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1月29日，国家发改委、能源局正式印发《“十四五"新型储能发展实施方案》（以下简称《方案》），《方案》提出，到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件，开展钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能等关键核心技术 、 装备和集成优化设计研究，到2030年， 新型储能全面市场化发展。 氢储能在这些新型储能中并不显眼，但却 是最有潜力的储能方式。

产业观察者@01

能源结构改变催生储能产业

储能（stored energy）是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。广义的储能包括了所有能源储存，化石能源本身易于储存和运输，而且运行稳定，储存过程中没有能源转换的问题，化石能源的“储能"没有单列为产业。

我们所说的“储能"主要是狭义的对电能的储存，主要是针对可再生能源的不稳定性而言的，即将暂时不能用的电力用某种方式将能源进行转换和储备，在需要的时候或地方再释放出来。 是将过程能源在时间和空间上进行调整的手段。

储能的应用场景包括电源侧、电网侧、用户侧（工商业和户用），主要是解决可再生能源不均衡的问题，是智能电网中重要的环节。

表1 储能应用场景及解决方案

美国2010年能源部发布《电力系统对大规模储能技术应用需求》报告，根据当今电力系统的技术需求特征，将储能应用模式分为五大类17项。

图1 储能应用模式

据中关村储能产业技术联盟(CNESA)数据，实际截至2020年底，我国已投运储能项目累计装机规模为35.6GW，占全球已投运储能项目累计装机规模191.1GW的18.6%。

来自电源侧的可再生能源和应用端的电动汽车都使得电力系统变得极不稳定，2021年我国风电、光伏发电新增装机规模超过1亿千瓦，2021年底，光伏发电并网装机容量达到3.06亿千瓦，风电累计并网也突破了3亿千瓦大关。按照可再生能源10-20%配套储能的要求，我国可再生能源配储能应该在60GW-120GW。显然，储能装机规模还远没有与可再生能源的装机规模同步。

图2 2014年-2020年我国累计储能装机规模及增长

数据来源：前瞻性研究院

来自发电侧的储能需求是平抑光伏与风电的波动。尽管近年来中国可再生能源产业高速发展，但到2020年我国可再生能源占总发电量的11%，但占全部能源消费的比例还只有5.4%。

双碳目标将持续改变我国及世界能源结构，到2025年，风、光发电量占比将达到16.5%，到2030年非化石能源的一次能源消费比重要达到25%左右，到2060年，我国非化石能源消费占比将由目前的16%左右提升到80%以上，非化石能源发电量占比将由目前的34%左右提高到90%以上。

未来可再生能源将成为主导能源，储能将迎来巨大的发展空间。储能与可再生能源是相互成就的产业，只有储能的配套发展才能构建稳定的可再生能源体系，预计储能产业的规模化将使得可再生能源进入2.0时代。

在电网侧，同样因为能源结构的变化带来波动，汽车产业的结构使得电力替代油气，全球电动汽车进入飞速发展阶段，2021年我国电动汽车销售达到352万辆，渗透率达到15%，预计今年有望到550万辆渗透率达到20%，充电系统对电网也将带来巨大的冲击，同样需要储能系统来平抑电力网络。

应用侧的波峰波谷是用户对用电成本的选择，储能将可以让电力消费变得可选择，能源资源配置更加市场化。以北京为例，普通工商业用电（1kV以内）峰谷价差、峰平价差分别为：1.0254元/kWh、0.5257元/kWh。通过配置储能在低谷电价充电，在高峰电价时放电，减少购买电网的高价电量。

在调峰服务方面，度电收益、低的省份分别为东北三省（1元/kWh）、山东（0.15元/kWh）。在调频服务方面，度电收益、低的省份分别为广东（0.9元/kWh）、江苏（0.07元/kWh），储能可以实现跨区域资源优化配置。

储能产业是在可再生能源发展过程中派生出来的一个产业，世界主要国家目前都是近几年启动的储能鼓励政策，鼓励政策主要是与可再生能源的匹配。从各国储能鼓励政策来看，大部分都是在最近十年内启动的，鼓励的方向主要是与新能源的配额，构建稳定的能源体系，鼓励的方式包括税收减免、政府补贴、政策性金融以及产业规划等。

