利用可再生能源合成化学品原因

储能技术发展现状与趋势

储能涉及领域非常广泛，根据储能过程涉及的能的形式，可将储能技术分为物理储能和化学储能。物理储能是通过物理变化将能储存起来，可分为重力储能、弹力储能、动能储能、储冷储热、超导储能和超级电容器储能等几类。其中，超导储能是唯一直接储存电流的技术。化学储能是通过化学变化将能储存于物质中，包括二次电池储能、液流电池储能、氢储能、化合物储能、金属储能等，电化学储能则是电池类储能的总称。

当可再生能源成为市场主流之后，能源保障成为新的挑战，无论是规模化后储能技术自身的安全性与能量密度，还是灾害发生后由储能配置引发次生灾害的可能性，目前已有的各项储能技术都还达不到承担超大规模能源战略储备的水平。从能量密度角度分析，未来最具可能性的超大规模储能技术方向是纯化学储能，如氢储能、甲醇储能、金属储能等。大型能源公司在开发超大规模储能技术方面具有一定资源优势，可借此承担大部分能源安全保障任务。

9%，可以说是把锂电池和光伏风头都抢了。但这周开始，半导体板块领跌，储能也大幅回调。

新能源赛道的火热，又涉及到用电问题。白天是用电高峰期，电力资源供给相对紧张，晚上是用电低谷期，电力资源供给相对充裕。加上新能源发电不具备火力发电那样的调峰功能，供给上的矛盾就涉及电网调峰的问题。

现代生产生活都离不开电，加上入夏之后天气炎热，我国地区用电激增，用电量以及用电负荷急剧攀升。

那储能有什么用呢？

储能主要是指电能的储存和释放的循环过程。 通俗地理解，就是把暂时多余的电以某种形式存起来，在需要的时候再拿出来使用，就像一个大号的充电宝。

要弄明白这个问题，我们还是要从“碳中和”讲起。新能源虽好，但在大规模并网应用阶段仍然存在一些问题。以光伏为例，太阳能发电需要“靠天吃饭”，所以光伏发电站输出的电能其实并不稳定，而且与用电高峰存在着明显的时间错配，如果直接并入电网，可能会对电网的电力调度和稳定性造成负面影响。

因此，电网公司可能会对某一阶段光伏电站的输出加以限制，一旦超过了一定的水平，光伏电站只能被迫丢弃这部分“多余”的电能。所以，如何使得光伏发电量保持在一个相对稳定的状态，同时不浪费来之不易的电力是光伏电站需要解决的一大难题。

于是，储能技术应运而生。

为何锂电池储能成为主流发展方向？

目前储能技术可以分为机械类储能、电气类储能、电化学储能、热储能、化学储能等。

虽然目前全球范围内的储能装置仍以抽水蓄能为主，但抽水蓄能受到地理条件的限制，加上投资过大、建设周期长的缺点，导致无法大规模的发展。

要理解这个问题其实很直观。举个例子，假设你是一家光伏电站的老板，现在你需要把暂时用不上的电力储存起来，到底是在旁边建个大水库抽水容易，还是利用锂电池更方便呢？所以即便撇开建设周期和成本，抽水蓄能对地理条件的依赖度也很高，所以局限性大。

电化学储能的优点就在于建设周期短、应用范围广、成本较低。其中，锂电池在电化学储能中占比最高，截止2018年，电化学储能中，锂电池就占比高达86.3%。

关于储能的政策支持，近期多次出台。

2021年8月10日，国家发改委、国家能源局联合发布《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》，引导市场主体多渠道增加可再生能源并网规模。

可以看出，此后电力企业再也不是单纯的建设、卖电的角色，而是将逐渐承担更多的可再生能源并网消纳责任。开发企业若想进一步增加项目并网规模，储能建设、购买辅助服务已经成为必选项之一。

7月23日，国家发改委、国家能源局正式印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中明确了储能行业的发展规划与目标，到2025年实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，累计装机规模30GW以上。

一周后的7月29日，国家发改委印发《关于进一步完善分时电价机制的通知》，部署各地进一步完善分时电价机制。主要目的就是继续拉开高峰、低谷时期的电价，条件具备区域，分时电价可达到4倍。

