一、何為儲能？

儲能技術是指利用化學或者物理的方法將一次能源產(chǎn)生的電能存儲起來。并在需要時釋放。包括能量和物質(zhì)的輸入和輸出、能量的轉(zhuǎn)換和儲存設備。

簡單講就是把發(fā)的電存起來，等到要用的時候再用。而電從生產(chǎn)出來到，到最后使用，大概經(jīng)過的流程是：生產(chǎn)電（發(fā)電廠，電站）---傳輸電（電網(wǎng)公司）----使用電（用戶）。

二、建立儲能的三個環(huán)節(jié)

1、發(fā)電側(cè)儲能

發(fā)電側(cè)儲能對應“源網(wǎng)荷儲”的“源”。發(fā)電側(cè)儲能商業(yè)運營模式為：生物發(fā)電、光伏發(fā)電、風力發(fā)電和水力發(fā)電等搭配儲能系統(tǒng)使用。

風能、光伏、水力等發(fā)電具有間歇性、波動性的特點，輸出電能原始功率也一樣，無法直接并入電網(wǎng)使用，只有用儲能系統(tǒng)進行平抑后，才可輸入當?shù)仉娋W(wǎng)，獲得盈利。

2、電網(wǎng)側(cè)儲能

電網(wǎng)側(cè)儲能對應“源網(wǎng)荷儲”的“網(wǎng)”。電網(wǎng)側(cè)儲能可直接用于電腦、手機、冰箱等用電設備。

電網(wǎng)側(cè)儲能代表是抽水蓄能，截止至2021年，全球電力儲能市場累計裝機規(guī)模的86.2%是抽水蓄能。其商業(yè)運營模式為：抽水蓄能電站部分容量由新能源業(yè)主支付租金換取，剩下部分參與市場交易。

3、用戶側(cè)儲能

用戶側(cè)儲能對應“源網(wǎng)荷儲”的“荷（儲）”。用戶側(cè)儲能包括家庭儲能、工商業(yè)儲能、儲能充電樁等，針對的客戶是用電方。

用戶側(cè)儲能主要在歐洲、美國、澳大利亞等人口稀少、地幅廣大、國家電網(wǎng)難以覆蓋的地方需求巨大。在我國，近兩年受政策激勵，增長速度較快。

三、主要技術路線

四、儲能類型

1、氫儲能

基本原理：是將水電解得到氫氣并儲存起來，當需要電能時將儲存的氫氣通過燃料電池或其他方式轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)。電解水制氫需要大量電能，成本遠高于傳統(tǒng)制氫方式，但因為可再生能源并網(wǎng)的不穩(wěn)定性，我國具有嚴重的棄風、棄光問題，利用風電、光伏產(chǎn)生的富余電能制氫可以有效的解決電解水制氫的成本問題，并解決風光電的消納，因此氫儲能正逐漸成為我國能源科技創(chuàng)新的焦點。

問題：但目前我國缺少方便有效的儲氫材料和技術，且氫儲能能量轉(zhuǎn)換效率較低，因此目前應用較少，能否解決這兩方面的問題將成為氫儲能未來能否獲得更多份額的關鍵。

2、機械儲能

機械儲能通過物理方法對能量進行存儲，需要時再將機械能轉(zhuǎn)化為電能。機械儲能主要包括重力儲能、抽水蓄能、飛輪儲能和壓縮空氣儲能。

1、重力儲能

重力儲能介質(zhì)主要分為水和固體物質(zhì)，基于高度落差對儲能介質(zhì)進行升降來實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的充放電過程。

除較成熟的抽水蓄能外，主流重力儲能方式為 Energy Vault（EV）提出的儲能塔，其利用起重機將混凝土塊堆疊成塔，通過混凝土塊的吊起和吊落進行儲能和釋能。根據(jù) EV 官網(wǎng)信息，其儲能塔能源效率可達 90%，可以在 8-16 小時內(nèi)以 4-8MW 連續(xù)功率放電，實現(xiàn)對電網(wǎng)需求的高速響應。

2、抽水蓄能

抽水蓄能電站包含上下兩個水庫，在電力負荷低谷時利用過剩的電力抽水至上水庫，高峰時將水放出，利用水從上水庫流向下水庫時產(chǎn)生的機械能發(fā)電，從而達到調(diào)峰的作用。

抽水蓄能可以實現(xiàn)能量的大規(guī)模存儲，因此廣泛應用于電力系統(tǒng)調(diào)峰。但由于其響應速度較慢，初始投資高，且受地理選址限制，因此未來發(fā)展空間有限。

3、飛輪儲能

飛輪儲能在儲能時，電能驅(qū)動電機運行，電機帶動飛輪加速轉(zhuǎn)動，飛輪以動能的形式將能量存儲起來；釋能時，高速旋轉(zhuǎn)的飛輪拖動電機發(fā)電，完成機械能到電能的轉(zhuǎn)換。

飛輪儲能比功率大，使用壽命長達15-30 年，且響應速度可以達到毫秒級。因此飛輪儲能主要用于調(diào)頻和 UPS。但因為其能量密度低且備電時長無法超過 30 分鐘，因此無法應用于大規(guī)模儲能電站。

4、壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能技術源于燃氣輪機技術。用電低谷通過電動機帶動壓縮機將空氣壓縮并儲存于儲氣室中，使電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能以存儲；用電高峰時，高壓空氣從儲氣室釋放，進入燃料室同燃料一起燃燒，驅(qū)動透平做工，帶動發(fā)電機發(fā)電。

壓縮空氣儲能是抽水蓄能之后另外一項適合 GW 級大規(guī)模電力儲能的技術，除存儲能量高之外，還具有能量密度和功率密度高、運營成本低、使用壽命長等優(yōu)點，但與抽水蓄能類似，壓縮空氣儲能也受地理條件限制，需要高氣密性的洞穴作為儲氣室，這也進一步限制了壓縮空氣儲能的發(fā)展。

3、電化學儲能

電化學儲能即通過電化學反應完成電能和化學能之間的相互轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)電能的存儲和釋放。目前主要應用的儲能電池主要包括鉛酸蓄電池、液流電池和鋰離子電池和鈉離子電池，未來鈉離子電池隨產(chǎn)業(yè)鏈成熟也將逐步應用于儲能。

四、鈉離子電池

鈉離子電池工作原理與鋰離子電池類似，利用鈉離子在正負極之間嵌脫過程實現(xiàn)充放電。鈉離子電池相對磷酸鐵鋰電池安全性能、低溫性能、快充性能更高，成本更低，且鈉資源遠比鋰資源豐富且遍布全球各地，若鈉離子能夠廣泛應用，我國將很大程度上擺脫目前鋰資源受限的情況。

鈉離子電池劣勢主要體現(xiàn)在循環(huán)次數(shù)較低和產(chǎn)業(yè)鏈不成熟。目前鈉電池循環(huán)壽命普遍在 2000-3000 次，產(chǎn)業(yè)鏈不成熟則導致上游價格較高，鈉電池成本優(yōu)勢無法顯現(xiàn)。

綜合而言，抽水蓄能、鋰電池、鈉電池與全釩液流電池，四者的發(fā)展空間較大。

具體來看，在大規(guī)模調(diào)峰方面，抽水蓄能具有全生命周期成本優(yōu)勢，將繼續(xù)成為主流選擇；后三者則將廣泛與風電、光伏配合使用，全釩液流電池主要用于 4 小時以上長時儲能，鈉電池將在大型儲能電站中對鋰電池形成一定替代，對能量密度敏感性較高的工商業(yè)與家用儲能中，鋰電池仍將占主導地位。