摘要：8月1-3日，由中國能源研究會、中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟主辦的第八屆儲能西部論壇在西安國際會議中心隆重召開。此次論壇以“聚焦電力市場新機(jī)制，提升儲能規(guī)?；\(yùn)營效率”為主題，共同探討西部儲能產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展、市場機(jī)會、應(yīng)用模式、技術(shù)路線等熱度話題。中鈉儲能技術(shù)有限公司（簡稱：中鈉儲能）應(yīng)邀出席本次論壇。
論壇上，澳大利亞技術(shù)科學(xué)與工程院外籍院士劉科提出：沒有長時儲能碳中和不可能實現(xiàn)。他提到，儲能技術(shù)仍有許多種類需要大發(fā)展，不論哪種技術(shù)都有專門的應(yīng)用場景，不要用一種技術(shù)去反對另一種技術(shù)。讓儲能市場百花齊放，利用市場去選擇最便宜的即可。
關(guān)鍵詞：三大挑戰(zhàn)
目前，全球電力行業(yè)正處于從化石能源轉(zhuǎn)向可再生能源的能源轉(zhuǎn)型關(guān)鍵階段。然而可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中占比的上升也帶來了新的挑戰(zhàn)，風(fēng)電和太陽能發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性與波動性對現(xiàn)有發(fā)電系統(tǒng)造成了巨大的結(jié)構(gòu)性壓力。大量的風(fēng)能和太陽能接入系統(tǒng)將導(dǎo)致頻繁的電力過剩和短缺。若新能源裝機(jī)占比進(jìn)一步上漲，電力供需不平衡的時期將有可能持續(xù)幾天甚至幾周，且在全球變暖的氣候背景下，極端天氣事件將使電力波動發(fā)生的頻率更高。
總的來說，在能源轉(zhuǎn)型這條賽道上，電力行業(yè)將面臨三大挑戰(zhàn)：
1、電力系統(tǒng)供需失衡：電力供應(yīng)過剩、短缺的情況將在更長的時間維度上頻繁發(fā)生。
2、輸配電模式的轉(zhuǎn)變：由傳統(tǒng)輸配電模式向分布式、源網(wǎng)荷多遠(yuǎn)互動的模式轉(zhuǎn)變，電網(wǎng)升級成本大幅上升。
3、系統(tǒng)機(jī)械慣量、旋轉(zhuǎn)備用缺失：大部分可再生能源不具備傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的機(jī)械慣量，使電網(wǎng)整體調(diào)頻能力降低，進(jìn)一步降低電網(wǎng)穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞：四大場景體現(xiàn)
新型長時儲能LDES成為解決新能源接入問題的關(guān)鍵技術(shù)。
隨著鋰離子電池儲能應(yīng)用在電力領(lǐng)域的廣泛鋪開，鋰電儲能的劣勢也逐漸顯現(xiàn)，主要體現(xiàn)在較差的安全性以及在長時（＞4h）儲能應(yīng)用方面較差的經(jīng)濟(jì)性。新型長時儲能（LDES，Long Duration Energy Storage）可以通過在更長時間維度上（＞4h，跨天，跨周，跨季節(jié)）存儲和釋放能量來提高電力系統(tǒng)的靈活性。其主要應(yīng)用場景體現(xiàn)在四個方面：
1、日內(nèi)儲能應(yīng)用：4~12個小時的長時儲能，解決日內(nèi)電力供需失衡。
2、跨天、跨周儲能應(yīng)用：主要應(yīng)對短期天氣異常（缺乏光照、缺水等）造成的中長期電力失衡。
3、 跨季節(jié)應(yīng)用：解決冬季能源需求高峰以及氣候變化帶來的電力系統(tǒng)長期不確定性。
4、應(yīng)對極端天氣事件。
關(guān)鍵詞：多種技術(shù)路線
新型長時儲能LDES可通過多種技術(shù)路線實現(xiàn)。
前文所提到的應(yīng)用場景要求新型長時儲能不僅能在技術(shù)方面滿足日內(nèi)、跨天、跨周、跨季節(jié)儲能的要求，還要在經(jīng)濟(jì)性、安全性以及容量規(guī)模方面具備更更強(qiáng)的競爭力。這要求新型長時儲能可以靈活擴(kuò)大規(guī)模以維持?jǐn)?shù)小時、數(shù)天甚至數(shù)周的電力供應(yīng)，減少稀有金屬原材料的使用（例如鋰離子電池所需的鎳鈷錳等），以彌補(bǔ)鋰電儲能系統(tǒng)長時儲能方面的短板。新型長時儲能可以通過多種方式實現(xiàn)，如機(jī)械儲能、熱儲能、電化學(xué)儲能、化學(xué)儲能等。