5G的发展也需要储能。

对于普通老百姓的认识来说，5G的应用可能就是网速更快，看视频更顺畅，但如果5G仅限于这些应用，那就太浪费了。

5G具有高宽带、高流量和高发射功率等特点，同时收发通道数明显增加，但这也导致其功耗的增加。

基站本身可以存储低谷电，所以5G基站也是重要的储能装置。

现在将储能技术应用于电力系统，弥补电力系统中缺失的储放功能，平衡电力系统，特别是在平衡大规模清洁能源发电接入电网带来的波动性。

从电力系统细分的角度看，储能在发电侧、输配电侧、用电侧都不可或缺。

新能源赛道下，作为大规模应用光电、风电的必经之路，储能产业还是很有发展前景的，同时产业政策相继出台，支持力度空前。

同花顺数据显示，近一周以来储能概念股已经增至116家，20家上市公司累计涨幅超过20%。

所以客观地讲，储能作为近期资本市场的最强“扛把子”，这个板块的目前的估值已经不便宜了。

行业主要上市公司：宁德时代(002074)派能科技(688063)国轩高科(002074)比亚迪(002594)亿纬锂能(300014)星云股份(300648)均胜电子(600699)科列技术(832432)国电南瑞(600406)华自科技(300490)金风科技(002202)阳光电源(300274)盛弘股份(300693)科华恒盛(002335)科士达(002518)、固德威(688390)阳光电源(300274)科陆电子(002121)南都电源(300068)德赛电池(000049)赣锋锂业(002460)等

本文核心数据：储能板块上市公司研发费用储能相关论文发表数量

全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“energy

storage”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月29日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

储能产业技术概况

1、储能的界定及分类

(1)储能的界定

从广义上讲，储能即能量存储，是指通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另一种能量形式存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。

从狭义上讲，储能特指针对电能的存储，即利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

(2)储能的分类

根据不同储能技术储存介质的不同，储能主要分为机械储能、电化学储能、热储能、化学储能、电磁储能等。利用这些储能技术，电能以机械能、化学能、热能等形式存储下来，并适时反馈回电力网络。

2、技术全景图：五大细分技术路线

储能分为机械储能、电磁储能、电化学类储能、热储能以及化学储能五大类技术路线。

储能产业技术发展历程：始于20世纪60年代

从我国储能产业技术发展历程始于20世纪60年代，我国开始抽水蓄能电站研究，并建立第一座混合式抽水蓄能电站-岗南水电站到20世纪90年代，抽水蓄能电站建设迎来高潮至21世纪初期，国内开始其他储能技术的研究，包含压缩空气储能、电化学储能等，并于2010年之后加快了压缩空气、全钒液流电池等储能技术的落地，加快推动储能技术的多元化发展。

储能产业技术政策背景：政策加持技术水平提升

近些年来，我国提出了一系列储能产业技术发展相关政策，加速了储能产业链的发展，同时对储能关键技术做出了标准规范，使得储能技术水平稳步提升。

储能产业技术发展现状

1、储能产业技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国储能产业技术相关国家重点研发计划项目共计27项，其中2021年就有22项。

注：2019年未公布储能产业技术相关国家重点研发计划项目。

(2)A股上市企业研发费用

储能行业经过多年发展，储能项目广泛应用，行业整体研发投入水平较高。从A股市场来看，2017-2021年，我国储能板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，储能板块上市公司研发总费用约228.45亿元。

2、储能产业技术科研创新成果

(1)论文发表数量

从储能相关论文发表数量来看，2010年至今我国储能相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见储能科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有90294篇储能相关论文发表。

注：统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

通过创新词云可以了解储能技术领域内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词，其中，储能系统、储能电池等关键词涉及的专利数量较多，说明储能领域近期的研发和创新重点集中于储能系统、储能电池等领域。

(3)专利聚焦领域

从储能产业技术专利聚焦的领域看，目前储能产业技术专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于储能系统、储能电池等。

主要储能产业技术对比分析

从储能技术成熟度看，目前机械储能市场技术成熟度较高，电化学储能技术(储能电池中)锂离子电池、铅酸电池均步入成熟阶段液流电池仍处在研发示范阶段钠硫电池处于部署阶段之中。

其中，成熟度较高的主要储能技术优缺点及应用领域如下：

储能技术发展痛点及突破

1、储能技术发展痛点

(1)成本较高

成本问题是目前储能技术面临的挑战之一。以锂离子电池为例，尽管随着锂离子电池技术的快速提升和电池规模化生产能力的提高，锂离子电池的成本有所下降但相比其他储能方式，锂离子电池的成本仍然处于较高水平。对比抽水蓄能和磷酸铁锂电池的全生命周期度电成本来看，锂离子电池的成本远远高于抽水蓄能，约为抽水蓄能度电成本的1.7倍。

(2)安全问题

安全问题是储能发展需要解决的重点。近年来，国内外多次发生储能电站安全事故，其中多数为锂电池储能。据不完全统计，2021年全球发生9起储能安全事故，其中“4·16”北京大红门储能电站起火爆炸事故便是由于锂电池内部短路引起。

(3)地理环境限制

地理环境的限制也是储能技术发展的一大挑战，例如抽水储能和压缩空气储能。以抽水蓄能电站的建设为例，首先要充分考虑当地的地质条件和自然条件，例如多为砾岩、砂岩等地下岩石，而且为无地震、台风、洪水、干旱等隐患灾害。其次，抽水蓄能电站的建设对上、下水库的高度差和水平距离也有所要求。

