隨著“雙碳”目標深入推進，我國新能源發(fā)電裝機保持較快增速，電力系統(tǒng)對新型儲能等調節(jié)資源需求快速增加。國網(wǎng)能源研究院新能源研究所日前發(fā)布的《新型儲能發(fā)展分析報告2024》顯示，我國新型儲能規(guī)模持續(xù)穩(wěn)步增長，新型儲能電站利用水平逐步提升，有效支撐新能源消納和電力保供。

　　數(shù)據(jù)顯示，截至2024年9月底，全國已建成投運新型儲能5852萬千瓦/1.28億千瓦時，較2023年底增長約86%。2024年1月至8月，全國新型儲能累計充放電量約260億千瓦時，等效利用小時數(shù)約620小時。2024年6至8月迎峰度夏期間，全國新型儲能累計充放電量118億千瓦時，約占1至8月充放電量的45%，有效支撐電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和可靠供應。7月，國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)新型儲能實際可調最大電力3015萬千瓦，占當時并網(wǎng)新型儲能規(guī)模的92%。

　　針對如何促進新型儲能參與電力保供，報告認為，新型儲能在電力頂峰、安全支撐、備用保障等方面可發(fā)揮作用。建議統(tǒng)籌各類調節(jié)資源，優(yōu)化調度運行機制和市場機制，強化并網(wǎng)運行管理，促進新型儲能參與電力保供。

　　技術創(chuàng)新推動新型儲能呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢。報告認為，鋰離子電池儲能電芯以280Ah為主流，并向更大容量跨越、更長壽命、更高安全邁進，系統(tǒng)集成規(guī)模突破了吉瓦時級;全釩液流電池儲能處于百兆瓦級試點示范階段，電堆及核心關鍵原料等自主可控;壓縮空氣儲能處于示范建設向市場化過渡階段，推出首個300兆瓦級先進壓縮空氣儲能膨脹機，系統(tǒng)成本降低20%至30%，效率提高3%至5%;飛輪儲能在陣列式集成設計上取得進展，面向電網(wǎng)側調頻應用的單站30兆瓦級示范項目正式投運;鈉離子電池儲能處于試驗試點階段，已通過自主創(chuàng)新首次將鈉離子電池技術應用于百兆瓦級大容量儲能電站。

　　從全球來看，2025年儲能技術呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：

　　先進鋰離子電池

　　鋰電池替代方案

　　短期響應儲能裝置

　　電池儲能系統(tǒng) (BESS)

　　先進熱能存儲 (TES)

　　增強型氧化還原液流電池 (RFB)

　　分布式存儲系統(tǒng)

　　固態(tài)電池

　　儲氫

　　儲能即服務

　　一、先進鋰離子電池

　　鋰離子電池具有便攜性、充電速度快、維護成本低和用途廣泛等優(yōu)點。然而，它們極易燃燒，對高溫敏感，需要過充或完全放電保護，并且會隨時間老化。此外，電池制造所需組件的開采對環(huán)境影響巨大。

　　因此，初創(chuàng)公司正在對鋰離子電池進行改進，以提高其性能和壽命。為實現(xiàn)這一目標，更輕、能量密度更高的材料(如鋰聚合物、鋰空氣、鋰鈦酸鹽和鋰硫)正在取代傳統(tǒng)的鋰鈷電極。此外，一些初創(chuàng)公司正在回收廢舊電池，推動循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。

　　Green Li-ion推動鋰離子電池回收

　　回收過程

　　Green Li-ion是一家新加坡初創(chuàng)公司，致力于回收鋰離子電池以生產(chǎn)電池正極材料。該公司采用模塊化處理廠，使用共沉淀濕法冶金技術，而非傳統(tǒng)工藝中的浸出試劑。這提高了正極材料的純度，同時縮短了生產(chǎn)時間。電池制造商可以利用這一解決方案來回收電池，而無需進行分類。

　　Echion Technologies生產(chǎn)鋰離子電池負極材料

　　不同電池性能對比

　　總部位于英國的初創(chuàng)公司Echion Technologies生產(chǎn)用于超快速充電的鋰離子電池負極材料。該公司的負極材料采用專有的混合鈮氧化物(XNO)技術，包括設計含有分散鋰離子的微晶。這使得快速充電無需使用納米級粉末。由于其高能量密度，這些負極材料的應用范圍從消費電子到電動汽車行業(yè)。

