各种新型储能技术优缺点对比

新能源时代 · 公众号 · · 2024-12-02 08:30

正文

储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再度释放。能源体系的变革与能源革命的实现都离不开储能产业的支撑，当前储能已成为推动能源结构转型、满足及时用电需求的关键技术手段，在绿色低碳发展和高度便捷的当下，发展储能产业既是节能减排的需求，也是满足能源增长以支撑经济发展的需要。

新型储能技术路线众多，主要包含锂电储能、压缩空气储能、钒液流储能、飞轮储能等。根据 CNESA 数据，2023 年全球已投运新型储能中，锂电储能占比高达 96.9%。锂电储能不管从装机规模、技术成熟度，还是商业化进展来看，都占据着绝对主导地位。不同储能技术路线有各自的应用场景优势

截止2024年全球已投运新型储能中，锂电储能占比96.9%

以上数据来源：国家能源局, 五矿证券研究所

各种储能技术优缺点对比

	技术原理	综合效率	额定功率等级	响应时间	寿命	优点	缺点	应用场景
抽水储能	在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库时将电能转化成重力势能存起来，在电网负荷高峰期将能量释放出来	70%-85%	100-2 000 MW	4-10h	50 年	可大规模应用，技术成熟	响应慢、需要地理资源	调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用等
压缩空气储能	电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电	70% 以上	10-300 MW	6-20h	30 年 -50 年	可大规模应用，寿命长	响应慢，需要地理资源	调峰填谷、备用
飞轮储能	利用电动机带动飞轮高速旋转，在需要的时再利用飞轮带动发电机发电	85%-90%	5 kW-10 MW	1s-15min	20 年 -25 年	效率高、响应速度快。	运行成本高、噪声大、运行寿命短	磁悬浮飞轮储能 UPS 、不间断电源大功率脉冲放电电源
超导磁储能	超导磁体环流在零电阻下无能耗运行持久储存电磁能	90%-95%	10 kW-50 MW	1ms-5min	-	响应快、质量轻、体积小	成本高、维护困难	大功率激光器、电力调峰填谷
重力储能	其主要原理是利用新能源产生的富余电能提升重力块进行“充电”，等到用电高峰时，再放下重力块	85%	1MW-100MW	s 级	30 年	没有有害物质排放、发电循环寿命长、成本低、无自放电问题	容量规模小、建设及运维存在安全风险、发电稳定性差	山体、地下竖井、地面建筑等多个场景，
锂电池储能	磷酸铁锂或金属氧化物为正极，石墨为负极，通过锂离子来回脱欠进行能量储存和释放	≧ 93%	理论上支持扩容	ms 级	10 年 -15 年	比能量高、容量大，循环寿命长	成本相对高、安全需要改进	电能质量、备用电源、 UPS 、可再生能源储能等
钠电池储能	通过钠离子来回脱欠进行能量储存和释放	86%-90%	理论上支持扩容	ms 级	10 年	成本优势明显	循环性能差、工作电压低、能量密度低	调频、启动电源等
液流储能	通过正、负极电解质溶液活性物质发生可逆氧化还原反应实现电能和化学能转化	80%	100 kW-100 MW	ms-s	≧ 20 年	功率高、使用寿命长	运行温度高、安全风险多、成本高	电能质量、调峰填谷、可生储能、备用电源
氢储能	利用富余的新能源电能进行电解水制氢	35%-40% （电解制氢 70%* 发电 50% ）	50kW-1MW	≦ 5s	10 年	-	电流密度小、电解液存在污染、结构复杂、性能衰减较快	可再生能源大规模深度消纳、灵活调控的可再生能源耦合制氢