长时储能的发展

这是一篇关于长时储能的发展的思维导图，主要内容包括：背景与现状，需求分析，技术路线，未来发展。有助于了解长时储能的背景、政策支持、需求分析以及技术发展方向。

长时储能的发展

• 背景与现状
  • 当新能源发电量在一个国家/地区能源结构中的占比超过20%，4小时以上长时储能成为刚需；装机占比达到50-80%时，储能时长需要达到10小时以上。
    • 2024年内地可再生能源发电量达3.46万亿kWh，约占全部发电量的35%，其中风电太阳能发电量合计达1.83万亿 kWh。
    • 新能源发电量占比已经远超20%，但截至2024年底新型储能项目平均储能时长仅为2.3小时，4小时及以上新型储能装机占比仅为15.4%，2-4小时项目装机占比却高达71.2%
  • 政策支持
    • 23年12月，发改委列入产业结构调整名录
    • 24年3月，纳入政府工作报告中
    • 24年8月，电力行动方案中提出建设多技术路线的储能电站
    • 25年2月，能源局工作指导意见提出长时储能的技术攻关和前瞻布局
  • 储能需求从发电站转向电网侧和用户侧
    • 25年2月9日能源局取消发电场强制配制储能的规定
    • 光伏发电每天只有4~5小时的有效时间，弃光弃风及电力使用不均衡决定了储能的长期需求仍然强劲
• 需求分析
  • 中国内地
    • 2025年，中国用电量预计超过10万亿度，2030年，用电量预计超过12万亿度。鉴于新能源装机量仍在上升，预计需要200GW-300GW储能配套
    • 到2025/2030年，4小时以上储能占比分别提升至21%/50%，2025-2030年4小时以上储能新增装机规模合计超100GW
    • 我国在2030年长时储能装机规模约2300万千瓦，约占同期新型储能装机总规模的20%；2060年超长时储能装机规模约1.5亿千瓦
    • 概要
  • 美欧
    • 美国加州是全球唯一连续3年（即将4年）大规模采用长时储能(≥4H)的地区。
    • 到2030年，意大利的配储时长将达约5.1小时，相比2024年的2.3小时增长一倍以上
    • 预测到2030年，全球长时储能的累计装机将达到150-400GW，到2040年，长时储能的累计装机进一步提升到1.5-2.5TW。到2030年时长8小时的储能在功率上占比30%，容量上占比50%，24小时以上的储能将在2030年以后迅速得到提升
• 技术路线
  • 根据储能技术在功率、时间维度分布及应用，氢储能、抽水蓄能、压缩空气储能、熔盐储热以及液流电池，是适合长时大容量储能的五大技术
    • 安全、成本、时长、量产能力、环保、选址的适应性等六方面进行比较
  • 在日调节场景下：抽水蓄能凭借技术成熟以及成本低等优势成为当前主流的储能技术，压缩空气、液流电池等仍处于商业化初期。
  • 在周调节场景下：液流电池、压缩空气储能和熔盐储热技术成熟度相对较高，将成为长时储能的主要方式。
  • 在季调节场景下：氢储能是最适用的大规模、长周期储能方式，但由于转化效率较低，且技术成熟度不高，预计商业化应用尚早。
  • 所以，交银证券判断 “在中短期内，锂离子电池、压缩空气、液流电池三者将直接参与长时储能的竞争。”
  • 各技术路线现状
    • 截至2024年底，内地新型长时储能累计装机达2.3GW，2024年实现新增新型长时储能并网/投运装机规模约1.3GW/8.1GWh。
      • 增长率都很高
      • 其中，压缩气体储能新增装机规模同比增长超70倍至711MW，容量占比约53%；液流电池增长超10倍至368MW，容量占比约28%；熔盐储能增长250%至250MW，容量占比约19%。
      • 根据高工产研储能研究所(GGII)预计，2024年中国内地液流电池储能装机量达1.81GWh，其中全钒液流电池占比超80%。
• 未来发展
  • 短期内锂电储能为主流
    • 初始投资成本最低
      • 在碳酸锂价格下降后，锂离子储能系统的初始投资成本已经降至500元/kWh，初始投资成本最低；其次是压缩空气储能的1250元/kWh；而液流电池的初始投资成本最高，约为2000元/kWh。
    • 技术成熟度最高
      • 314Ah大容量锂电池储能电芯的渗透率已超40%，未来将向着600Ah，甚至700+Ah迈进，配套储能系统能量达到6MWh以上。
      • 循环寿命方面，最新发布的锂离子储能产品理论上可以做到10000次以上循环
  • 中长期仍以液流电池和压缩空气储能占优
    • 能满足4小时以上的储能
    • 初始投资成本和度电成本有望继续下降
    • 两种路线发展现状
      • 2024年液流电池招投标超3GW，其中混合储能占比超过71.8%。全钒液流电池+磷酸铁锂电池(LFP)混合储能项目占比近六成
      • 截至2024年9月，内地投运并网/在建/拟建的压缩空气储能项目共有105个，已投运的压缩空气储能项目共11个，在建压缩空气储能项目共计18个，拟建/待建压缩空气储能项目共计76个。
    • 储能系统效率低是产业化的痛点
      • 储能系统效率指系统放电时输出的能量与充电时输入的能量之比，通常以百分比表示。 2. 影响因素 转换损耗：充放电过程中，能量在电化学、电气和机械转换中的损失。 自放电：储能介质在闲置时的能量损失。 辅助设备能耗：如冷却、管理系统等设备的能耗。 循环寿命：随着循环次数增加，效率可能下降。 3. 不同类型储能系统的效率 锂电池：效率较高，通常在90%-95%。 液流电池：效率约为70%-85%，受电解液和膜材料影响。 抽水蓄能：效率约为70%-85%，受地形和设备影响。 飞轮储能：效率约为85%-90%，但自放电较高。