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新兴储能技术趋势
文|新事业发展管理处 2025/02


储能的形式有非常多种,所采用的技术也相当多元,不同的储能技术适用于不同场景

顾名思义,所谓的储能就是指把能量以某种形式存储起来,在需要时再释放出来使用的过程。而储能的目的主要是为了提高能源利用效率、平衡供需、稳定电网、以及促进再生能源的发展。

随着全世界的净零规划,再生能源正在迅速成长。预计至2050年再生能源将占全球能源75%注1以上 。然而,再生能源天生的间歇性特性将导致缺电或是能源浪费。储能技术可以用来削峰填谷,进而解决再生能源间歇性的问题,比如: 现在已经大量建置的锂电池储能系统。

储能的形式有非常多种,所采用的技术也相当多元,包括机械能、电化学能、电磁能、热能、化学能等。不同的储能技术各有优缺点,适用于不同的应用场景。例如,抽蓄水力发电适合大规模、长时间储能,而电池储能则适用于快速响应、灵活调度,也是目前主流的储能形式。

以下将针对几种主要新兴储能技术作介绍:

钠电池与固态电池
除了锂电池,一些新兴储能技术比如钠电池或是固态电池正在加速开发。钠电池的优势在储量丰富,安全性及环保性都比锂电池佳,低温性能也比较好,所以特别适用于低温的储能应用,量产后的成本也比较低。目前预估钠电池至2035年约占全球储能市场15%注2。固态电池的优势是能量密度高,高功率,所以特别适用于动力电池。根据亿欧智库2024年11月的报告注3指出,随着固态电池技术成熟及成本降低,预估到2033年后将逐步应用于成本敏感的储能场景。

长时间储能技术
另一方面,随着再生能源占比增加,许多国际组织呼吁长时间储能技术 (≥ 6小时供电) 的必要性。国际能源署认为到2035年,再生能源占比50-75%注4,长时间储能将会普遍存在 。虽然锂电池亦可以应用于长时间储能,但随着供电时长增加,锂电池储能的整体成本将会大幅提高。

按照技术分类,长时间储能技术可以分成四大类。第一类是机械储能,比如: 重力储能,压缩空气储能等;第二类是热能储能,比如: 显热储能,潜热储能,热化学能等;第三类是电化学储能,比如: 钒液流电池,铁锈电池等;第四类是化学储能,比如: 氢能。大部分的长时间储能技术尚在研发阶段,但是少数已有示范项目或甚至已趋近商用化,比如铁锈电池。除氢能之外,目前在全球建置最多的技术是: 热能储能,压缩空气储能,以及钒液流电池。

从时间维度来看,长时间储能技术应用于几天,几周,甚至季节性的储能需求,比如: 一周至几周的下雪,几天的暴风雨,冬天日照短的区域。从应用维度来看,长时间储能主要用于再生能源长时间的能量转移,为离岛微电网提供稳定性,或是协助工商业签订100% 再生能源购电合同。另外,距离电网较远的用电大户或工业区也可利用长时间储能来确保稳定的电能供应。

随着能源转型和再生能源的发展,储能的重要性也更受到重视。全球对再生能源(如太阳能和风能)的采用不断增加,对储能解决方案的需求也随之增加,以平衡间歇性发电并确保电网稳定性。为了提高能源安全性,各国政府纷纷转向支持储能技术的发展和部署,强化了技术提升,而随着开发技术提升、成本下降,以及市场对于电网弹性与可靠度的需求日益提高,这些都会促进储能市场的成长。

根据市场研究单位Precedence Research注5的报告 指出,全球储能市场将呈现稳定成长的态势,市场规模将从2022年的 447 亿美元,一路成长至2032年的1679亿美元,复合年增长率为 14.20%。意味着储能市场存在着庞大的成长潜力。

备注1: IEA 报告:https://www.iea.org/reports/net-zero-by-2050 
备注2:BloombergNEF https://about.bnef.com/ 
备注3:https://www.iyiou.com/research/ 
备注4:IEA 报告:https://www.iea.org/reports/integrating-solar-and-wind 
备注5:Precedence Research : https://www.precedenceresearch.com/