【EDF】前沿产业发展现状、挑战及机遇系列报告之——长时储能篇

前沿产业总结：长时储能发展现状、挑战及机遇

核心内容

长时储能是应对新能源波动性和间歇性、支撑新型电力系统建设的重要技术手段。随着全球可再生能源装机容量的快速增长，长时储能技术在电力系统中扮演越来越重要的角色，成为能源转型的关键支撑。

主要观点

1. 长时储能的重要性

   • 长时储能技术可以提供数小时至数周的电力供应，有效减小峰谷差，提升电力系统效率和稳定性，保障清洁能源的稳定输出和消纳。
   • 容量型长时储能需求增长迅速，成为未来电力系统的重要组成部分。

2. 国内外政策支持

   • 中国已出台多项政策支持长时储能发展，包括《关于加快推动新型储能发展的指导意见》、《“十四五”能源领域科技创新规划》等，明确推动大容量、中长时间尺度储能技术示范。
   • 国际上，美国、英国、德国、法国、意大利等国家也通过资金支持、政策引导等方式推动长时储能技术发展。

3. 技术路线多样性

   • 长时储能技术涵盖机械储能（如抽水蓄能、压缩空气储能）、电化学储能（如全钒液流电池、锂离子电池）、化学储能（如氢储能）和热储能（如熔盐储能）等多类。
   • 技术路线各具特点，适用于不同场景，但多数仍处于商业化早期阶段，面临成本高、技术瓶颈等问题。

关键信息

一、发展现状

• 全球已投运电力储能项目累计装机规模达237.2GW，中国占比约25%（59.8GW）。
• 长时储能技术种类多样，包括抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池储能、储热蓄冷、储氢等，其中抽水蓄能技术成熟、成本低，压缩空气储能具有规模大、寿命长、清洁无污染等优势，全钒液流电池具有安全性高、寿命长、容量大等优点。
• 中国已建成多个长时储能示范项目，如张家口100MW新型压缩空气储能系统、百兆瓦级全钒液流电池储能调峰电站等。

二、挑战

1. 储能成本高，回收机制不完善

   • 新型长时储能技术仍处于发展初期，成本回收机制尚未成熟，缺乏稳定、可持续的盈利模式。
   • 抽水蓄能以外的储能技术，如压缩空气储能、全钒液流电池等，尚未形成有效的成本疏导机制。

2. 储能项目利用率低

   • 当前储能项目利用率偏低，电化学储能项目平均等效利用系数为12.2%，新能源配储仅为6.1%。
   • 部分地区强制配储，但因风光资源差异和盈利模式不清晰，导致部分储能项目闲置。

3. 技术瓶颈仍需突破

   • 多数长时储能技术面临技术瓶颈，如压缩空气储能需优化高效高负荷压缩/膨胀机、蓄热换热器等关键设备；全钒液流电池需降低关键部件成本；锂离子电池需提升循环寿命和安全性；氢储能需解决储运效率和安全性问题。

三、机遇及建议

机遇

• “十四五”时期是实现碳达峰目标的关键期，新型储能发展迎来重要战略机遇。
• 国家政策和市场交易机制逐步完善，为长时储能市场化提供良好环境。
• 多种储能技术路线并存，技术多元发展为满足多时间尺度应用需求提供了可能性。

建议

1. 建立成本回收机制

   • 推行“两部制”电价政策，使长时储能作为独立市场主体参与市场交易。
   • 完善电力现货市场和辅助市场政策，拓展储能收益来源，提升经济性。

2. 提高储能项目利用率

   • 结合地区风光资源、电网结构、负荷特性等因素，合理配置储能规模和型式。
   • 推广“共享储能”商业模式，实现储能设施的多用户共享，提高利用率，促进多方共赢。

3. 推动技术示范和创新

   • 通过技术示范推动长时储能多元化、产业化发展，突破技术瓶颈，提升经济性和安全性。
   • 加强国际合作，促进储能技术交流，实现高水平引进和输出。

参考文献

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• [2] 中关村储能产业联盟储能专委会, 储能产业研究白皮书2023
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• [7] 中国科学院金属研究所, 高性能全钒液流电池储能技术研究取得新进展
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