长时储能究竟有哪些？

随着全球电力系统脱碳进程加速，风电、光伏等新能源装机及电量占比不断提高，电力系统对可靠电力支撑的时长需求不断增加。近几年，发电侧的储能建设需求逐渐被重视，长时储能开始进入大众视线，并迅速引发技术研究和资本投资的热潮。

(资料图)

那么，你知道什么是长时储能吗？与之相对的短时储能又有哪些呢？

长时储能

按照储能作用时间的长短，将储能系统分为数时级以上、分钟至小时级、秒级等。储能时长通常用储能设备在额定容量下连续输出的小时数来表示。大家通常将 4 小时以上的储能技术称为长时储能，其可实现跨天、跨月，乃至跨季节充放电循环的储能系统，以满足电力系统的长期稳定。长时储能并没有准确的定义，通常被用作具有足够长的持续放电时间、可以提供稳定容量并支撑电网资源充裕度的储能系统的简称。

抽水蓄能

长时储能涵盖了一系列储能技术，包括抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池、高温熔盐储热、绿色氢能等。虽然“长时储能”这一概念比较新，但适合用于长时场景的储能技术及实践却有较长的历史。机械储能领域中，除了经济高效的抽水蓄能外，还出现了一批专注于压缩空气、重力储能等新兴储能新技术，将上线百兆瓦级别的示范项目，此外，蓄热储能，化学储能（氢、氨）等技术也逐渐进入人们的视野。

压缩空气储能

随着风电光伏渗透率的提高，在功率及电量占比大的情况下，长时储能将成为刚需。目前，抽水蓄能仍然是当前最成熟、装机最多的主流储能技术，抽水蓄能是机械储能的一种：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储存起来，在负荷高峰时利用反向水流发电，综合效率在 70%到 85%之间。

抽水蓄能

我国也在为各种长储能技术提供支持，国家科技部发布的《“十四五”国家的重点研发计划》提出为代表各种长时间储能多种储能技术提供了研发的资金支持。《十四五新型储能发展实施方案》部署了多种长时储能技术的研发攻关任务，包括全钒液流电池、铁铬液流电池、压缩空气储能、熔盐热储能、氢储能等多种类别技术，反映出碳达峰、碳中和目标对长时储能的迫切要求。

短时储能

在4小时以内的短时储能，主要以电化学为主，还有多种化学方式齐头并进，根据不同的应用场景、规模、技术特点来个性化改变项目标准。比如飞轮在轨道交通，超级电容在风电的领域，还有国内大连融科和北京普能钒液流的百兆瓦级液流电池等。

电化学储能是短时储能的主要组成部分，其中磷酸铁锂电池作为主要技术路线，在电动车上已有一定检验，且近些年规模化的扩产，拉动了磷酸铁锂不断优化。近几年海外市场需求强劲，国内电芯和电池的价格和光伏组件一样大幅度回调，不过磷酸铁锂电池在电车上和电力系统的运用过程中，因循环次数和寿命不同而具有很大差别。

现在对磷酸铁锂在电力领域里面的应用，主流电池厂商在做一些创新性的研究；如把电池的容量做大，电力储能的磷酸铁锂的单个电池容量比较常见的大电池就是280、300Ah左右的；还可以改变它的形状，比如比亚迪的刀片电池，团队在考虑用短的刀片电池在作为在电力场景的应用，做一些差异化的应用性的研究和改进。

虽然现阶段长时储能更被业内看好，但是在2022年，国家发改委、能源局印发《“十四五”新型储能发展实施方案》，首次明确“短时高频储能技术”应用路线，推动短时高频储能技术示范。

飞轮储能系统是最具代表性的短时高频储能技术，被视为新型储能产业最有潜力的发展方向之一，它是一种机电能量转换和储存装置。在构建以新能源为主体的新型电力系统背景下，飞轮储能系统可广泛应用于电网频率调节，对解决新能源并网一次调频及惯量响应等暂态频率主动支撑以及保障新型电力系统安全和稳定运行方面，具有重大现实意义。

上个月，国内首个飞轮+锂电池复合储能火力发电联合调频项目——山西公司朔州热电飞轮储能复合调频项目正式投运，填补了国内飞轮与电化学复合储能领域空白。

为什么要发展长时储能

随着光能风能不断深入，其发电间歇性对电网负面影响将愈发严重，部分水电站也面临着生态系统破坏后越来越长的枯水期，无法保证出力。而要解决这个问题，光靠建造更多输电网络远远不够。长时储能可凭借长周期、大容量特性，在更长时间维度上调节新能源发电波动，在清洁能源过剩时避免电网拥堵，负荷高峰时增加清洁能源消纳。

举个例子，如果水电站调节水库的蓄水量只够放两个小时，那后半夜依然得在黑暗中度过；即使水库蓄水量够用十个小时，还得寄希望于第二天是晴天或刮风，如果是无风的阴天持续了两三天，那就得准备更大的水库，也就是长时储能。

熔盐储能

当然，未来的电力系统也会有风光之外的其他电源，考虑到电源的发电互补特性，再配上适当时长的长时储能，电力系统就变成了完全调节水电站，可保证日常用电。

麦肯锡预测，到2040年全球范围内将部署85-140亿千瓦时容量的长时储能。这约等于我国2021年全社会用电量的1.5%，该规模储能若用于供应我国全社会用电负荷，可支撑5-6天。

根据全球长时储能理事会发布的白皮书显示，要达到全球碳中和目标，到2040年在全球范围内部署85TWh-140TWh的长时储能，使可再生能源取代化石燃料，减少电力部门的排放10-15%，每年减少2.3万吨二氧化碳排放。实现这一目标所需的投资可能在1.5~3万亿美元之间。

对标中国，由于中国可再生能源占全球比例为26%，因此中国将需要部署22TWh~36TWh的长时储能，其中包含抽水蓄能。目前发改委公布的中国的抽水蓄能资源规划，在2035年大概能做到3TWh左右的容量。对照标准，还需要有90%长时储能，需要有其他各种新兴技术，包括液流电池、蓄热储能、压缩空气储能等等来满足，市场增长空间将达到数万亿人民币。

关注索比储能官方微信，第一时间获取行业资讯！