當(dāng)下，各種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)百花齊放，競(jìng)速發(fā)展，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)大家族的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)亦開始逐漸顯現(xiàn)。展望未來，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)能這三大主流長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，誰又將最終坐上長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的“頭把交椅”？
新型儲(chǔ)能市場(chǎng)，“一鋰獨(dú)大”的格局終將被打破。諸多業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為，鋰電池的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)舒適區(qū)在1-4小時(shí)之間，難以滿足越來越迫切的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求，液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)能等多種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的重要性日益凸顯?！ ‘?dāng)下，各種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)百花齊放，競(jìng)速發(fā)展，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)大家族的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)亦開始。
裝機(jī)規(guī)模及潛力
據(jù)國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2024年上半年，全國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)4444萬千瓦/9906萬千瓦時(shí)，已投運(yùn)鋰電池儲(chǔ)能占比97.0%，壓縮空氣儲(chǔ)能占比1.1%，鉛炭(酸)電池儲(chǔ)能占比0.8%，液流電池儲(chǔ)能占比0.4%，其他技術(shù)路線占比0.7%。
另有數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3139萬千瓦/6687萬千瓦時(shí)，已投運(yùn)鋰電池儲(chǔ)能占比97.4%，鉛炭電池儲(chǔ)能占比0.5%，壓縮空氣儲(chǔ)能占比0.5%，液流電池儲(chǔ)能占比0.4%，其他新型儲(chǔ)能技術(shù)占比1.2%。
對(duì)比可見，近半年來，壓縮空氣儲(chǔ)能的裝機(jī)增長(zhǎng)顯著，半年時(shí)間占比提高了0.6%，液流電池儲(chǔ)能的裝機(jī)也有一定的增長(zhǎng)，但占比未有提升?！ ?guó)投證券在一份報(bào)告中預(yù)計(jì)，2030年我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到42.72GW，如其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，約為當(dāng)前已建成裝機(jī)量0.48GW的87倍，這意味著未來幾年壓縮空氣儲(chǔ)能的年新增裝機(jī)將呈倍增之勢(shì)?！ ?/p>
釩電池專家中科院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民近日也有預(yù)測(cè)，2030-2035年，釩液流電池儲(chǔ)能裝機(jī)容量（Wh)有可能超過鋰離子電池。這一預(yù)測(cè)同樣振奮人心，要知道，目前全系液流電池裝機(jī)占比僅0.4%，而鋰電池占比高達(dá)97%?！ ∫陨戏N種樂觀預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)依據(jù)是，壓縮空氣儲(chǔ)能和液流電池的裝機(jī)增速正在顯著加快?！ ?/p>
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年上半年，就有21個(gè)液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目（不含集采）招標(biāo)啟動(dòng)，涉及全釩液流電池、鋅鐵液流電池、水系有機(jī)液流電池、全鐵液流電池等多種技術(shù)路線，儲(chǔ)能規(guī)模共計(jì)1.5895GW/5.353GWh?！ ?/span>
壓縮空氣儲(chǔ)能方面，截至2024年上半年，新增在建裝機(jī)2.4GW,建成裝機(jī)0.6GW/3.3GWh，累計(jì)在建裝機(jī)已高達(dá)7.4GW?！ ?/p>
熔鹽儲(chǔ)能主要與光熱發(fā)電項(xiàng)目捆綁開發(fā)，截至2023年12月，我國(guó)除去已完成建設(shè)的熔鹽光熱發(fā)電項(xiàng)目500MW之外，在建和擬建熔鹽光熱發(fā)電項(xiàng)目約43個(gè)，總裝機(jī)容量4.8GW，均配置8-16h的熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)。除此之外，熔鹽儲(chǔ)能在非光熱領(lǐng)域的項(xiàng)目數(shù)量和裝機(jī)容量亦在快速增長(zhǎng)。有研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2030年，國(guó)內(nèi)熔鹽儲(chǔ)能裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將超過16GW。
