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【技術(shù)洞察】2023年中國儲(chǔ)能技術(shù)突破及趨勢(shì)洞察(附技術(shù)路線圖、技術(shù)突破和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等)

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20 鄭玉琴 ? 2023-07-05 13:00:17  來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院 E7330G0

本文核心內(nèi)容:儲(chǔ)能技術(shù)路線;儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展;儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展突破;儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

儲(chǔ)能技術(shù)概況

1、儲(chǔ)能的界定及分類

(1)儲(chǔ)能的界定

從廣義上講,儲(chǔ)能即能量存儲(chǔ),是指通過一種介質(zhì)或者設(shè)備,把一種能量形式用同一種或者轉(zhuǎn)換成另一種能量形式存儲(chǔ)起來,基于未來應(yīng)用需要以特定能量形式釋放出來的循環(huán)過程。

從狹義上講,儲(chǔ)能特指針對(duì)電能的存儲(chǔ),即利用化學(xué)或者物理的方法將產(chǎn)生的能量存儲(chǔ)起來并在需要時(shí)釋放的一系列技術(shù)和措施。

圖表1:儲(chǔ)能定義辨析

(2)儲(chǔ)能的分類

根據(jù)不同儲(chǔ)能技術(shù)儲(chǔ)存介質(zhì)的不同,儲(chǔ)能主要分為機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能等。利用這些儲(chǔ)能技術(shù),電能以機(jī)械能、化學(xué)能、熱能等形式存儲(chǔ)下來,并適時(shí)反饋回電力網(wǎng)絡(luò)。

圖表2:儲(chǔ)能技術(shù)的分類

2、技術(shù)路線:五大細(xì)分技術(shù)路線

儲(chǔ)能主要分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)類儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能以及化學(xué)儲(chǔ)能五大類技術(shù)路線。

圖表3:儲(chǔ)能行業(yè)技術(shù)路線

儲(chǔ)能行業(yè)主要技術(shù)對(duì)比

從儲(chǔ)能技術(shù)成熟度看,目前機(jī)械儲(chǔ)能市場(chǎng)技術(shù)成熟度較高,電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)(儲(chǔ)能電池中)鋰離子電池、鉛酸電池均步入成熟階段;液流電池仍處在研發(fā)示范階段;鈉硫電池處于部署階段之中。

圖表4:主要儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展階段對(duì)比

其中,成熟度較高的主要儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域如下:

圖表5:主要儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域

儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展痛點(diǎn)及突破

1、儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展痛點(diǎn)

(1)成本較高

成本問題是目前儲(chǔ)能技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)之一。以鋰離子電池為例,盡管隨著鋰離子電池技術(shù)的快速提升和電池規(guī)?;a(chǎn)能力的提高,鋰離子電池的成本有所下降;但相比其他儲(chǔ)能方式,鋰離子電池的成本仍然處于較高水平。對(duì)比抽水蓄能和磷酸鐵鋰電池的全生命周期度電成本來看,鋰離子電池的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于抽水蓄能,約為抽水蓄能度電成本的1.7倍。

圖表6:抽水蓄能和鋰離子電池度電成本對(duì)比(單位:元/kWh)

(2)安全問題

安全問題是儲(chǔ)能發(fā)展需要解決的重點(diǎn)。近年來,國內(nèi)外多次發(fā)生儲(chǔ)能電站安全事故,其中多數(shù)為鋰電池儲(chǔ)能。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2021年全球發(fā)生9起儲(chǔ)能安全事故,其中“4·16”北京大紅門儲(chǔ)能電站起火爆炸事故便是由于鋰電池內(nèi)部短路引起。

圖表7:典型儲(chǔ)能安全事故及成因

(3)地理環(huán)境限制

地理環(huán)境的限制也是儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的一大挑戰(zhàn),例如抽水儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能。以抽水蓄能電站的建設(shè)為例,首先要充分考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件和自然條件,例如多為礫巖、砂巖等地下巖石,而且為無地震、臺(tái)風(fēng)、洪水、干旱等隱患災(zāi)害。其次,抽水蓄能電站的建設(shè)對(duì)上、下水庫的高度差和水平距離也有所要求。

2、儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展突破

(1)液流電池有望解決安全問題

液流電池具有安全性高、壽命長、規(guī)模大等優(yōu)勢(shì),有望解決鋰離子電池的安全隱患問題。

圖表8:液流電池的優(yōu)勢(shì)

(2)模塊化儲(chǔ)能技術(shù)突破地理限制

目前很多科研人員以及公司都在研究如何讓儲(chǔ)能技術(shù)突破地理上的限制,模塊化部署是可以突破例如熱巖儲(chǔ)能技術(shù)、鐵空氣電池技術(shù)、液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)等,都已實(shí)現(xiàn)了模塊化部署,這種模塊化的部署能為長時(shí)儲(chǔ)能帶來諸多好處。

圖表9:模塊化儲(chǔ)能技術(shù)

儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方向及趨勢(shì):技術(shù)路線多元化

《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》指出要推動(dòng)多元化技術(shù)開發(fā),開展不同技術(shù)路線分類試點(diǎn)示范。其中,對(duì)鋰離子電池要求往高安全、低成本、長壽命的方向發(fā)展,另外也提出重點(diǎn)發(fā)展液流電池、金屬空氣電池、熱儲(chǔ)能等長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。

圖表10:儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方向及趨勢(shì)

更多本行業(yè)研究分析詳見前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《中國儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》。

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2024-2029年中國儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告
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本報(bào)告前瞻性、適時(shí)性地對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展背景、裝機(jī)情況、投資規(guī)模、競(jìng)爭(zhēng)格局等行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,并結(jié)合多年來儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展軌跡及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)未來的發(fā)展前景做...

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