“十四五”期间，科技部重点研发计划规划储能和智能电网协同七个方向，35个任务。分为基础研究类和关键技术类，有共性的技术支撑技术，包括研发、重要新型材料、器件、传感、通信技术、自主化软件、寿命预测及高水平的检测分析技术。现将储能科技发展到今日的总体基本情况进行总结介绍，以简单了解储能科技的全貌。

从作用原理角度看，储能的技术路径主要可以分为物理储能、电化学储能、电磁储能、热储能、化学储能等方式。其中，物理储能主要包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等；电化学储能是指各种二次电池储能，主要包括铅酸电池、铅炭电池、锂离子电池、钠硫电池、钠离子电池等。电磁储能主要包括超导储能、超级电容器存储能等方式。热储能主要包括储热、储冷等方式。化学储能包括电解水制氢、合成天然气等方式。

按照储能作用时间的长短，可以将储能系统分为短时高频（＜30分钟）、中短时长（1-2小时）、超长时间（＞4小时）储能等类型。

短时高频储能包括备用型储能和功率型储能。备用型储能要求在电网突然断电或电压跌落时，储能系统作为不间断电源提供紧急电力，持续时间一般不低于15分钟，应用于数据中心和通讯基站等备用电源场景。功率型储能的时长一般在15～30分钟，应用于辅助AGC调频或平滑间歇性电源功率波动等功率型储能场景。在此场景下，要求储能系统可以瞬时吸收或释放能量，提供快速的功率支撑。目前广泛发展的短时高频技术包括超导磁存储、电介质电容器、飞轮、超级电容器、锂电容、高功率锂离子电池。超导储能、超级电容器储能可以实现额定功率下放电时间在秒级水平。

中短时长储能又称能量型储能，该类型介于容量型和功率型储能之间，一般应用于复合储能场景，要求储能系统能够提供调峰调频和紧急备用等多重功能，连续储能时长在1-2小时之间，例如独立储能电站或电网侧储能，包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、纳氯化镍电池、镍氢电池和储热储冷，正在发展的包括固态锂离子电池、锂硫电池、液流电池、钠离子电池、液态金属电池和水系离子电池等。

超长时间储能又称容量型储能，该类型一般要求储能时长不低于4小时，应用于削峰填谷或离网储能等容量型储能场景。利用长时储能技术可以减小峰谷差，提升电力系统效率和设备利用率，降低新发电机组和输电线路的建设需求。物理储能、氢储能等方式可实现数时级以上放电，超长时间储能的技术非常有挑战，目前倾向认为液流电池、氢能存储、压缩空气、抽水蓄能、储热储冷及低成本的锂/钠离子电池，有望在超长时间方面获得广泛的应用。

从整个电力系统角度看，储能的应用场景可以分为发电侧（电源侧）、输配电侧（电网侧）、用电侧储能三大场景。（1）发电侧：风光发电具有时间上的波动性，储能系统需要平抑新能源发电功率波动，实现电力调峰功能、辅助动态运行、系统调频、可再生能源并网、备用电源等；（2）输配电侧：当发生电网阻塞时，储能系统能够储存无法输送至下游的电能，或在电路升级扩容时，利用储能系统储存电能，降低电力流失成本；（3）用电侧：用电侧储能主要用于电力自发自用、峰谷价差套利、容量电费管理、提升供电可靠性、偏远地区供电、智能交通等领域。

电力产业链与储能

目前新能源侧配置储能系统通常以功率型或能量型为主，主要起到平滑功率波动的作用。随着新能源装机容量和发电比例的提升，对储能时长的要求越来越高，容量型储能的需求日益增长。例如，2021年美国新增电池储能系统3.5GW/10.4GWh，大部分系统的持续放电时间要求不低于4小时。美国能源部表示，到2030年，长时储能技术必须实现大规模商业化运营，以增加电网中可再生能源的份额。国内各地也陆续出台文件支持4小时以上容量型储能的应用。例如，2022年3月，内蒙古自治区能源局发布文件，要求新增负荷所配置的新能源项目配建储能比例不低于新能源配置规模的15%（4小时），存量自备负荷部分按需配置储能比例。新疆维吾尔自治区发改委出台文件以储能规模确定新能源项目，建设不低于4小时时长储能项目的企业，允许配建储能规模4倍的风电光伏发电项目。随着新能源装机规模的提升和长时储能技术的进步，4小时以上的新型长时储能技术将逐步进入商业化应用，满足电力系统长时储能的服务需求。

可再生能源发电存在分钟、小时、连续数天甚至跨季节等不同时间尺度上的波动性或间歇性，因此存在对备用型、功率型、能量型、容量型等不同时长储能技术类型的需求，以及储能配置规模、成本要求等方面的差异。新型储能技术的应用需考虑系统发挥不同的功能价值，以及可再生能源电力系统可接受的成本约束。目前由于储能技术成本仍然较高，商业模式单一，从经济性角度无法有效刺激新能源电站主动配置储能系统，需要电价政策的引导和支持。新型储能技术的规模化发展将从备用型（离网黑启动）和功率型（平滑功率波动，调频）应用逐步扩展至能量型（1小时左右的临时顶峰输出）和容量型（4小时以上的削峰填谷）的应用。

参考资料：

[1]《“十四五”能源领域科技创新规划》

[2]  李泓.中科院物理研究所.“十四五”储能前沿技术分析[DB/OL]].https://news.bjx.com.cn/html/20211116/1188204.shtml,2021-11-16.

[3]  陈永翀、冯彩梅、刘丹丹、刘勇.“十四五”新型储能技术创新发展趋势.中国科学院电工研究所储能技术组.中国化学与物理电源行业协会储能应用分会.[J].中国化工信息,2022,9:26-28.

[4]  李彦荣.新能源电力系统中的储能技术探究.[J].应用能源技术.2022,5,54-56.