　　二、鋰電池替代方案

　　鋰離子電池不夠環(huán)保，且難以滿足日益增長的鋰需求。這些局限性促使企業(yè)尋找替代電池材料，為下一代儲能技術提供動力。例如，鋅空氣電池是一種可行的替代方案，因為鋅供應豐富、性質穩(wěn)定且毒性較低。

　　另一種高效的替代方案是鈉硫電池。這些電池使用壽命更長，充放電循環(huán)次數(shù)更多，能量密度高，且由相對廉價的材料制成。其他一些有前景的電池化學體系包括鋁離子電池、鎂離子電池、鎳鋅電池和硅基電池。

　　Offgrid Energy Labs開發(fā)鋅基電池技術

　　印度初創(chuàng)公司Offgrid Energy Labs開發(fā)了ZincGel，這是一種專有電池技術。它使用高導電性鋅電解質和碳基正極。鋅電解質具有自修復、溫度穩(wěn)定和不易蒸發(fā)的特性，從而保證了更長的使用壽命。此外，由于缺乏副反應和氣體析出，確保了高庫侖效率和往返效率。兩輪電動車制造商利用這項技術作為鋰離子電池的安全、環(huán)保、不可燃和可持續(xù)替代品。

　　Altris生產(chǎn)鈉電池正極材料

　　Altris是一家瑞典初創(chuàng)公司，生產(chǎn)Fennac，一種用于鈉離子電池的正極材料。該公司使用專利的低溫低壓合成技術生產(chǎn)它。它提供了一種低成本、可持續(xù)的替代方案，以替代其他電極材料(如合金和硬碳)，同時不犧牲性能。電池生產(chǎn)公司使用這一解決方案將其應用于現(xiàn)有生產(chǎn)線，并發(fā)現(xiàn)其在光致變色窗戶等應用中也有用途。

　　三、短期響應儲能設備

　　超級電容器、飛輪和超導磁儲能等設備已經(jīng)存在很長時間了。當前的電池技術利用其潛力，在較短的時間內(nèi)提供高功率密度。盡管它們放電迅速，但在系統(tǒng)擾動、負載變化和線路切換等瞬態(tài)期間，它們能提高電網(wǎng)的質量和可靠性。

　　它們還能防止因電壓不穩(wěn)定而導致的電網(wǎng)崩潰。此外，幾家初創(chuàng)公司將短期響應儲能設備(SDES)集成到燃料電池應用中，以改善電動汽車的充放電循環(huán)。許多城市還將其儲能系統(tǒng)與短期響應儲能設備相結合，并注意到整體儲能和充電循環(huán)有所改善。

　　EEXION生產(chǎn)超級電容器

　　以色列初創(chuàng)公司EEXION利用超級電容器進行儲能。該公司的專有產(chǎn)品Energize-N’-Go是一種經(jīng)過化學處理的電池，使用純碳材料實現(xiàn)比可充電電池更快的充電速度。其可回收性和近乎無限的充放電循環(huán)次數(shù)使其非常適合電動出行應用。

　　GODI生產(chǎn)混合電容器

　　GODI是一家印度初創(chuàng)公司，生產(chǎn)生物廢料衍生的混合電容器材料。該公司的電容器結合了活性炭和石墨烯，可提供快速充電所需的短期峰值功率。該解決方案從電池擴展到模塊級別，在汽車、可再生能源和再生制動等領域有應用。

　　四、電池儲能系統(tǒng)

　　盡管可再生能源技術比以往任何時候都更高效、更經(jīng)濟，但其本質上具有高度間歇性。因此，它們需要互補解決方案來填補供應缺口。長期儲能解決方案確保可再生能源在發(fā)電廠擴建中占主導地位，同時超越傳統(tǒng)能源來源。

　　隨著越來越多的清潔能源接入電網(wǎng)，電力基礎設施更好地適應需求變化。中斷風險也顯著降低。此外，大規(guī)?？稍偕茉磧δ芴岣吡四茉聪到y(tǒng)的整體韌性，并加速了向清潔能源的轉型。