1、機(jī)械儲能：最成熟的機(jī)械儲能技術(shù)是抽水蓄能，占全球總儲能容量的95%，但對廠站選址有一定要求。當(dāng)下出現(xiàn)的新型抽水蓄能設(shè)施如地質(zhì)力學(xué)水泵可減少其對地理條件的依賴。此外，機(jī)械儲能還包括壓縮空氣儲能、重力儲能、液態(tài)空氣儲能。壓縮空氣儲能同時兼顧熱儲能，用于存儲壓縮過程中產(chǎn)生的熱量并在放電循環(huán)中重復(fù)使用；重力儲能目前處于商業(yè)化的早期階段。
2、熱儲能：熱儲能技術(shù)可同時釋放電力和熱量，技術(shù)路線可分為改變介質(zhì)溫度、改變介質(zhì)材料狀態(tài)、熱化學(xué)熱反應(yīng)等。這些技術(shù)使用如熔鹽、混凝土、鋁合金或巖石材料等介質(zhì)將熱量存儲于絕熱容器中。使用最廣泛的技術(shù)路線是熔鹽和聚光太陽能（CSP）發(fā)電設(shè)施相結(jié)合。
3、化學(xué)儲能：氫儲，天然氣儲能等。
4、電化學(xué)儲能：基于電化學(xué)反應(yīng)的長時儲能，液流電池是目前較為成熟的技術(shù)路線。液流電池將電能儲存于外部儲罐中的化學(xué)溶劑中，通過離子交換膜實現(xiàn)充放電。新型金屬空氣液流電池主要使用低成本且資源豐富的金屬物質(zhì)、空氣和水，具有可擴(kuò)展性和較低的系統(tǒng)安裝成本。混合液流電池同時具有液體電解質(zhì)和金屬陽極，結(jié)合了傳統(tǒng)液流電池和金屬電池的特性。
注：長時儲能分類概述（LDES Council & McKinsey & Company，長城證券研究院）
關(guān)鍵詞：五大優(yōu)勢
相較于其他儲能形式，新型長時儲能LDES具有五大優(yōu)點(diǎn)。
可再生能源發(fā)電占比的增加將為8-12小時乃至更長時間維度的儲能需求帶來增長，也是新型長時儲能LDES的重要市場。與鋰電池相比，新型長時儲能LDES技術(shù)主要具有以下5個優(yōu)勢：
1、存儲大量電能時邊際成本低。
2、能量和功率解耦。
3、可模塊化、可擴(kuò)展性、廠站位置要求少，安全性更強(qiáng)。
4、不依賴稀有元素，經(jīng)濟(jì)成本低，具有產(chǎn)業(yè)規(guī)模化效應(yīng)。
5、與輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)的升級擴(kuò)容相比，建設(shè)周期短。
注：不同技術(shù)路線單位能量占地面積測算（LDES Council & McKinsey & Company，長城證券研究院）
關(guān)鍵詞：五大應(yīng)用場景
面對復(fù)雜的輸電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)及用戶側(cè)的應(yīng)用場景，新型長時儲能LDES的應(yīng)用場景可以主要分為以下5個方面：
1、電能存儲，容量備用，優(yōu)化輸配電網(wǎng)。
2、優(yōu)化偏遠(yuǎn)地區(qū)區(qū)域電網(wǎng)電能供給，改善電網(wǎng)不穩(wěn)定性。
3、支持離網(wǎng)/微電網(wǎng)設(shè)施供應(yīng)的穩(wěn)定與安全（例如孤島電力系統(tǒng)等）。
4、參與電力現(xiàn)貨，電能質(zhì)量管理：助力企業(yè)用于降低用電成本，對沖電價、燃料價格波動，實現(xiàn)環(huán)保運(yùn)營等。
5、參與電網(wǎng)輔助服務(wù)，提升電網(wǎng)穩(wěn)定性：部分LDES具備旋轉(zhuǎn)慣性，可參與調(diào)頻、旋轉(zhuǎn)備用等輔助服務(wù)。
注：長時儲能應(yīng)用概覽（LDES Council & McKinsey & Company，長城證券研究院）
關(guān)鍵詞：大規(guī)模裝機(jī)
新型長時儲能LDES有望迎來大規(guī)模裝機(jī)增長。
雖然目前一些新型長時儲能LDES技術(shù)仍處于初期階段，但在能源轉(zhuǎn)型加速的大背景下，國際長時儲能委員會（LDES Council）與麥肯錫預(yù)測LDES從2025年開始將在全球范圍迎來大規(guī)模裝機(jī)，累積裝機(jī)量有望達(dá)到30-40GW（總?cè)萘窟_(dá)1TWh），是目前公開產(chǎn)能的6-8倍，且95%的裝機(jī)為分布式裝機(jī)；2030年新能源發(fā)電滲透率將達(dá)到60%-70%，LDES累積裝機(jī)將有望達(dá)到150-400GW（總?cè)萘窟_(dá)5-10TWh）。
