目前,我国新型能源体系建设稳步推进,能源保障基础不断夯实,现已建成全球最大的清洁能源系统。储能是解决可再生能源规模化消纳和稳定输出的重要技术手段,是新型电力系统的核心要素。相较于传统的抽水蓄能,锂离子电池、压缩空气储能、液流电池、钠离子电池、飞轮储能等新型储能,具有建设周期短、布局灵活、响应速度快等优势,可在电力系统运行中发挥调峰、调频、调压、备用、黑启动、惯量响应等多种功能。如今,新型储能已成为构建新型电力系统的重要技术和基础装备,是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑,也是催生国内能源新业态、抢占国际战略新高地的重要领域,对构建清洁低碳、安全高效的能源体系,贯彻落实国家能源战略具有重要意义。

截至2024年底,我国已投运电力储能项目累计装机首次超过百吉瓦,达到137.9吉瓦,同比增长59.9%;其中,新型储能累计装机达到78.3吉瓦,功率规模同比增长126.5%。视觉中国供图

我国新型储能行业高速发展

过去5年,我国新型储能行业高速发展,截至2024年底累计装机量首次超越抽水蓄能,成为电力系统中继火电之后的第二大灵活性调节资源。我国新型储能行业发展呈现出以下几个特征。

一是新型储能行业发展迅速。在产业内生动力、外部政策及碳中和目标等多重利好因素驱动下,新型储能发展步入快车道。据中关村储能产业技术联盟全球储能数据库不完全统计,截至2024年底,我国已投运电力储能项目累计装机首次超过百吉瓦,达到137.9吉瓦,同比增长59.9%;其中新型储能累计装机达到78.3吉瓦,功率规模同比增长126.5%。

二是迈入规模化应用阶段。截至2024年底,我国累计注册储能相关业务企业超过28万家,2024年新增注册储能相关业务企业8.9万家,行业新增企业数量创新高,行业产能增加,储能建设实现规模化发展。这其中,我国新型储能建设规模实现了高速增长,锂离子电池、压缩空气储能、液流电池等多个不同新型储能技术路线“世界之最”项目均在我国开工、投运。从规模等级上看,单个项目装机规模较以往大幅提升,百兆瓦级项目数量增速明显,包括三百兆瓦级压缩空气储能技术、六百兆瓦级锂电池储能以及百兆瓦级钠离子电池和液流电池技术等相关项目。

三是新型储能技术多元化。锂离子电池、压缩空气储能、液流电池、钠离子电池、飞轮储能等技术路线在商业应用规模上不断实现突破。其中,锂离子电池在新型储能中占比较高,非锂储能技术应用逐渐增多,产业化进程加速;压缩空气储能向更高功率规模等级方向加速发展,新增项目功率规模向三百兆瓦级及以上发展,储能时长从2小时、4小时至10小时发展;独立飞轮储能、重力储能、液态金属储能等新技术也在落地实施,总体呈现多元化发展态势。

我国新型储能发展仍存在堵点

当前,面对新型电力系统高速发展态势,我国新型储能发展还面临着技术、市场以及政策上的问题,主要表现在以下几个方面。

一是技术水平尚不能满足应用要求。我国新型储能在安全、规模、成本、寿命等方面的技术先进性、成熟度还不能完全满足应用要求,部分核心技术尚未完全掌握。例如,电化学储能的耐高温隔膜材料制备技术、电池修复与回收再利用技术、飞轮储能高速磁悬浮轴承技术等关键技术仍亟待突破;相关的材料和产品技术仍无法满足行业大规模应用的要求。

二是市场和价格机制尚不完善。全国性的储能价格机制还未形成共识,明确、系统、稳定的价格机制尚未形成。新型储能行业市场和价格机制尚不足体现其在发、输、配、用等环节的多重价值。例如,电源侧,新型储能参与辅助服务市场不稳定,配套新型储能调频价格不确定性大;电网侧,新型储能主要用于缓解电网阻塞,但在发挥调峰、调频、爬坡、惯量响应等多重应用功能的“一体多用,分时复用”的商业模式尚未建立;用户侧,新型储能商业模式较单一,主要通过峰谷价差获得收益,但存在分时电价机制不稳定、用户投资积极性不高等问题。

三是技术标准体系和行业规范不健全。我国新型储能相关的法规和标准规范还不健全,检测认证不充分,新型储能项目准入和评价标准不完善,导致市场上的储能产品和项目质量良莠不齐。新型储能项目全寿命周期管理体系尚未完全建立,缺少全流程、全要素的精细化和系统化管理,相关产业数据也相对缺乏。

促进技术与市场深度融合

针对上述问题,应立足我国新型储能发展实际,在技术创新与市场驱动两个方面下功夫,促进新型储能技术与产业迈向更高水平。

一是强化新型储能技术创新。持续推动新型储能关键技术研发和系统集成示范,围绕低成本、长寿命、高安全性、高效率的总体目标,开展储能关键材料、单元、模块等的技术研究及系统应用示范。构建新型储能科技创新与技术储备体系,推动新型储能先进技术创新中心、重点企业研发中心等创新载体建设。加强对新型储能技术研发任务部署,集中攻克新型储能的关键技术问题,逐步形成系统、完整的技术布局。

二是制定可持续的市场发展机制。国家层面需要进一步明确新型储能行业的主体地位,完善新型储能相关价格机制,营造有利于新型储能行业发展的市场环境。加大支持新型储能技术、装备、制造等的政策力度,出台支持新型储能发展的财税优惠政策,增强新型储能产业链竞争力,在产、学、研、用等方面形成体系化的政策合力。产业层面,面向发电侧、电网侧和负荷侧等不同应用场景,依托主管和行业机构系统制定新型储能技术发展规划,明确多元储能技术的适用场景和价格机制。

三是健全技术标准和行业规范。加强新型储能技术标准工作,推进新型储能技术创新与标准协同发展,并加强与现行能源电力相关标准的统筹衔接。开展新型储能检测技术研究,开发专用测试技术和测试设备,构建检测认证体系。加快构建新型储能行业全生命周期管理体系,保障新型储能系统长期安全稳定运行。(作者系中国科学院工程热物理研究所所长)