　　Albion Technologies智能電池儲能系統(tǒng)

　　總部位于英國的初創(chuàng)公司Albion Technologies為可再生能源提供商、開發(fā)商和電網(wǎng)運營商提供電池儲能系統(tǒng)(BESS)。該公司的產(chǎn)品Smart BESS是一個集裝箱式系統(tǒng)，可延長電池壽命，并提供超過90%的可用能量。該解決方案靈活且?guī)缀蹩梢栽谌魏蔚胤讲渴?，并可與其他單元集成，以滿足不同的電力和能源需求。

　　Smart BESS配備了所有必要組件，如電池、逆變器、暖通空調、防火保護和輔助系統(tǒng)。它符合英國國家電網(wǎng)G99標準，能夠儲存來自可再生能源的清潔能源，從而減少二氧化碳排放和石油消耗。

　　Genista Energy磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)

　　Genista Energy是一家總部位于英國的初創(chuàng)公司，設計基于磷酸鐵鋰的電池儲能系統(tǒng)。它由一個裝有多個電池組的大型集裝箱組成。該公司將多個此類集裝箱互連，以獲得一個可擴展的系統(tǒng)，為偏遠地區(qū)提供電力。Genista Energy為工業(yè)和商業(yè)建筑提供電力，同時提供可再生能源管理和柴油發(fā)電機的替代品。

　　五、先進熱能存儲

　　無論是季節(jié)性還是短期，熱能存儲都是平衡高比例可變可再生能源電力生產(chǎn)的一種重要且經(jīng)濟的方式。熱能存儲的過程包括向儲能系統(tǒng)提供熱量，以便在稍后時間移除和使用。傳統(tǒng)上，供暖公司會在隔熱罐中儲存熱水或冷水，以在需求增加時使用，從而管理區(qū)域供暖和區(qū)域制冷的峰值。

　　然而，近幾年的發(fā)展展示了使用新介質(如熔鹽、共晶材料和相變材料)來儲存熱能。熱能存儲最常見的應用是在太陽能熱系統(tǒng)中。這克服了間歇性可再生能源的挑戰(zhàn)，使夜間也能使用儲存的太陽能。

　　HeatVentors提供基于相變材料(PCM)的熱能存儲

　　匈牙利初創(chuàng)公司HeatVentors生產(chǎn)基于相變材料的熱能存儲系統(tǒng)。該公司的產(chǎn)品HeatTank利用相變材料的熔化和凝固來儲存熱能。使用這些相變材料還可以通過平衡冷卻和加熱系統(tǒng)的效率來節(jié)省空間、能源和成本。提供供暖、通風和空調(HVAC)系統(tǒng)的公司能夠利用這一解決方案來提高穩(wěn)定性和峰值性能管理。

　　Cowa Thermal Solutions生產(chǎn)膠囊式熱能儲存罐

　　Cowa Thermal Solutions是一家瑞士初創(chuàng)公司，生產(chǎn)用于熱能儲存的膠囊式熱能儲存罐。該公司的解決方案BOOSTER CAPSULES使用天然鹽作為原材料。與普通水儲存罐相比，膠囊式儲存罐的儲存容量是其三倍，且不會損失容量或穩(wěn)定性。因此，加熱罐變得能量密集，對主電源的依賴性降低。分布式能源行業(yè)結合光伏(PV)系統(tǒng)可以利用這一解決方案提供連續(xù)供暖。

　　六、增強型氧化還原液流電池

　　氧化還原液流電池可用作燃料電池或可充電電池。它們由兩個相互連接的儲罐組成，每個儲罐都包含電解質液體和帶相反電荷的電極，離子通過一個膜從一個儲罐傳遞到另一個儲罐。氧化還原液流電池的使用壽命比鋰電池更長，因為電流從一個儲罐流到另一個儲罐不會使膜降解。

　　此外，由于其靈活的系統(tǒng)設計和易于擴展性，它們在可再生能源的大規(guī)模集成方面具有巨大潛力。該領域的發(fā)展重點集中在開發(fā)具有成本效益且能量密度更高的新型氧化還原化學體系。