經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
經(jīng)濟(jì)性方面，這三種主流長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的大概對(duì)比情況如下表所示（以下數(shù)據(jù)僅供參考，各種儲(chǔ)能技術(shù)因其技術(shù)細(xì)分不同，技術(shù)方案等不同，數(shù)據(jù)會(huì)存在一定差異）：
從建設(shè)周期來看，液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目用時(shí)最少，選址非常靈活，規(guī)?？纱罂尚?；從全生命周期度電成本來看，三者的差距并不明顯，但由于計(jì)算全生命周期度電成本的影響因子眾多，如循環(huán)次數(shù)的取值不同，都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)造成較大影響，故以上數(shù)據(jù)僅供參考；從初始投資來看，三者的初投資相較鋰電池都較高，這也是當(dāng)前阻礙其規(guī)模化發(fā)展的主要原因。
應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)比
從應(yīng)用場(chǎng)景來看，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)能的適用場(chǎng)景各有側(cè)重。
壓縮空氣儲(chǔ)能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)可廣泛應(yīng)用。目前其主要應(yīng)用于電網(wǎng)側(cè)，可提供調(diào)頻調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)備用、應(yīng)急電源和黑啟動(dòng)等功能。壓縮空氣儲(chǔ)能屬于能量型儲(chǔ)能，其功能和特點(diǎn)與抽水蓄能總體相同，可作為抽水蓄能電站的補(bǔ)充，在不宜建設(shè)抽水蓄能電站的區(qū)域建設(shè)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，提供電力輔助服務(wù)，接受電力系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，有效保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
憑借建設(shè)周期短、配置靈活、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、占地面積小等優(yōu)勢(shì)，液流電池儲(chǔ)能則可廣泛應(yīng)用于電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，對(duì)應(yīng)各個(gè)場(chǎng)景，都已有實(shí)際的項(xiàng)目案例?！ 〈钆淙埯}儲(chǔ)能系統(tǒng)的光熱發(fā)電項(xiàng)目可與風(fēng)光實(shí)現(xiàn)一體化開發(fā)，這是熔鹽儲(chǔ)能目前最大的應(yīng)用市場(chǎng)。除此之外，熔鹽儲(chǔ)能還可應(yīng)用于工業(yè)蒸汽、余熱回收、火電靈活性改造等市場(chǎng)?！ ?/p>
在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的選擇上，一個(gè)業(yè)內(nèi)相對(duì)統(tǒng)一的認(rèn)知是：在電網(wǎng)級(jí)大規(guī)模儲(chǔ)能方向，具備條件的地區(qū)可優(yōu)先開發(fā)抽水蓄能，不具備條件時(shí)可開發(fā)壓縮空氣儲(chǔ)能，壓縮空氣儲(chǔ)能仍不具備開發(fā)條件時(shí)可選擇液流電池儲(chǔ)能。在用戶側(cè)則優(yōu)選液流電池儲(chǔ)能。在電源側(cè)則可因地制宜視情況選擇相關(guān)技術(shù)。
對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展路徑進(jìn)行了探討，未來長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將呈現(xiàn)多元梯級(jí)協(xié)同發(fā)展的態(tài)勢(shì)，并將其分為3個(gè)梯隊(duì)。近期，第一梯隊(duì)中包含液流電池、抽水蓄能，第二梯隊(duì)為壓縮空氣儲(chǔ)能、光熱儲(chǔ)能（熔鹽儲(chǔ)能），第三梯隊(duì)為氫儲(chǔ)能；中期階段，光熱儲(chǔ)能（熔鹽儲(chǔ)能）進(jìn)入第一梯隊(duì)，其中液流電池將進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展成熟階段；遠(yuǎn)期階段，光熱和液流電池同處第一梯隊(duì)，壓縮空氣儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能位于第二梯隊(duì)，抽水蓄能進(jìn)入第三梯隊(duì)?！?/span>
由此來看，誰將最終坐上長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的“頭把交椅”？這一問題目前還難有答案。這三大技術(shù)目前的市場(chǎng)拓展均在提速，市場(chǎng)潛力均不可估量，展望未來十年，無論哪種技術(shù)將登頂裝機(jī)量第一，這三大技術(shù)在各個(gè)具體應(yīng)用場(chǎng)景下的競(jìng)爭(zhēng)與互補(bǔ)，都將幫助構(gòu)建起一個(gè)100%的可再生能源綠色供能系統(tǒng)。