长时储能：新型储能技术的新宠儿

创作时间:

2025-01-22 03:57:13

作者:

@小白创作中心

长时储能：新型储能技术的新宠儿

长时储能技术（Long-duration energy storage，简称“LDES”）通常指能够存储并释放能量超过4小时的储能系统，有些定义甚至将其扩展到10小时以上。长时储能系统能够实现跨天、跨月，乃至跨季节的充放电循环，适合用于大规模的电力系统调节，如季节性能源储存和电网负荷平衡。长时储能技术因其能够提供更长时间的电力支持，对于提高电力系统的稳定性和可靠性至关重要，尤其是在高比例可再生能源并网的情况下。此外，长时储能技术有助于降低电网运行成本，提升新能源消纳能力，并具有更强的峰谷套利和市场盈利潜力。

长时储能技术的主要应用场景

长时储能技术在多个领域展现出广阔的应用前景，以下是一些典型的应用场景：

可再生能源集成：随着可再生能源在电力系统中的占比不断提高，长时储能可以有效解决风能、太阳能等可再生能源的间歇性和不稳定性问题。通过跨季节存储，将夏季多余的太阳能或风能存储起来，在冬季或其他能源短缺时期释放，实现可再生能源的全年稳定供应。
电网调峰：长时储能系统能够帮助电网在用电高峰期释放存储的电能，缓解电网压力，同时在低谷期吸收多余电能，实现电力供需平衡。这种削峰填谷的作用对于提高电网运行效率和稳定性至关重要。
微电网：在偏远地区或岛屿，长时储能与可再生能源发电系统结合，提供持续稳定的电力供应。例如，离网型智能海岛微电网利用能源管理系统精确协调控制发电、储能、用电工况，实现“源-网-荷-储”协调控制和经济运行。
数据中心：在“双碳”战略实施下，低碳数据中心是未来的发展趋势。通过“可再生能源+储能”模式，数据中心可以实现能源自治，提高供电可靠性和经济性。
5G基站：5G基站配储利用智能错峰，闲时充电、忙时放电，很好地解决了因供电问题导致5G基站建设无法顺利推进的痛点，有助于大力推广5G基站落地与6G技术发展。
户用储能：越来越多的家庭开始安装光伏电站作为用能补充或电费收入来源，配置储能电站成为保障家庭用电安全稳定的重要措施。户用储能可以帮助家庭自给自足，不再依赖于电网，从而降低家庭用电成本。除了自给自足，户用储能还可以将多余的电力出售给电网，从而获得一定的经济收益。在电力质量差的时候，还能通过储存电能和提供电力支持等方式，提高电力质量。

市场前景广阔

长时储能是构建新型电力系统的关键环节，市场前景广阔。通常来说，持续放电时间不低于4小时、寿命不低于20年的储能技术为长时储能。中国城市专家智库委员会常务副秘书长林先平表示：“随着可再生能源的普及和电力系统的转型，长时储能的应用场景将会越来越广泛，特别是在可再生能源发电以及电网调峰等领域。”

近年来，我国储能规模持续增长，但是大部分为短时储能，而仅靠短时储能难以全面促进新型电力系统构建。萨摩耶云科技（深圳）集团有限公司首席经济学家郑磊表示，当前储能设备的配储时长多为2小时，但这种配置方式对于风能和太阳能等间歇性可再生能源来说并不理想，因为在一些特定条件如夜间、长时间无阳光或无风的天气下，其电能输出并不稳定。因此，延长配储时长，如4小时、8小时等，正在成为储能行业的发展趋势。

“长时储能可以凭借长周期和稳定性优势，弥补2小时配储时长的不足。与2小时储能相比，长时储能的储能时间更长，能够适应更长时间的电力需求，从而更好地支持可再生能源并网和电网调峰等应用。”郑磊表示，此外，长时储能系统在长时间内表现更加稳定，这对于需要长时间运行的应用场景尤为重要。因此，长时储能有可能成为2小时储能的有益补充，进一步推动可再生能源的发展。

长时储能发展前景取决于多种因素，包括市场需求、政策支持和技术进步等。目前，长时储能领域技术路线众多、各有优劣。据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会不完全统计，2024年1月份至10月份新型储能新增装机达23.048GW/58.156GWh，功率规模同比增长70.72%，容量规模同比增长100.14%，总投资超1280亿元。

从技术路线看，磷酸铁锂电池储能项目新增装机21.48GW/51.05GWh，功率占比93.2%，依旧为主流技术路线。压缩空气储能项目新增并网0.66GW/3.9GWh，功率占比2.86%，排名第二。液流电池储能电站项目新增并网321.9MW/1287.62MWh，功率占比1.4%，排名第三。

