陳觀秋
儲能是指通過介質(zhì)或設(shè)備將能量存儲起來，在需要時再釋放的過程。儲能技術(shù)主要用于電能的儲存，包括發(fā)電側(cè)儲能、輸配電側(cè)儲能和用戶側(cè)儲能三大場景。
據(jù)金臺資訊報道，能源轉(zhuǎn)型背景下，全球儲能需求快速增長，中國企業(yè)憑借深厚技術(shù)積淀與持續(xù)創(chuàng)新，頻頻斬獲海外大單，持續(xù)開拓國際市場新藍(lán)海。中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示，2024年，中國儲能企業(yè)簽約海外儲能大單規(guī)模超150吉瓦時，主要市場來自美洲、歐洲、非洲、東南亞、中東等地。出海企業(yè)中以電池類企業(yè)和光儲類企業(yè)居多，占比超87%。
《中國儲能電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2025年)》顯示，2024年，全球儲能電池出貨量達(dá)到369.8吉瓦時，同比增長64.9%，其中，中國企業(yè)儲能電池出貨量為345.8吉瓦時，占全球儲能電池出貨量的93.5%，中國企業(yè)出貨量全球占比進(jìn)一步提升2.6個百分點(diǎn)。
當(dāng)前，儲能市場呈現(xiàn)多元化發(fā)展格局，物理儲能、電化學(xué)儲能、電磁儲能等技術(shù)路徑并行。其中，鋰離子電池憑借高能量密度和成熟產(chǎn)業(yè)鏈占據(jù)主導(dǎo)地位，但資源瓶頸、成本波動及安全性問題催生了替代技術(shù)的探索。
在此背景下，鈉離子電池與壓縮空氣儲能(CAES)兩大技術(shù)路線嶄露頭角。鈉離子電池以其資源豐度、成本優(yōu)勢和低溫性能，成為鋰電的有力補(bǔ)充;壓縮空氣儲能則憑借大規(guī)模、長壽命和地理適應(yīng)性，在電網(wǎng)級儲能領(lǐng)域快速崛起。兩者共同推動儲能行業(yè)向更安全、更經(jīng)濟(jì)、更可持續(xù)的方向演進(jìn)，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供關(guān)鍵支撐。
(一)鈉離子電池研發(fā)：從實(shí)驗室到產(chǎn)業(yè)化
1. 技術(shù)優(yōu)勢與核心突破
鈉離子電池的工作原理與鋰離子電池類似，但其核心材料鈉資源儲量豐富(地殼含量為鋰的420倍)，且成本僅為鋰資源的1/3。近年來，中國科研團(tuán)隊在正負(fù)極材料、電解液及電芯設(shè)計上取得突破：
正極材料：層狀氧化物(如NaNiO?)和聚陰離子化合物(如Na3V2(PO4)3)顯著提升了能量密度和循環(huán)壽命。
負(fù)極材料：硬碳材料的商業(yè)化應(yīng)用解決了傳統(tǒng)石墨負(fù)極儲鈉能力不足的問題。
系統(tǒng)集成：2024年投運(yùn)的廣西伏林鈉離子電池儲能電站，采用210安時大容量電芯，實(shí)現(xiàn)了十兆瓦時級系統(tǒng)集成，能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)92%以上，標(biāo)志著工程化應(yīng)用邁出關(guān)鍵一步。
2. 應(yīng)用場景與商業(yè)化進(jìn)程
鈉離子電池在以下領(lǐng)域展現(xiàn)出潛力：
分布式儲能：適用于戶用儲能、5G基站等場景，其寬溫區(qū)性能(-40℃~80℃)顯著優(yōu)于鋰電池。
低速電動車：2024年江淮釔為首款鈉電池車型量產(chǎn)，續(xù)航達(dá)250公里，充電15分鐘可補(bǔ)能80%。
電網(wǎng)調(diào)峰：與風(fēng)電、光伏配套，緩解“棄風(fēng)棄光”問題。例如，江蘇某50MW/100MWh鈉電池儲能項目年消納新能源電量超1.2億千瓦時。
3. 挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略
盡管前景廣闊，鈉離子電池仍面臨兩大瓶頸：
能量密度：當(dāng)前主流產(chǎn)品能量密度為120-160Wh/kg，較磷酸鐵鋰電池(160-200Wh/kg)存在差距。需通過材料納米化、界面優(yōu)化等技術(shù)持續(xù)提升。
產(chǎn)業(yè)鏈成熟度：負(fù)極硬碳、電解液鈉鹽等關(guān)鍵材料產(chǎn)能不足，導(dǎo)致成本優(yōu)勢尚未完全釋放。政策引導(dǎo)與資本投入將加速上下游協(xié)同發(fā)展。
據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2024-2029年中國儲能行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃研究報告》分析：