　　XL Batteries提供基于鹽水的液流電池

　　美國初創(chuàng)公司XL Batteries提供基于鹽水的非腐蝕性液流電池。該公司使用來自廉價工業(yè)原料的有機分子來儲存電池中的電荷。由于充電和放電過程中，溶解的電荷儲存分子在單獨的堆疊中流過電極，因此可以實現(xiàn)獨立調整大小。與釩液流電池相比，這種基于溫和鹽水的化學體系也使電池更便宜。公用事業(yè)行業(yè)利用這項技術作為昂貴鋰離子電池的替代品。

　　StorEn Technologies開發(fā)釩液流電池

　　StorEn Technologies是一家美國初創(chuàng)公司，致力于開發(fā)釩液流電池技術。釩的特性允許生產(chǎn)僅包含一種電活性元素的電池，而不是兩種，從而消除了金屬交叉污染的問題。它們克服了鋰電池衰減和容量損失的問題。StorEn Technologies的電池非常適合從電網(wǎng)和偏遠地區(qū)的可再生能源中獲取電力的電信塔電池。

　　七、分布式儲能系統(tǒng)

　　能源生產(chǎn)和儲能系統(tǒng)傳統(tǒng)上遵循集中化架構。這增加了在高能源需求期間電網(wǎng)故障的風險，可能會破壞能源供應鏈。而分布式儲能系統(tǒng)則通過允許單個設施在現(xiàn)場生產(chǎn)能源并保留以滿足自身需求來解決這一挑戰(zhàn)。

　　能源生產(chǎn)商還能夠將多余的能源出售給電網(wǎng)。分布式儲能解決方案(如電動汽車、微電網(wǎng)和虛擬電廠(VPPs))避免了煤炭、石油和天然氣能源生產(chǎn)的擴張。此外，它們通過整合本地儲能解決方案(如屋頂太陽能電池板和小型風力渦輪機)來實現(xiàn)對可再生能源的更大依賴。

　　MET3R推進車輛到電網(wǎng)(V2G)管理

　　比利時初創(chuàng)公司MET3R助力車輛到電網(wǎng)(V2G)管理。該公司的平臺ZenCharge、ZenSite和ZenGrid利用人工智能(AI)優(yōu)化車隊充電并減少充電站點對電網(wǎng)的影響。此外，它們還提供有關電動汽車充電相關負載管理的信息。能源配電公司利用該公司的平臺來監(jiān)控低壓網(wǎng)絡上分布式能源資產(chǎn)(DERs)的狀態(tài)。

　　Karit提供虛擬電廠

　　澳大利亞初創(chuàng)公司Karit提供虛擬電廠。該公司將多個分布式能源資產(chǎn)(如發(fā)電和儲能系統(tǒng))整合成一個虛擬電廠。通過整合分布式能源資產(chǎn)，能源零售商確保向客戶高效供電，同時將多余能源投入市場。能源零售商和多站點組織使用虛擬電廠來實現(xiàn)預測性儲能和管理。

　　八、固態(tài)電池

　　傳統(tǒng)液態(tài)電解質極易燃燒，且在極端溫度下電荷保持率低，運行效率低下。為解決這些挑戰(zhàn)，固態(tài)電池用可促進離子遷移的固體化合物取代了易燃的液態(tài)電解質。目前，初創(chuàng)企業(yè)使用聚合物和有機化合物等高離子電導率的電解質。此外，固體電解質支持在電池制造中使用高電壓、高容量的材料。這實現(xiàn)了更高的能量密度、便攜性和保質期。由于固態(tài)電池具有更高的功率重量比，因此也是電動汽車的理想選擇。

　　Solid State Battery (SSB) Incorporated聚合物基固態(tài)電解質

　　SSB Incorporated是一家美國初創(chuàng)企業(yè)，生產(chǎn)聚合物基固態(tài)電解質材料。該公司的固態(tài)電解質結合了聚合物和離子材料，以提高離子遷移率。與傳統(tǒng)液態(tài)電解質相比，該材料具有更高的能量密度，同時提高了電化學和熱穩(wěn)定性。這種固態(tài)隔板使得這些電解質可以被封裝進鋰電池中，并應用于汽車或飛機等大型設備。

