未来的新能源储能技术发展趋

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》。

储能技术主要分为储电与储热。目前储能方式主要分为三类：机械储能、电磁储能、电化学储能。储能技术主要分为物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池）和电磁储能（如超导电磁储能、超级电容器储能等）三大类。根据各种储能技术的特点，飞轮储能、超导电磁储能和超级电容器储能适合于需要提供短时较大的脉冲功率场合，如应对电压暂降和瞬时停电、提高用户的用电质量，抑制电力系统低频振荡、提高系统稳定性等；而抽水储能、压缩空气储能和电化学电池储能适合于系统调峰、大型应急电源、可再生能源并入等大规模、大容量的应用场合。

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。

2.能源节约效果显著。

3.消费结构有所优化。

4.科技水平迅速提高。

5.环境保护取得进展。

6.市场环境逐步完善。

具体来讲：

1.经济高质量发展稳中推进，能源清洁化转型成效显著。

随着改革的深入推进和对外开放的持续扩大，中国经济正从高速发展向高质量发展转变。根据国家统计局数据，2019年中国国内生产总值同比增长6.1%，中国经济增速换挡，但仍在合理区间内稳定运行。2019年宏观经济政策由“去杠杆”转为“稳杠杆”，通过调整融资结构缓解信用分层现象，预计未来中小企业融资难融资贵问题将有所改善。服务业对经济的拉动作用不断增强，随着产业结构调整的不断深入，第三产业增加值增速有望持续增长。中国主要工业行业2019年整体运行平稳，新能源产业、新一代信息技术产业、高技术制造业是中国工业经济增长平稳的重要因素。

2019年中国能源生产和消费量均创新高，能源对外合作进一步扩大，能源效率持续提升。2019年，中国煤炭消费在总能源消费中的占比为57.7%，再创新低；天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费占比达到23.4%，能源消费结构清洁化、低碳化转型稳步推进。在主要能源品种供求关系方面，煤炭产量受国家推动产能优化政策影响稳中略升，煤炭消费量则保持相对稳定；2019年中国原油产量在经历了连续三年下降后首次实现小幅增长，但石油消费量增速则明显加快；天然气方面，2019年天然气产量再创新高，为近8年以来最大增幅，天然气消费依然保持较快增速。

2.能源安全结构性矛盾突出，替代能源亟待突破性发展。

自20世纪90年代中期以来，中国能源供需状况由自给自足逐渐转变为大量依赖进口，能源对外依存度不断攀升，能源安全隐患日益严峻。2019年中国原油和天然气对外依存度分别高达72.55%和42.56%。目前中国的能源安全问题不仅体现在总量上，更体现在结构上。能源安全矛盾集中体现在石油安全问题或油气安全问题上，也就是国内油气资源不能有效地支撑经济的持续发展。随着中国城市化、工业化进程的不断推进，将催生更多的油气消费需求，可以预见在未来的一段时间内，中国的油气对外依存度仍将保持上升趋势。能源进口来源地与进口来源通道风险将持续威胁着中国经济的高质量发展。

为了保障能源安全，中国应采取相应的措施。加大石油储备规模固然有一定的成本，但在面对危机时，其保障能源和经济安全的作用是不可替代的。相比于日本、韩国等发达国家，中国的石油储备规模仍相对较低。因此，中国应加快石油储备基地的建设。短中期内，煤炭在我国能源结构中的主导地位难以发生大规模变化，通过煤制油和煤制气等煤化工技术利用煤炭生产成品油和合成天然气能够有效缓解中国油气进口的压力。因此，围绕煤炭进行能源战略制定是因地制宜的明智之举，不仅具有较大的自主可控性，也是符合中国国情和能源现实的可靠选择。现阶段中国煤化工产业发展所面临主要制约和挑战集中在国际油价低迷、政策支持不足和环保压力较大等方面。政策制定者应从全产业链视角设计制定煤化工产业政策。

新能源汽车和轨道交通的发展兼具应对气候变化、环境保护和产业结构升级的功能，对于推动中国经济与环境可持续发展具有一定的现实意义。新能源汽车可以通过对传统燃油车的替代降低石油需求，在一定程度上缓解原油对外依存度较高的压力。在当前中国政府对新能源车补贴逐渐退坡而新技术短期尚未实现突破的背景下，政府通过刺激新能源汽车市场需求，例如通过补贴充电基础设施建设以促进其分布推广，提升新能源车充电便捷性，或许是激发消费者对新能源汽车的购买需求，实现新能源汽车推广的新思路。相对于新能源汽车而言，发展轨道交通则是在中短期内就能实现较大油气需求替代的解决方案。通过将城市居民分散的出行需求集中，提高运输量和运输速度，完善的轨道交通系统能够显著替代交通领域的石油消费。

