公司总机:010-8410-8866
业务咨询:​400-093-2688
超万亿市场!一文梳理储能技术产业链
来源: | 作者:和君双碳产业研究中心 | 发布时间: 2023-05-16 | 166 次浏览 | 分享到:

01

技术总览:新型储能多点开花,各项技术性能互补

基于储能形式对储能技术进行分类,可以分为机械储能、电化学储能、化学储能、电磁储能和热储能几类,当前主流技术以抽水蓄能、压缩空气储能、锂离子电池和液流电池等技术为主。

新型储能指除抽水蓄能和熔盐储能外的其他储能方式,2022年国内新增装机中新型储能占比达53.53%,首次超过抽水蓄能,发展前景广阔。

图:储能技术分类及性能

注:各储能技术性能图为对比概念,装机规模表示单体装机量

02

机械储能:抽水蓄能稳定发展,压缩空气储能高速增长

抽水蓄能是目前技术成熟、规模最大的主流储能方式。截至2022年末,全国已建抽水蓄能装机容量达45.79GW。《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》提出,到2025年,抽水蓄能投产总规模较“十三五”翻一番,达到62GW以上;到2030年,抽水蓄能投产总规模较“十四五”再翻一番,达到120GW左右。

压缩空气储能是当前经济性接近抽蓄、发展迅速的大规模储能方式。截至2022年底,我国压缩空气储能装机规模0.26GW;据头豹研究院数据,2022年压缩空气市场规模达18.4亿元,预计2027年市场规模将突破百亿元,达141.3亿元。我国现有投产空气压缩储能均为非补燃式,其中蓄热式(绝热)系统为主流。

飞轮储能是适宜短时快速调频的机械储能,当前发展规模较小。2021年,中国飞轮储能累计装机规模达5.7MW,仅占新型储能装机的0.1%;全球累计装机规模457.2MW。飞轮储能利用旋转体旋转时具有的动能存储和释放电能,适宜短时调频,与其他储能方式搭配建设。

03

电化学储能:锂电池领航,钠电及液流电池等有效补充

锂离子电池是规模仅次于抽蓄的主流电化学储能方式。2016-2022年,我国储能锂电池出货量从3.1GWh增长到130GWh,年均复合增长率达86.4%。锂电池充电时锂离子从正极脱出,经过电解液和隔膜,嵌入负极,放电发生相反过程,又称摇椅式电池。

根据正极材料的不同可以分为钴酸锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池(三元镍钴锰和三元镍钴铝)。钴酸锂电池振实密度大、充放电稳定、工作电压高、价格较高;磷酸铁锂电池循环寿命高、安全性好、能量密度低;三元锂电池能量密度高、高低温性能好、部分金属价格高。目前储能领域锂电池多用磷酸铁锂正极材料。

钠离子电池可作为锂离子电池PlanB,各项技术研发中。截至2022年底钠电池产能仅2GWh左右,据《中国钠离子电池行业发展白皮书(2023年)》,2023将是钠电池量产元年,预计出货量为12GWh,到2030年钠离子电池的实际出货量将达到347.0GWh。

充电时,钠离子从正极脱出,经电解液穿过隔膜嵌入负极,使正极处于高电势的贫钠态,负极处于低电势的富钠态;放电时过程相反。钠离子电池正极材料目前主要有层状氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士类化合物三类路线,层状氧化物材料为主流;由于钠离子半径大于锂离子,不适用锂电池的石墨负极路线,无定形碳为钠电负极首选材料,其中软硬碳均有使用。

与锂电相比,钠电池能量密度低、循环寿命较短,高低温性能好,可降本30%-40%(金属钠地壳丰度高、集流体可用铝箔代替铜箔)。

液流电池的电池功率(取决于电堆大小)和储能容量(取决于电解液储量和浓度)相对独立,是风电场长时储能的最优选择。截至2022年,国内液流电池(基本为全钒液流)在国内新型储能领域的渗透率达1.6%,2022年新增装机量占新型储能装机总量2.3%。

液流电池利用液相电化学储能装置,通过活性元素的氧化价态变化来实现能量的存储与释放。全钒液流电池中正负极、电解液和活性物质全部都采用钒化合物。


热门文章推荐
更多 >>
联系我们

扫一扫

关注我们

地址:北京市朝阳区北苑路86号院E区213栋

邮编:100101

联系电话:010-84108866(总机)

业务咨询:400-093-2688(免话费直拨)