长时储能技术路线及在新型电力系统中的应用研究

长时储能技术路线及在新型电力系统中的应用

长时储能定义

长时储能定义为额定功率下持续放电4小时及以上的大规模低成本储能技术，分为中长时（4-10小时）、长时（10-1周）和超长时（1周以上）储能。技术类型包括物理长时储能（抽水蓄能、重力储能）、电化学长时储能（液流电池）、储热和化学长时储能（氢储能）。

长时储能技术多元化发展

1. 抽水蓄能：分为定速和变速抽水蓄能，以及大型、中小型抽水蓄能电站，是目前主流技术。
2. 压缩空气储能：包括传统补燃、蓄热式、液态空气、等温压缩空气等，蓄热式压缩空气储能应用为主。
3. 重力储能：通过物理升降重物发电，包括重力储能塔、地下竖井重力储能等，百兆瓦时级示范项目已投运。
4. 液流电池：包括全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池等，百兆瓦级示范项目已投运。
5. 储热：分为显热、潜热和热化学储热，热水、熔融盐等技术成熟应用广泛。
6. 氢储能：包括制氢、氢储运和氢利用，电解水制氢技术路线有碱性电解槽（AE）、质子交换膜电解槽（PEM）和固体氧化物电解槽（SOE）。

长时储能成本下降潜力

各类技术性能对比显示，抽水蓄能和重力储能效率较高，液流电池响应速度最快。全生命周期成本预测显示，2023年盐穴压缩空气储能和抽水蓄能度电成本较低，预计2035年多个长时储能技术成本降至0.3-0.5元/kW·h。

长时储能将在新型电力系统中发挥重要作用

长时储能在电源侧提升火电灵活性，电网侧提供调峰、黑启动等服务，用户侧减少电费并改善电能质量，源网荷储一体化维持局域电网稳定，新能源大基地场景下减少弃风弃光并提升外送通道利用率。

长时储能市场空间展望

预计“十五五”期间，长时储能规模保守场景下达到180 GW，理想场景下达到250 GW，2035年保守场景下达到300 GW，理想场景下达到400 GW，时长以4-24小时为主，新型长时储能规模逐渐增加。

长时储能发展建议

1. 制定技术路线图：基于中国电网特点，制定长时储能中长期发展目标和实施路径。
2. 促进技术攻关：鼓励多元化长时储能技术攻关，开展国际合作与交流。
3. 推动试点示范：开展不同技术路线和地区试点示范，加强监督管理，先行先试。
4. 促进商业化进程：增强产业化能力，统筹总体布局。
5. 加强知识产权保护：提升专利保护意识，加强原始创新。
6. 加快标准体系建设：逐步完善各类长时储能技术标准体系。
7. 完善政策机制保障：探索长时储能成本回收和疏导机制，建立市场化容量补偿机制。