儲能行業專題研究報告：長時儲能，百舸爭流，誰主沉浮？.pdf

儲能行業專題研究報告：長時儲能，百舸爭流，誰主沉浮？長時儲能，是碳中和時代的必然選擇。儲能的本質是實現能量在時間和空間上的 移動，讓能量更加可控。儲能的應用可以讓分布式的發電源更加“優質”，讓整 個電力系統更加靈活。儲能是高比例可再生能源下的必然要求：以美國加州為例， 2021 年可再生能源發電高峰時占比超 50%，在夏季早晚缺電高峰需要 30%以上 的進口電力才能支撐正常用電。在這樣的情況之下，長時儲能成為了碳中和時代 的必然呼喚。對于長時儲能而言，最重要的是為電力系統的靈活性調節提供支撐。 在推進節奏上，整體將會是循序漸進的，可以分為三個階段：階段 1，主要由傳 統機組提供靈活性，抽水蓄能大力建設，新型儲能補充靈活性缺口；階段 2，抽 水蓄能逐步落成，與傳統機組一起成為靈活性調節主力；階段 3，存量機組改進 空間殆盡、抽水蓄能地理資源約束呈現，只有依靠新型長時儲能技術提供增量靈 活性資源。分地域來看，推進節奏上先歐美，后國內，當前已有很多歐美國家處 于階段 3，中國處于階段 1 向階段 2 過渡的過程中。

長時儲能技術形式多樣，抽水蓄能、鋰離子電池儲能發展領先。概況而言，長時 儲能技術可分為機械儲能、儲熱和化學儲能三大主線，其中機械儲能、化學儲能 裝機規模占比較高。1）抽水蓄能：當前最成熟、最經濟的大規模儲能技術，但 儲能設備選址受限、項目開發周期較長；2）壓縮空氣儲能：效率提升下，極具 潛力的大規模儲能技術；3）鋰離子電池儲能：當前最具代表性、最經濟的化學 儲能技術，但面臨著鋰資源掣肘；4）鈉離子電池儲能：比鋰電理論成本更低的 儲能方式，循環壽命為當前最大劣勢；5）液流電池儲能：容量與功率模塊分離， 適合長時儲能，但處于產業化降本初期；6）熔鹽儲熱：適合大規模儲熱，但無 法作為獨立儲能電站使用。

無資源約束的情況下，平準化度電成本（LCOE）是衡量各種技術優劣的最重要 指標。我們針對五種長時儲能技術，在當前情況下，計算其全生命周期成本，在 配置時長為 5 小時的情況下，其 LCOE 由低到高分別為抽水蓄能＜壓縮空氣儲能 ＜鋰離子儲能＜鈉離子電池儲能＜液流電池儲能。影響 LCOE 的三大最重要的指 標分別為：初始投資成本、轉換效率、循環壽命。對其關鍵指標進行敏感性分析， 1）抽水蓄能：當前成本最優的長時儲能方式，技術成熟，各項指標不會再發生 明顯的變動；2）壓縮空氣儲能：若實際儲能效率提升到 70%，其經濟性有望超 過抽水蓄能；3）鋰離子電池儲能：隨產業化進程加速和原材料價格回落，鋰離 子儲能初始投資成本將逐步下降；4）鈉離子電池儲能：當初始投資成本降低到 1.3 元/Wh 時，其經濟性有望超過現在的鋰電儲能；5）液流電池儲能：當初始 投資成本降低到 2 元/Wh 時，其經濟性有望超過現在的鋰離子電池儲能。