　　Theion固態(tài)晶體硫電池

　　Theion是一家德國初創(chuàng)企業(yè)，開發(fā)固態(tài)晶體硫電池。該公司使用直接晶體印花(DCi)技術從熔融硫中開發(fā)出晶片。其專有的固態(tài)聚合物電解質在這些晶片的空隙中運作，其中鋰金屬箔作為陽極。

　　與傳統(tǒng)電池相比，該解決方案的優(yōu)勢包括長循環(huán)壽命、快速充電、低電池成本和安全性。Theion的技術可用于智能手機和計算機電池，也可用于汽車和飛機的儲能系統(tǒng)。

　　九、儲氫

　　氫是所有化學燃料中單位質量熱值最高的，同時也是可再生和環(huán)保的。它可以以氣體或液體的形式物理儲存。作為氣體儲存通常需要高壓罐，而作為液體儲存則需要超低溫環(huán)境。為了經(jīng)濟地儲存氫，初創(chuàng)企業(yè)正在設計創(chuàng)新的工藝和儲罐。在儲存類型方面，最近的趨勢表明正在向氫在固體表面的吸附和通過化學反應儲存轉變。氫儲存的應用范圍廣泛，從作為汽車的清潔燃料到為建筑提供便攜式電力供應。

　　GRZ Technologies固態(tài)氫電池

　　瑞士初創(chuàng)企業(yè)GRZ Technologies生產(chǎn)固態(tài)氫儲存系統(tǒng)。該公司將氫以原子形式儲存在金屬結構中。這確保了更高的安全性，同時提供了高體積密度和更長的使用壽命。標準化的堆疊為交通運輸行業(yè)提供了理想的儲存容量，以獲得固定和便攜式電力。

　　Hydrogen First復合氫壓力容器

　　Hydrogen First是一家波蘭初創(chuàng)企業(yè)，設計復合纏繞式氫壓力容器。這種扁平容器具有等張形形狀，其厚度上設有加固筋以儲存壓縮氫。其設計有助于減少碳纖維的使用，從而降低氫儲存的重量和成本。這些扁平復合容器在航空航天和汽車行業(yè)中有應用，用于以氣態(tài)、液態(tài)、超臨界或超低溫形式儲存氫。

　　十、儲能即服務

　　安裝儲能基礎設施涉及多項設置成本，而長期擁有則會導致資本鎖定和資產(chǎn)閑置。儲能即服務使企業(yè)能夠在零資產(chǎn)投資和低實施成本的情況下獲得可靠的電力供應。它使設施能夠評估儲能解決方案的價值。

　　這種方法還在市場條件變化時提供了最大的靈活性。此外，儲能即服務有助于公用事業(yè)公司進行擁塞管理、季節(jié)性高峰需求管理和應對電網(wǎng)基礎設施故障。而且，電網(wǎng)連接薄弱或沒有電網(wǎng)連接的偏遠地區(qū)消費者將從電網(wǎng)靈活性和效率的提高中受益。

　　Hybrid Greentech簡化儲能管理

　　丹麥初創(chuàng)企業(yè)Hybrid Greentech提供基于人工智能的儲能管理平臺HERA。它結合長期優(yōu)化模型和短期機器學習模型來決定儲能資產(chǎn)的最佳運行方式。

　　這能夠在早期概念開發(fā)階段進行詳細的運營成本(OPEX)建模，以確保做出最佳投資決策?；旌习l(fā)電廠、微電網(wǎng)和電動出行公司等多種行業(yè)都利用這項技術進行先進的儲能分析。

　　Renon India生產(chǎn)智能電池管理系統(tǒng)(BMS)

　　Renon India是一家印度初創(chuàng)企業(yè)，開發(fā)智能電池管理系統(tǒng)ARK。它通過電壓測量和溫度感應對電池進行被動均衡。這確保了電池組的功能安全性、效率和性能。這些ARK系統(tǒng)適用于在商業(yè)和工業(yè)應用中儲存太陽能的電池。