“上述数据表明，目前压缩空气储能和液流电池储能处于示范应用阶段向商业化阶段过渡期，渗透率相对较低。不过谁将成为未来的绝对主流路线，现在还没有定论。”清晖智库创始人宋清辉告诉记者。宋清辉认为，以全钒电池为代表的液流电池，与其他长时储能路线相比，兼具应用场景、时间尺度及经济性优势。因其选址灵活、占地面积较小、建设周期短，可满足风光装机高增长需求，在表后储能市场同样具备应用潜力。

与此同时，一些锂电企业也在抢占长时储能这一蓝海市场。近日，江西赣锋锂业集团股份有限公司回复投资者称，公司看好未来长时储能市场，正准备布局大容量大电芯电池。林先平认为，大电芯因为体积能量密度高，储存容量大，适合大型储能电站场景。因此，在长时储能领域，大电芯技术被视为一种非常重要的技术，多家企业都在竞相研发和推广大电芯技术。

面对长时储能商用化的难点和堵点问题，林先平表示，首先，需要投入大量的研发资金和人力资源进行电池技术的研发和改进；其次，需要建立完善的生产体系和管理体系来保证电池的生产和供应；再次，需要考虑电池的安装和维护成本以及运行安全问题；最后，需要与电网、电力公司等合作方建立良好的合作关系，共同推动储能技术的发展和应用。

政策支持与技术创新

全球长时储能委员会发布的一份年度报告指出，为了实现全球脱碳目标，至2030年全球运营的长时储能装机容量需达到1.5 TW，并计划在2040年进一步增长至8TW。该委员会在其年度报告中详细阐述了推动长时储能市场发展的“七大推动因素”，并指出这些因素发挥重要作用很大程度上取决于用户对该技术的认知度。

在其2024年度的报告中，全球长时储能委员会向全球能源政策的决策者发出了呼吁：长时储能装机容量必须实现快速增长。长时储能委员会着重指出，全球范围内长时储能系统的装机容量增长速度需比当前预测高出50倍。与此同时，该委员会还强调了包括热储能和电池储能系统在内的长时储能技术，在实现碳中和目标中的关键作用。该委员会在报告中明确表示：“现在时间紧迫，长时储能委员会致力证明，除了加速可再生能源发电设施的部署之外，长时储能系统必须成为全球脱碳战略的核心组成部分。”

如果要在全球范围内实现碳中和目标，至2030年需要拥有和运营1.5TW长时储能系统，并在2040年增长至8TW。然而，截至2023年，全球仅部署了115GW长时储能系统。长时储能技术不仅能够推动能源领域的脱碳，还将助力制造业、农业、建筑业、石油天然气以及交通等多个行业的能源脱碳。

全球长时储能委员会分享了推动长时储能市场发展的七大关键建议或“助力因素”。前三个建议主要聚焦于提升对长时储能技术的认知度。部署更多长时储能系统面临的挑战，首先在于提高政策制定者、利益相关者和监管机构对其全面而深入的了解。他们需要评估对长时储能系统的需求并设定相应目标，而这一切都需要他们了解长时储能技术对脱碳的贡献。融资是另一个主要障碍。该委员会建议分配商业前期资金，提供市场准入和长期收入可见性，以及实施有效的电网定价。此外，世界各国政府需制定长期稳定的政策，例如价格上下限机制、长期容量支付以及长期固定收入流等。处于发展早期阶段的长时储能技术需要更多支持，以确保其创新能力的持续发挥。最后一个“关键助力因素”是简化长时储能系统接入电网的流程。

全球长时储能委员会估计，到2040年，长时储能的部署将带来4万亿美元投资机会，电力系统每年可节省高达5400亿美元成本。根据IDTechEx公司在2024年2月发布的一份报告，全球长时储能的市场规模有望在20年内达到2230亿美元。除了报告提出的建议之外，全球长时储能委员会还在其网站上提供了一个长时储能系统部署工具包，旨在帮助生态系统中的关键参与者加快部署长时储能系统，并充分释放其巨大潜力。

创新发展与未来展望

长时储能技术的创新发展是推动其广泛应用的关键。以中国为例，上海市人民政府印发的《上海市新型储能示范引领创新发展工作方案（2025—2030年）》明确提出，要着力攻坚长时储能技术，重点突破高安全、高能量密度全固态电池高导电性固体电解质、固/固界面、器件制备与集成等关键技术。研究超导储能、金属-空气电池、铅炭石墨烯电池、高安全性水系电池等前沿储能技术。推动超级电容器、飞轮储能、超高温熔盐和热化学储热等储能技术持续进步。

在液流电池领域，上海将发展高安全、材料来源广泛的全钒、锌基、铁基等液流电池，推进液流电池应用、技术和产业发展的深度融合。在压缩空气储能方面，引导技术装备向百兆瓦级大规模发展，重点推动大规模先进压缩空气系统、高负荷多级离心压缩机等技术开发与设计制造，加速形成先进压缩空气储能核心高端装备的规模化制造优势。

从全球范围来看，长时储能技术的创新和发展将主要集中在以下几个方向：