2022-09-13-电力规划设计总院-新型储能技术创新趋势分析_31页_6mb

新型储能技术创新趋势分析总结

核心内容概述

新型储能技术作为除抽水蓄能外的重要储能方式，正逐步成为构建新型电力系统的关键支撑。其具有建设周期短、布局灵活、适应性强等优势，能够更好地满足电力系统对储能技术的多样化需求。目前我国新型储能以锂离子电池为主，但钠离子电池、液流电池、压缩空气储能等技术也在快速发展，未来将形成多元化储能格局。

主要新型储能技术创新发展趋势

1. 锂离子电池储能技术

• 技术特点：以磷酸铁锂电池为主，安全性较好，广泛应用于电力系统储能；三元锂电池能量密度高，主要应用于动力电池。
• 发展方向：
  • 高效：推动电站规划设计标准化、储能系统产品模块化。
  • 智能：发展智慧调控技术与智能化电池管理系统。
  • 安全：研究液冷、相变冷却等技术，提升电池运行环境监测与安全防护能力。
• 成本影响：电池成本受上游材料价格波动影响较大，且与动力电池产能存在竞争关系。

2. 钠离子电池储能技术

• 技术优势：我国在该领域处于国际领先地位，具备产业化基础。
• 发展趋势：
  • 钠离子电池性能有望接近磷酸铁锂电池。
  • 成本下降预期明显，钠资源储量丰富，具备替代锂离子电池的潜力。
• 技术指标对比：
  • 能量密度：150~220Wh/kg（优于磷酸铁锂电池）
  • 单位能量成本：1500-2000元/kWh（显著低于锂离子电池）
  • 循环寿命：≥5000次（优于锂离子电池）
  • 低温性能：优于锂离子电池

3. 液流电池储能技术

• 技术现状：全钒液流电池技术较为成熟，已开展1MW~100MW示范项目。
• 发展趋势：
  • 推动新材料研发与系统优化，提高充放电效率。
  • 健全从钒矿到钒电池的产业链。
  • 提升国产全氟离子膜的产能和可靠性。
  • 开展铁铬等多元化技术路线示范。

4. 压缩空气储能技术

• 技术路线：以非补燃路线为主，已实现100KW~100MW示范项目。
• 发展方向：
  • 提高系统效率，推动关键主机设备定型优化。
  • 储气方式向人工造穴等灵活方式发展。
  • 发展液态空气、二氧化碳等新型储气介质。

新型储能技术总体发展趋势

• 多元化发展：不存在“包打天下”的单一储能技术，各种储能技术在不同应用场景中各有优势。
• 技术互补性：锂离子电池适用于短时储能，钠离子电池和液流电池适合长时储能，压缩空气储能适用于大规模储能。
• 技术指标提升：各技术路线均在提升能量密度、循环寿命、安全性和经济性方面持续发力。

新型储能技术创新发展建议

1. 以新型电力系统建设为导向

• 加快研发电力系统专用的长寿命、低成本、高安全性的电化学储能技术。
• 攻关压缩空气储能关键技术，推动关键主机设备定型优化。
• 开展新型储能电站规划设计、系统集成和智慧调控技术研究，形成相关标准和规范。

2. 推动关键技术创新研究

• 本体性能改善：提升电池材料性能与工艺水平。
• 系统集成优化：提高储能系统整体效率与稳定性。
• 电站智慧调控：发展智能调度与运行管理系统。
• 标准体系构建：建立完善的新型储能技术标准与规范体系。

3. 提前布局新技术

• 关注国际前沿技术，如金属-空气电池、二氧化碳储能等。
• 加强长时储能技术（如10小时以上）的研发储备，推动高效储热、氢储能、重力储能等技术发展。

4. 推动技术成果转化

• 加强产学研用结合，建设国家级新型储能研发创新平台与重点实验室。
• 推动首台（套）重大技术装备示范应用，以示范带动技术创新。
• 发挥新型储能大数据平台作用，跟踪技术趋势、评估示范项目成效、推广创新成果。

关键信息总结

• 截至2021年底，我国新型储能装机占比约10%，其中锂电池占比超90%。
• 钠离子电池在成本、资源储量、循环寿命等方面具备替代锂离子电池的潜力。
• 液流电池安全性好，但成本较高，充放电效率有待提升。
• 压缩空气储能技术已具备产业化基础，未来将向大规模、高效率、灵活储气方向发展。
• 新型储能技术需在系统集成、智慧调控、标准体系等方面加快创新与落地。