儲(chǔ)能指通過一定方式將能量轉(zhuǎn)換成較穩(wěn)定的存在形態(tài)后進(jìn)行儲(chǔ)存，并按需釋放。按照儲(chǔ)能作用時(shí)間的長(zhǎng)短，可以將儲(chǔ)能系統(tǒng)分為數(shù)時(shí)級(jí)以上、分鐘至小時(shí)級(jí)、秒級(jí)等。按照儲(chǔ)能的原理，可以分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能等。
物理儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪儲(chǔ)能、儲(chǔ)氫等，主要應(yīng)用于數(shù)時(shí)級(jí)以上的工作場(chǎng)景。電化學(xué)儲(chǔ)能包括鈉硫電池、液流電池、鋰離子電池等，主要應(yīng)用于分鐘至小時(shí)級(jí)的工作場(chǎng)景。電磁儲(chǔ)能包括超級(jí)電容儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能等，主要應(yīng)用于秒級(jí)的工作場(chǎng)景。
圖表1：各種儲(chǔ)能類型及特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景
資料來源：中國電力科學(xué)院、韋伯咨詢
截至2020年底，全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模191.1GW，同比增長(zhǎng)3.4%。
從裝機(jī)規(guī)?？矗撼樗钅艿睦塾?jì)裝機(jī)規(guī)模最大，為172.5GW；電化學(xué)儲(chǔ)能的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模位列第二，為14.2GW；在各類電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模最大，為13.1GW，電化學(xué)儲(chǔ)能和鋰離子電池的累計(jì)規(guī)模均首次突破10GW大關(guān)。
圖表2：截至2020年底全球儲(chǔ)能類型及裝機(jī)規(guī)模（GW）
資料來源：CNESA、韋伯咨詢
從市場(chǎng)份額看：2020年，全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目中，抽水儲(chǔ)能占比超90%（中國與此數(shù)字接近），電化學(xué)儲(chǔ)能僅為7.5%左右。而電化學(xué)儲(chǔ)能由于其受地理因素影響小，應(yīng)用的場(chǎng)景較靈活，隨著成本的持續(xù)下降和商業(yè)化的逐步成熟，或?qū)⒊蔀閮?chǔ)能新增裝機(jī)的主流。
圖表3：截至2020年底全球儲(chǔ)能類型及市場(chǎng)份額（%）
資料來源：CNESA、韋伯咨詢
在電化學(xué)儲(chǔ)能中，鋰離子電池占比超90%，為最主流裝機(jī)分類，且未來有望持續(xù)替代存量鉛酸電池。
鋰離子電池主要分為三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池等。磷酸鐵鋰電池特性更適用于儲(chǔ)能場(chǎng)景，是目前電化學(xué)儲(chǔ)能的發(fā)展趨勢(shì)。磷酸鐵鋰電池能量密度較低，但在循環(huán)壽命、安全性，成本方面有優(yōu)勢(shì)。
三元鋰電池的能量密度為210-250Wh/kg左右，磷酸鐵鋰電池能量密度為110-160Wh/kg左右；三元鋰電池循環(huán)到2000次時(shí)，容量衰減較多，磷酸鐵鋰電池可做到循環(huán)次數(shù)更多但衰減較少；磷酸鐵鋰電池安全性要好于三元電池，可通過針刺實(shí)驗(yàn)，在高溫環(huán)境仍可保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，電池變形壞損時(shí)也不會(huì)發(fā)生冒煙、起火等事故；鐵、磷元素對(duì)環(huán)境友好，磷酸鐵鋰電池對(duì)環(huán)境無污染。
圖表4：截至2020年底全球電化學(xué)儲(chǔ)能類型及市場(chǎng)份額（%）
資料來源：CNESA、韋伯咨詢
鉛蓄電池和鈉硫電池目前市場(chǎng)份額相當(dāng)，約占3.5%；液流電池裝機(jī)規(guī)模占比不到1%。
由于價(jià)格便宜，鉛碳電池成為過去主流技術(shù)，廣泛應(yīng)用于后備電源，但由于循環(huán)壽命短、能量密度低、造成污染等問題，目前使用逐漸減少。
鈉硫電池最大優(yōu)點(diǎn)在于資源稟賦較高，其原材料鈉、硫比較容易獲得，缺點(diǎn)是生產(chǎn)成本高，約為2000元/kWh，且存在安全隱患。
液流電池由于電解液的原材料多樣，有許多發(fā)展路徑，目前全釩液流較為成熟，美國的Primus和ESS公司在鋅溴液流上有所突破，已取得金融機(jī)構(gòu)和政府部門資金支持。
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