鈉離子電池與壓縮空氣儲能的協(xié)同發(fā)展，體現(xiàn)了儲能技術(shù)“多點(diǎn)開花、分層適配”的趨勢。鈉離子電池在分布式、短周期儲能中更具經(jīng)濟(jì)性，而壓縮空氣儲能則擅長解決電網(wǎng)級、長時儲能需求。例如，一座300MW/1500MWh壓縮空氣儲能電站可連續(xù)供電5小時，滿足75萬居民日用電需求;而鈉離子電池在頻繁充放電場景下的循環(huán)壽命(超6000次)和安全性(無熱失控風(fēng)險)優(yōu)勢顯著。兩者結(jié)合，既能覆蓋“秒級響應(yīng)”的頻率調(diào)節(jié)，又能支撐“跨季節(jié)”的能量調(diào)度，共同構(gòu)建彈性電力系統(tǒng)。這一技術(shù)組合的背后，是材料科學(xué)、熱力學(xué)與智能控制等多學(xué)科的交叉創(chuàng)新，也是政策驅(qū)動與市場需求共振的結(jié)果。
(二)壓縮空氣儲能應(yīng)用：從鹽穴到商業(yè)化電站
1. 技術(shù)原理與迭代路徑
壓縮空氣儲能通過“電能→壓縮空氣→電能”的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)能量存儲，其核心環(huán)節(jié)包括：
壓縮階段：利用低谷電力驅(qū)動壓縮機(jī)，將空氣壓縮至高壓(通常70-100 bar)并存儲于地下鹽穴或人工儲氣庫。
釋能階段：高壓空氣經(jīng)加熱膨脹驅(qū)動透平發(fā)電，非補(bǔ)燃式系統(tǒng)通過回收壓縮熱提升效率(可達(dá)70%)。
2. 商業(yè)化案例與技術(shù)標(biāo)桿
湖北應(yīng)城項目：全球首個300MW級非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能電站，利用廢棄鹽穴儲氣，系統(tǒng)效率70%，年發(fā)電量5億千瓦時。
山東肥城鹽穴示范：采用先進(jìn)絕熱技術(shù)，儲氣壓力波動控制在±2%，實(shí)現(xiàn)24小時連續(xù)調(diào)峰。
3. 地理適配性與降本路徑
資源利用：中國現(xiàn)有鹽穴超5000個，潛在儲能容量達(dá)4600GWh，可滿足全國電網(wǎng)數(shù)日調(diào)峰需求。
成本優(yōu)化：鹽穴儲氣成本較抽水蓄能低30%，配合設(shè)備國產(chǎn)化(如10MW級透平機(jī)組)，單位投資已降至1.2-1.5元/Wh。
4. 挑戰(zhàn)與創(chuàng)新方向
地理依賴：無鹽穴地區(qū)需探索鋼制儲罐或人工硐室方案，但成本上升約40%。
效率提升：研發(fā)超臨界壓縮、多級蓄熱等技術(shù)，目標(biāo)效率突破75%。
儲能行業(yè)正步入技術(shù)迭代與規(guī)模化應(yīng)用并行的新階段。鈉離子電池與壓縮空氣儲能作為兩大新興方向，分別從“分布式靈活性”與“電網(wǎng)級穩(wěn)定性”維度填補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)的空白。鈉離子電池憑借資源與成本優(yōu)勢，有望在2025年后實(shí)現(xiàn)GWh級產(chǎn)能，成為戶用儲能和低速交通的主流選擇;壓縮空氣儲能則依托地理資源與長時特性，將在可再生能源基地配套、電網(wǎng)調(diào)頻等領(lǐng)域占據(jù)不可替代的地位。
未來行業(yè)的發(fā)展將呈現(xiàn)三大趨勢：
技術(shù)融合：鈉離子電池與壓縮空氣儲能的混合系統(tǒng)、光儲氫一體化模式將提升綜合能效。
智能化升級：數(shù)字孿生、AI調(diào)度算法助力儲能系統(tǒng)響應(yīng)速度提升至毫秒級。
政策與市場雙輪驅(qū)動：碳關(guān)稅機(jī)制、電力現(xiàn)貨市場改革將加速儲能商業(yè)化變現(xiàn)。
然而，行業(yè)仍需破解成本分?jǐn)倷C(jī)制缺失、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、安全性驗證不足等挑戰(zhàn)。唯有通過跨學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合與全球化市場布局，才能實(shí)現(xiàn)儲能從“輔助工具”到“新型電力系統(tǒng)核心”的跨越，為全球能源轉(zhuǎn)型提供中國方案。
想要了解更多儲能行業(yè)詳情分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報告《2024-2029年中國儲能行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃研究報告》。報告綜合了儲能行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產(chǎn)品方面提供了參考建議和具體解決辦法。報告對于儲能產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)、經(jīng)銷商、行業(yè)管理部門以及擬進(jìn)入該行業(yè)的投資者具有重要的參考價值，對于研究我國儲能行業(yè)發(fā)展規(guī)律、提高企業(yè)的運(yùn)營效率、促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展壯大有學(xué)術(shù)和實(shí)踐的雙重意義。
研究院服務(wù)號
中研網(wǎng)訂閱號