電化學(xué)儲能技術(shù)：電力系統(tǒng)脫碳之路的重要方向

2022年6月22日，國際環(huán)保組織綠色和平發(fā)布了《電力系統(tǒng)脫碳的關(guān)鍵路徑-電化學(xué)儲能技術(shù)創(chuàng)新趨勢報告》（下稱“報告”），從四種電化學(xué)儲能技術(shù)路線出發(fā)，拆解其上下游產(chǎn)業(yè)鏈，細(xì)致呈現(xiàn)了不同環(huán)節(jié)的發(fā)展現(xiàn)狀和市場結(jié)構(gòu)。報告從安全、成本、性能、環(huán)境友好四個方面，挖掘可以提升電化學(xué)儲能的性能以更好地支撐新型電力系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)，并進(jìn)一步梳理了掌握創(chuàng)新技術(shù)的國內(nèi)外公司及其發(fā)展情況。

電力系統(tǒng)脫碳儲能迎來巨大機遇

中國從2020年底向國際做出“雙碳承諾”至今，已兩年有余，《2030年前碳達(dá)峰行動方案》明確，到2030年風(fēng)電、光伏要實現(xiàn)裝機容量12億千瓦的目標(biāo)，可見高比例可再生能源是未來電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢，風(fēng)電和光伏發(fā)電將從補充能源逐漸演變?yōu)橹髁δ茉础?br/>

但是風(fēng)光等可再生能源具有波動性、間歇性的特點，受天氣影響大，無風(fēng)無光的情況下供能跟不上，而發(fā)電量劇增的情況下電網(wǎng)可能無法消納。因此電力系統(tǒng)對于平滑輸出、調(diào)峰調(diào)頻等電力輔助服務(wù)的需求明顯增長，而儲能作為新增的靈活性調(diào)節(jié)資源，將在高比例可再生能源的電力系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

儲能技術(shù)不僅可提高常規(guī)發(fā)電和輸電的效率、安全性和經(jīng)濟性，也是實現(xiàn)可再生能源平滑波動、調(diào)峰調(diào)頻，滿足可再生能源大規(guī)模接入的關(guān)鍵技術(shù)之一。中國目前較為成熟的電力儲能技術(shù)是抽水蓄能，但選址受地理因素限制較大且施工周期較長，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用受限，而以電化學(xué)為代表的新型儲能具有調(diào)節(jié)速度快、布置靈活、建設(shè)周期短等特點，已成為提升電力系統(tǒng)可靠性的重要手段。

國家已經(jīng)在源、網(wǎng)、荷三個層面給予儲能發(fā)展多項政策支持，但技術(shù)才是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的根源。目前各類電化學(xué)儲能技術(shù)尚處于商業(yè)化早期或示范階段，各類電化學(xué)儲能技術(shù)都有其局限性，在性能提升與成本下降上有非常大的空間。尚沒有一種儲能技術(shù)可以適用于所有應(yīng)用場景，短時間內(nèi)不會出現(xiàn)“一統(tǒng)江湖”的儲能技術(shù)，各類技術(shù)路線也需要在不斷發(fā)展的過程中由市場來檢驗。

主流電化學(xué)儲能技術(shù)路線的創(chuàng)新趨勢

報告指出，電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)具備三大特點，分別是產(chǎn)業(yè)鏈長且復(fù)雜、市場參與者背景多元，以及所涉技術(shù)橫跨材料、物理、化學(xué)、電力工程等多個學(xué)科，綜合性強。因此報告所總結(jié)出的主流電化學(xué)儲能技術(shù)路線的創(chuàng)新趨勢，也是一個將這些特點悉數(shù)考慮進(jìn)來的復(fù)雜議題。

報告分析了電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)從上游的電池到下游的回收五大環(huán)節(jié)的創(chuàng)新機遇，電池環(huán)節(jié)包括鋰電池、鈉離子電池、全釩液流電池以及鋅溴液流電池，中間環(huán)節(jié)有儲能變流器，電池管理和能量管理系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)應(yīng)用，最后到電池回收環(huán)節(jié)。報告分析了這五個環(huán)節(jié)的整體現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈細(xì)分、挑戰(zhàn)、創(chuàng)新方向和創(chuàng)新技術(shù)，描繪出了一幅電化學(xué)儲能創(chuàng)新趨勢全景圖。

報告還梳理了儲能產(chǎn)業(yè)的國內(nèi)外公司及其投融資情況。據(jù)CNESA不完全統(tǒng)計，2021年國家與地方出臺儲能相關(guān)政策達(dá)300多項，僅鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈投資計劃已經(jīng)超過了1.2萬億。展望未來儲能融資趨勢，前瞻性儲能技術(shù)，如鈉離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、氫能等技術(shù)的投資更受到一級市場的青睞。

行業(yè)內(nèi)不同環(huán)節(jié)的參與者能夠通過本報告充分了解電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)鏈的市場技術(shù)現(xiàn)狀，對儲能行業(yè)感興趣的投資人也能參考此報告以了解產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新脈絡(luò)，助力產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展。

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