3.新型城镇化建设持续推进，城市能源系统需创新应对。

随着中国进入全面建成小康社会的决胜阶段，中国特色社会主义进入新时代的关键时期，生态文明建设对城市能源系统提出了更高的要求。作为支撑城市经济发展的重要基础，城市能源系统需要随着快速发展的城镇化做出相应的创新和改变，以满足城市居民对清洁高效能源日益增长的需求。

储能技术是解决可再生能源发电存在的随机性和不稳定性问题的关键技术。储能技术的发展对于可再生能源的大规模消纳、提高电力系统运行效率和保障用电安全有较大意义，是打造未来城市能源系统的基础。发展新能源汽车，是应对全球气候变化和保障中国能源安全的必由之路。随着新能源汽车保有量的提升，其对城市能源系统的影响将愈加显著。利用电价引导新能源汽车用户合理规划充电时间，在用电低谷进行充电，有利于平滑负荷曲线实现“削峰填谷”，提升城市能源系统总体效率。随着分布式光伏行业的发展与成熟，预计其将彻底摆脱补贴依赖进入平价上网阶段。分布式光伏具有较高的部署灵活性，在处于东部经济发达但土地资源稀缺的III类资源区的城市能源系统中将发挥更大作用，有利于城市能源系统的清洁化发展。中国建筑能耗占总体能耗比例达28%，作为城市能源系统管理的重要环节，建筑节能具有较大的节能减排潜力。

而随着能源体系的更新升级，双碳目标的推进，以太阳能、风能为首的可再生能源开始被广泛利用。由于风电、光伏受天气影响较大，具有很大的不稳定性，因此储能技术起到至关重要的作用。有观点认为，风光储结合很有可能成为未来新能源发展趋势。

业内认为，未来几年，新能源储能行业将迎来持续“加速跑”，适应规模化需求的长时储能系统加快部署，多元化的储能技术耦合发展，随之增加的安全隐患应提前防范。

乐驾智慧能源是专注于新能源电力、锂电池应用、储能技术物联网、人工智能的高科技企业，致力于用物联网和人工智能技术改变新能源电力和新能源出行行业。

乐驾智慧能源储能系统产品包括电芯、模组/电箱和电池柜等，可用于发电、输配电和用电领域，涵盖太阳能或风能发电储能配套、工业企业储能、商业楼宇及数据中心储能、储能充电站、通信基站后备电池、家用储能等。

2018中国储能西部论坛8月2日在青海省海东科技园开幕。业界专家称，中国可再生能源储能市场前景光明，应用价值较大，但一些瓶颈问题仍需突破。

中国国家能源局今年1月发布数据称，2017年中国可再生能源发电量1.7万亿千瓦时，同时，全年弃水、弃风、弃光电量超1000亿千瓦时。

“(弃水、弃风、弃光)造成可再生能源巨大浪费。”中国华能集团清洁能源技术研究院储能研究所所长刘明义说。

中国能源研究会常务副理事长、国家能源局原副局长史玉波认为，在储能技术诸多应用领域中，储能与可再生能源深度融合，能解决可再生能源稳定输出和提升系统发电效益难题，促进可再生能源并网与就地消纳，具有较大应用价值和光明市场前景。

蓄水储能、光伏储能、风电储能及大基地外送储能研究……国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司总经理魏显贵在论坛介绍了该公司已投产和正在建设的储能项目，“储能技术能解决新能源出力不平衡及波动性问题”。

史玉波说，据中国能源研究会储能专委会不完全统计，截至2017年底，中国已投运储能项目累计装机规模28.9GW，同比增长近两成，“储能正日益成为投资热点和行业焦点。”

原国务院参事吴宗鑫说，目前，各种储能技术正处在探索和研发阶段，对于未来可再生能源及新能源汽车具有重要影响。

史玉波认为，目前，储能与可再生能源配套应用的局限性还比较突出，系统收益的多样性和投资价值还难以充分实现，集中式可再生能源并网储能系统收益单一，除存储弃电外，储能其余功能价值难以全面体现，集成储能资源难以发挥规模效应，电力市场开放程度有限。