2、储能技术发展突破

(1)液流电池有望解决安全问题

液流电池具有安全性高、寿命长、规模大等优势，有望解决锂离子电池的安全隐患问题。

(2)模块化储能技术突破地理限制

目前很多科研人员以及公司都在研究如何让储能技术突破地理上的限制，模块化部署是可以突破例如热岩储能技术、铁空气电池技术、液态空气储能技术等，都已实现了模块化部署，这种模块化的部署能为长时储能带来诸多好处。

储能技术发展方向及趋势：技术路线多元化

《“十四五”新型储能发展实施方案》指出要推动多元化技术开发，开展不同技术路线分类试点示范。其中，对锂离子电池要求往高安全、低成本、长寿命的方向发展，另外也提出重点发展液流电池、金属空气电池、热储能等长时储能技术。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

他强调，新能源 汽车 要求动力电池具有高能量密度、高功率密度、高安全等特性，先进动力电池技术的创新对新能源 汽车 的发展至关重要。

肖成伟表示，“未来，刀片电池技术、CTP（Cell To Pack）和大模组技术、无钴电池技术、锂离子电池干法工艺技术是当前的几个技术创新热点。”在这场精彩纷呈的主题峰会上，来自学界和业界的专家对这些技术创新点进行了细致、深入的分享，为线上线下的观众奉上了一场动力电池新技术的思想盛宴。

2019年，全球主要国家新能源 汽车 销量超过210万辆，中国销量达到120.6万辆，占中国新车销售比例达4.68%。截至2019年底，全球新能源 汽车 累计销量突破720万辆，中国占比50%以上。

中国新能源 汽车 的市场目标是：2020年销量达到500万车辆，2025年达到3000万辆，2030年达到7500万辆，2035年达到12000一14000万辆。

新能源 汽车 蓬勃的市场发展也对动力电池提出了更高的要求，如何实现高能量密度、高功率密度和高安全性是学界和业界着力 探索 的方向。

“在国家的支持下，动力电池能量密度的指标逐年提升。高比动力电池是国家支持研究的重点方向，技术与产业化进展都很快，已经实现产业化电池的体系。”肖成伟说。

谈及动力电池技术的进展与趋势，他介绍，中国锂离子动力电池技术路线的变化趋势呈现混合动力和纯电动 汽车 领域应用并重，纯电驱动 汽车 领域应用为主，兼顾混合动力 汽车 领域。300Wh/kg高比能锂离子电池成为当前产业化热点。

“未来，需要重视能量密度、功率密度、安全、循环耐久和成本之间的平衡，智能制造和数字化工厂设计，动力电池系统的设计开发及产业化水平，标准化（单体、模块及系统）及全生命周期的测试验证（尤其是安全可靠性），新材料及新体系电池前瞻技术的研发（固态电池、锂硫、锂空气电池盒锂离子电池等）等五大方面的问题。”肖成伟说。

上海大学教授张久俊介绍，目前锂离子电池的应用广泛，主要有车用锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池三种类型。“就锂离子电池在 汽车 领域的应用来说，目前我们强调续航里程要达到400公里，到2030年就要达到700公里。未来还需要进一步的增加能量密度、功率密度和寿命，提高安全性。”张久俊说。

中科院物理研究所研究员黄学杰就动力电池无钴正极材料的技术研究做了分享，他介绍，第一代无钴材料是锰酸锂，第二代无钴材料是碳酸铁锂，目前主要是锂、镍、钴三元电池。随着材料技术进步，大家正在不断努力降低钴的含量，目前可以做到钴占10%，今后可能降至5%，接着降至3%。

厦门大学特聘教授董全峰认为，未来 社会 能源支持系统需要可再生能源和高效电化学储能的结合。先进动力电池的发展目标是构建高比能量和高比功率的新型电化学储能系统。

“电化学储能途径一般有两种，一类是典型的氧化还原反应（传统电池），再一类是界面上的电荷的存储和释放的过程（超级电容器）。我们团队提出了一个新的模型，经过对材料的表面调控，能够实现既具有高的表面面积，表面上又具有和大量离子电化学吸附的能力，填补前两类的空白。”董全峰说。

宁德时代新能源 科技 股份有限公司研发联席总裁梁成都认为，以CTP为代表的动力电池系统高效成组技术是未来创新趋势。其优点众多，零件数量降低40%，能量密度增加10%-15%，同时，寿命延长10%，成本降低10%，产品系统也可靠安全。

比亚迪股份有限公司深圳开发中心副总监鲁志佩介绍了比亚迪在高集成刀片动力电池方面的技术创新。他提到，刀片电池可使零部件数量减少40%，VCTP增加50%，整个电池系统成本下降30%。“我们在刀片电池上投入了大量的研发，期望实现更高的集成效率、更高能量密度，让刀片电池具有更大的竞争力。2025年预期可以达到73%的集成效率，体积能量密度达到300Wh/kg。”他说。