當(dāng)下，各種長時儲能技術(shù)百花齊放，競速發(fā)展，長時儲能技術(shù)大家族的內(nèi)部競爭亦開始逐漸顯現(xiàn)。展望未來，壓縮空氣儲能、液流電池儲能、熔鹽儲能這三大主流長時儲能技術(shù)，誰又將最終坐上長時儲能技術(shù)的“頭把交椅”？
新型儲能市場，“一鋰獨大”的格局終將被打破。諸多業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為，鋰電池的儲能時長舒適區(qū)在1-4小時之間，難以滿足越來越迫切的長時儲能需求，液流電池、壓縮空氣儲能、熔鹽儲能等多種長時儲能技術(shù)的重要性日益凸顯?！ ‘?dāng)下，各種長時儲能技術(shù)百花齊放，競速發(fā)展，長時儲能技術(shù)大家族的內(nèi)部競爭亦開始。
裝機規(guī)模及潛力
據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2024年上半年，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達(dá)4444萬千瓦/9906萬千瓦時，已投運鋰電池儲能占比97.0%，壓縮空氣儲能占比1.1%，鉛炭(酸)電池儲能占比0.8%，液流電池儲能占比0.4%，其他技術(shù)路線占比0.7%?！ ?/span>
另有數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達(dá)3139萬千瓦/6687萬千瓦時，已投運鋰電池儲能占比97.4%，鉛炭電池儲能占比0.5%，壓縮空氣儲能占比0.5%，液流電池儲能占比0.4%，其他新型儲能技術(shù)占比1.2%。
對比可見，近半年來，壓縮空氣儲能的裝機增長顯著，半年時間占比提高了0.6%，液流電池儲能的裝機也有一定的增長，但占比未有提升?！ 蹲C券在一份報告中預(yù)計，2030年我國壓縮空氣儲能累計裝機量將達(dá)到42.72GW，如其預(yù)測準(zhǔn)確，約為當(dāng)前已建成裝機量0.48GW的87倍，這意味著未來幾年壓縮空氣儲能的年新增裝機將呈倍增之勢。
釩電池專家中科院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民近日也有預(yù)測，2030-2035年，釩液流電池儲能裝機容量（Wh)有可能超過鋰離子電池。這一預(yù)測同樣振奮人心，要知道，目前全系液流電池裝機占比僅0.4%，而鋰電池占比高達(dá)97%?！ ∫陨戏N種樂觀預(yù)測的基礎(chǔ)依據(jù)是，壓縮空氣儲能和液流電池的裝機增速正在顯著加快?！ ?/p>
據(jù)統(tǒng)計，2024年上半年，就有21個液流電池儲能項目（不含集采）招標(biāo)啟動，涉及全釩液流電池、鋅鐵液流電池、水系有機液流電池、全鐵液流電池等多種技術(shù)路線，儲能規(guī)模共計1.5895GW/5.353GWh?！ ?/span>
壓縮空氣儲能方面，截至2024年上半年，新增在建裝機2.4GW,建成裝機0.6GW/3.3GWh，累計在建裝機已高達(dá)7.4GW?！ ?/p>
熔鹽儲能主要與光熱發(fā)電項目捆綁開發(fā)，截至2023年12月，我國除去已完成建設(shè)的熔鹽光熱發(fā)電項目500MW之外，在建和擬建熔鹽光熱發(fā)電項目約43個，總裝機容量4.8GW，均配置8-16h的熔鹽儲能系統(tǒng)。除此之外，熔鹽儲能在非光熱領(lǐng)域的項目數(shù)量和裝機容量亦在快速增長。有研究機構(gòu)預(yù)測，到2030年，國內(nèi)熔鹽儲能裝機容量預(yù)計將超過16GW。
經(jīng)濟性對比
經(jīng)濟性方面，這三種主流長時儲能技術(shù)的大概對比情況如下表所示（以下數(shù)據(jù)僅供參考，各種儲能技術(shù)因其技術(shù)細(xì)分不同，技術(shù)方案等不同，數(shù)據(jù)會存在一定差異）：
從建設(shè)周期來看，液流電池儲能項目用時最少，選址非常靈活，規(guī)?？纱罂尚?；從全生命周期度電成本來看，三者的差距并不明顯，但由于計算全生命周期度電成本的影響因子眾多，如循環(huán)次數(shù)的取值不同，都會對數(shù)據(jù)造成較大影響，故以上數(shù)據(jù)僅供參考；從初始投資來看，三者的初投資相較鋰電池都較高，這也是當(dāng)前阻礙其規(guī)?；l(fā)展的主要原因。
應(yīng)用場景對比
從應(yīng)用場景來看，壓縮空氣儲能、液流電池儲能、熔鹽儲能的適用場景各有側(cè)重。
壓縮空氣儲能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)可廣泛應(yīng)用。目前其主要應(yīng)用于電網(wǎng)側(cè)，可提供調(diào)頻調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)備用、應(yīng)急電源和黑啟動等功能。壓縮空氣儲能屬于能量型儲能，其功能和特點與抽水蓄能總體相同，可作為抽水蓄能電站的補充，在不宜建設(shè)抽水蓄能電站的區(qū)域建設(shè)壓縮空氣儲能項目，提供電力輔助服務(wù)，接受電力系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度，有效保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行?！ ?/span>
憑借建設(shè)周期短、配置靈活、系統(tǒng)簡單、占地面積小等優(yōu)勢，液流電池儲能則可廣泛應(yīng)用于電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，對應(yīng)各個場景，都已有實際的項目案例?！ 〈钆淙埯}儲能系統(tǒng)的光熱發(fā)電項目可與風(fēng)光實現(xiàn)一體化開發(fā)，這是熔鹽儲能目前最大的應(yīng)用市場。除此之外，熔鹽儲能還可應(yīng)用于工業(yè)蒸汽、余熱回收、火電靈活性改造等市場?！ ?/p>
在長時儲能技術(shù)的選擇上，一個業(yè)內(nèi)相對統(tǒng)一的認(rèn)知是：在電網(wǎng)級大規(guī)模儲能方向，具備條件的地區(qū)可優(yōu)先開發(fā)抽水蓄能，不具備條件時可開發(fā)壓縮空氣儲能，壓縮空氣儲能仍不具備開發(fā)條件時可選擇液流電池儲能。在用戶側(cè)則優(yōu)選液流電池儲能。在電源側(cè)則可因地制宜視情況選擇相關(guān)技術(shù)。
對長時儲能技術(shù)發(fā)展路徑進行了探討，未來長時儲能將呈現(xiàn)多元梯級協(xié)同發(fā)展的態(tài)勢，并將其分為3個梯隊。近期，第一梯隊中包含液流電池、抽水蓄能，第二梯隊為壓縮空氣儲能、光熱儲能（熔鹽儲能），第三梯隊為氫儲能；中期階段，光熱儲能（熔鹽儲能）進入第一梯隊，其中液流電池將進入商業(yè)化發(fā)展成熟階段；遠(yuǎn)期階段，光熱和液流電池同處第一梯隊，壓縮空氣儲能和氫儲能位于第二梯隊，抽水蓄能進入第三梯隊?！?/span>
由此來看，誰將最終坐上長時儲能技術(shù)的“頭把交椅”？這一問題目前還難有答案。這三大技術(shù)目前的市場拓展均在提速，市場潛力均不可估量，展望未來十年，無論哪種技術(shù)將登頂裝機量第一，這三大技術(shù)在各個具體應(yīng)用場景下的競爭與互補，都將幫助構(gòu)建起一個100%的可再生能源綠色供能系統(tǒng)。