新能源和碳中和的大背景下，储能技术必须关注的一个领域

来跟大家聊一聊储能。全球电力供应紧张的背后，其实凸显了电力系统一个至今没有解决的短板，就是储能技术。储能技术不发达，相当于电力这个产品没有库存作为缓冲，任何一次供求关系的大幅波动，都会对电力系统造成冲击。尤其是，随着全球的能源结构从传统能源转向新能源，这个短板会越来越突出。按照目前全球的用电量，只要4万平方公里的太阳能面板，就足够供应全球用电了。4万平方公里听起来挺吓人的，其实只有新疆维吾尔自治区面积的1/40。之所以人类用电还不能全靠太阳能，主要就是储能技术跟不上。

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储能的四个技术方向

来自光伏行业的你，大概率每天或者每周偶尔要刷一下抖音，用VPN翻墙逛逛脸书，Ins，油管，或者用whatapp和海外客户聊一聊。我国能不能在2060年实现碳中和，关键也在储能技术。在新能源和碳中和的大背景下，储能技术是必须重点关注的一个领域。

2022年7月，中国国家发改委下发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，明确提出，到2025年，新型储能装机规模要达到3000万千瓦以上，这是目前装机规模的将近10倍。4年要增长9倍。 未来的储能技术，可能会以电化学储能为主。储能技术主要有四个方向：抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能和电化学储能。 抽水蓄能，就是把水抽到高处，需要时再水力发电。这种储能方式容量大，循环次数也很高，但对地形有极高的要求，应用场景受限。

压缩空气储能和飞轮储能，能量、功率都比较小，目前还没有进入商业应用。

电化学储能，是以锂电池为代表的各种电池技术，应用场景广泛，被认为是未来储能技术的主流，会占到全部储能的90%以上。

储能领域分两大块：

一是像宁德时代这样的电池生产商；

二是电池系统的集成商，也就是把电池包、安保消防系统、变流器系统、能量管理系统等等集成起来。这个领域目前有华为、阳光电源等。

目前针对储能行业的国家标准，目前还不成体系，大多都处于征求意见阶段。

未来可能会出现共享储能的模式。根据国家发改委的规定，新能源发电项目必须配套不低于10%的储能容量，以确保上网电力的稳定性。但是，如果每个新能源场站都要自建10%的储能装机容量，也比较麻烦。所以，未来有可能出现一种商业模式，就是建立，共享储能电站，这个区域内的各个新能源场站向它付费，用它的电能来调峰调频。

储能领域无论是电池制造还是集成能力，中国很快就会走到世界的前沿。

储能电站是干什么用的呢？它可以作为城市备用电源，在电网发生故障时作为紧急供电，给医院、应急部门、通信设施、救援设施使用。

另外，储能电站也可以用作黑启动电源，也就是在电网出现故障时，用它来驱动电网中的火电机组，恢复电网供电。

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新能源储能电池的类型

目前的新能源电池赛道，主要有三类技术路线：锂离子电池、钠离子电池和氢燃料电池。

特斯拉的4680锂离子电池；

宁德时代的钠离子电池；

氢燃料电池等等。

最近，钒电池横空出世。不光有项目落地，2022年发布的《十四五新型储能发展实施方案》、《科技支撑碳达峰碳中和实施方案》，也都提到钒电池。7月以来，资本市场也在不断升温，钒电池概念股集体上涨。

2022年10月，即将投入使用的大连储能电站使用的是一种新的技术，全钒液流电池，也可以直接叫钒电池。钒是一种稀有金属，全钒液流电池的原理是，不同价态的钒离子，在电解液中发生氧化还原反应，从而实现充放电。这座大连储能电站，是目前全球规模最大的全钒液流电池储能电站。

钒电池是在1993年实现商业应用的，而锂电池的商业化是在1991年。虽然几乎同时起步，但随后爆发的电池应用场景，恰好都有利于锂电池，而不利于钒电池。

这30年电池技术的最大应用场景是电子设备和电动车，它们对电池的要求是体积越小越好，这是锂电池的长项，却恰恰是钒电池的致命弱点。

锂电池的电池能量主要储存在固态的电极材料中，而钒电池的电池能量直接存储在罐装电解液中。液体本身就比固体更占地方，再加上，电解液的外部还有两个结构，输送泵和电堆，这样一套组合才能完成充放电，所以钒电池的块头特别大。

钒离子的溶解度比较低，电解液无法达到理想中的高浓度。

现在锂电池的能量密度在每千克80-300瓦时，钒电池的能量密度只有每千克12-40瓦时，要存储相同的电量，钒电池的体积得是锂电池的5倍。

储能时代的到来，储能需求爆发，各地都在建储能电站。储能电站有的是空间，钒电池体积大就不是问题了。

钒电池的优点：

第一，安全。

锂电池充放电过量、短路、挤压，都可能导致电池过热，发生意外事故。

钒电池，正负极电解液都是不易燃的，常温常压运行，不会发生燃烧和爆炸。

第二，寿命长。

锂电池的充放电次数有限，一般在1000-4500次。每次充放电过程中，锂电池除了化学能转化，还会产生物理形变，当电解质完全变成固态，锂电池就作废了。

钒电池在使用中不会发生物理变化，电池容量的损耗很少。就算电池使用太久，性能下降了，也可以通过修复电解液活性来恢复性能。

钒电池的寿命往往在10年以上，可以充放电15000次以上，是锂电池的3倍以上。

当前钒电池的初装成本是锂电池的2倍，但放到全生命周期来看，钒电池的成本已经低于锂电池。

第三，容易扩容。

锂电池的电池组由大量单个电池组成，随着充放电的进行，单个电池的内阻、荷电状态、温度等会发生不同程度的变化，每个电池的情况不一样，这对大规模部署提出了很高的技术要求。而钒电池的电解液和电堆是相互独立的，虽然比较占地方，但这种 解耦设计 却很适合发展大规模电池组。

只要增加电解液就能增加电池容量，增加电堆就能提高输出功率。

钒电池能方便地合成大规模电池组，存放电量达到十万度级别。

第四，原料我国的储量大，自主可控。

全球锂资源中，约有一半以上在南美洲的锂三角区，中国锂资源储能只占全球总储量的7%，高度依赖进口。

目前全球探明的钒矿储量为2400万吨，其中，我国的储量是950万吨，占40%，位居世界第一。

安全高、寿命长、易扩展、储量大，钒电池在储能场景中完胜锂电池。

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