2040年，全球LDES裝機(jī)容量預(yù)計將擴(kuò)大至1.5-2.5TW（總?cè)萘窟_(dá)85-140TWh），約目前總儲能裝機(jī)容量的8-15倍，每年減少15-23億噸的碳排放，約占目前電力部門排放量的10%-15%。其存儲電力將占比全球發(fā)電量的10%，市場規(guī)模超過1萬億美元。這也意味著到2040年，LDES的累計投資將達(dá)到1.5萬億-3萬億美元。截至2021年，對LDES主要公司的累積投資金額已經(jīng)達(dá)到了25億美元，且在過去4年中增加近兩倍。
注：長時儲能全球投資概況（LDES Council & McKinsey & Company，長城證券研究院）
總體來看，可再生能源占比的提升將大力推動LDES的裝機(jī)容量和市場化發(fā)展，可再生能源占比在電力系統(tǒng)中達(dá)到60%-70%的市場份額的時間點(diǎn)，有望成為LDES發(fā)展的關(guān)鍵里程碑。
關(guān)鍵詞：中鈉儲能助力碳中和
中鈉儲能技術(shù)有限公司是由獨(dú)角獸眾創(chuàng)中心培育的，以全釩液流電池儲能系統(tǒng)為核心的科技創(chuàng)新型企業(yè)。企業(yè)團(tuán)隊由新能源行業(yè)專家、上市公司CEO和制造業(yè)資深企業(yè)家及知名投資人聯(lián)合成立。公司通過整合行業(yè)優(yōu)勢資源，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，為全球新能源儲能應(yīng)用提供一流解決方案和服務(wù)。
中鈉儲能自成立以來，逐步實現(xiàn)企業(yè)價值。在生產(chǎn)方面，完成了全釩液流電池系統(tǒng)集成技術(shù)的突破，包括管路設(shè)計、BMS、電堆的設(shè)計、儲能系統(tǒng)的優(yōu)化與效率的提升；在研發(fā)方面，進(jìn)行了寬溫區(qū)電解液的研究、釩電池的實驗室測試、低成本多孔可焊接膜的研究；在團(tuán)隊建設(shè)方面，組建了一支市場經(jīng)驗豐富的銷售團(tuán)隊和一支實力豐富的研發(fā)技術(shù)團(tuán)隊，同時與西北大學(xué)建立了產(chǎn)學(xué)研平臺。
在產(chǎn)業(yè)項目方面，中鈉儲能已完成三個項目落地。第一，完成了全釩液流儲能系統(tǒng)電解液儲罐生產(chǎn)線的建設(shè)，企業(yè)擁有獨(dú)立的研發(fā)、設(shè)計、制造、銷售團(tuán)隊，且引進(jìn)螺旋纏繞疊加一次成型工藝，實現(xiàn)罐體整體無焊縫、無滲漏可能，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于液流儲能行業(yè)。
第二，在甘肅張掖完成了15MW/60MWh的光伏發(fā)電配儲項目，本項目采用直流1500V儲能系統(tǒng)方案，儲能電池系統(tǒng)采用集裝箱布置，主要包括儲能電池艙、儲能變流升壓一體機(jī)、能量管理系統(tǒng)等設(shè)備。電池集裝箱系統(tǒng)擁有獨(dú)立的配電系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等自動控制和安全保障系統(tǒng)，采用非步入式設(shè)計。儲能系統(tǒng)與新能源場站配合實現(xiàn)風(fēng)儲、能量搬移、一次調(diào)頻等應(yīng)用，同時儲能系統(tǒng)可接受電網(wǎng)調(diào)度，參與電網(wǎng)輔助服務(wù)。
第三，在西安國際人工智能創(chuàng)新園完成了125kW/500kWh的“風(fēng)光儲充”一體化微電網(wǎng)項目，項目集成光伏發(fā)電、全釩液流電池儲能、充電樁、風(fēng)力發(fā)電等多項技術(shù)，項目運(yùn)行后既能為電動汽車供給綠色電能，又能實現(xiàn)園區(qū)應(yīng)急照明及電梯應(yīng)急運(yùn)行。后期還可實現(xiàn)電力削峰填谷、輔助服務(wù)等功能，這將顯著提升園區(qū)電力系統(tǒng)運(yùn)行效率。該項目是積極推動低碳園區(qū)實施的示范項目，也是積極響應(yīng)國家新型電力系統(tǒng)改革建設(shè)號召的有力舉措。
未來，中鈉儲能將在新能源儲能行業(yè)，繼續(xù)穩(wěn)扎穩(wěn)打筑起研發(fā)護(hù)城河，積極洞察市場形勢、迎政策東風(fēng)、借資本市場之力，助力碳中和目標(biāo)，實現(xiàn)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
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