儲能發(fā)電機(jī)組更好地融入市場機(jī)制，從而釋放更多經(jīng)濟(jì)效益。