表2 主要国家可再生能源系统储能政策启动时间

2016 年 3 月，我国将储能列入国家发展规划。此后，在国务院及各部委历年发布的《“十 三五"国家战略性新兴产业发展规划》、《中国制造 2025——能源装备实施方案》、 《能源技术革命创新行动计划（2016-2030 年）》、《能源发展“十三五"规划》、 《可再生能源发展“十三五"规划》、《国家创新驱动发展战略纲要》、《关于加快推动新型储能发展的指导意见》、《“十四五"新型储能发展实施方案》等国家重大 发展战略和规划中，均明确提出加快发展高效储能、先进储能技术创新、积极推 进储能技术研发应用、攻克储能关键技术等任务和目标。

表3  我国储能政策

彭博新能源财经预计到2030年全球储能装机容量将达到358GW/1,028GWh，是2020年底17GW/34GWh规模的20倍以上，并将在2021年至2030年间吸引到2,620亿美元的投资。

图3 全球储能装机容量预测

资料来源：EnergyTrend储能

产业观察者@02

储能产业的现状与局限

储能有多种方式，包括热储能、电储能、氢储能、超导储能等，其中机械储能中的抽水蓄能最为成熟。

图4  储能主要的技术路线

根据CNESA全球储能项目库的不完全统计，截至2020年底，全球已投运储能项目累计装机规模191.1GW。其中，抽水蓄能的累计装机规模大，为172.5GW；电化学储能的累计装机规模为14.2GW，其中锂离子电池的累计装机规模就占13.1GW。

从我国投运储能项目的装机结构来看，抽水储能也是目前最主要的储能方式，占比达89.3%；我国新型储能的结构占比仍较小，新型储能中电化学储能为主要储能方式，而其中以锂离子电池为主，占比达88.8%。

抽水蓄能是利用水作为储能介质，通过电能与势能相互转化，实现电能的储存和管理。利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电。可将电网负荷低时的多余电能，转变为电网高峰时期的高价值电能。

抽水蓄能是一项成熟技术，世界一个抽水蓄能在1882年的瑞士建成，此后20世纪60年代有了较大的发展，进入21世纪开始为不稳定的可再生能源服务，但对地理位置和水资源条件要求比较高。而实际上，我国风光资源比较丰富的地区又往往在水资源相对缺乏的西北地区，所以，抽水蓄能的空间其实很有限，现实的增长也非常有限，2020年抽水储能的累计装机规模同比增长仅0.9%。

2021年7月23日，国家发展改革委和国家能源局发布了储能政策《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，主要目标是到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达3000万千瓦(30GW)以上；到2030年，实现新型储能全面市场化发展。

新型储能项目是除抽水蓄能外的以输出电力为主要形式的储能项目。这份指导意见进一步引导储能行业发展摆脱对地理位置的局限，鼓励储能产业从依赖环境条件向科技驱动方向发展。

全球新型储能中化学储能特别是锂离子电池储能已经有比较长时间的积累，而且就像车用锂离子电池一样实现起来最容易，技术进步使得电化学储能成本下降，所以，目前发展非常快。

我国电化学储能自2014年的132.3MW到2021年的5791MW，7年增长了近44倍。2020年电化学储能的累计装机规模同比增长49%，远高于蓄水储能的增幅。

图5 我国电化学储能累计装机量（MW)

数据来源：根据公开资料整理

化学储能增长的驱动力来自需求和供给两个方面，从需求端，可再能源特别是分布式光伏的发展为化学储能带来刚需，截至2020年底，全国光伏发电累计装机达到253GW，而且目前光伏发展趋势是在向分布式发展，2021年上半年，全国新增光伏装机约13.01GW，同比增长12.9%，其中集中式光伏电站新增装机5.36GW，同比减少24.3%，分布式光伏新增装机7.65GW，同比增长72.3%。

图6 我国光伏装机量

资料来源：根据公开资料整理

从供给端看，锂离子电池成本下降以及工程的便利性是化学储能增长的主要原因。过去10年，电化学储能成本每年平均下降10%-15%，目前系统成本在1.5元/Wh左右。

但锂离子电池的局限性也是显而易见的，一个是基于成本、资源的综合考虑，一般锂离子电池储能都是采用的梯次利用方案。由于我国锂离子电池汽车即将进入电池退役的高峰期，从资源的角度来看对储能来说是一个福音，但由于梯次利用的不均衡性以及锂离子电池实际运行过早老化问题，安全始终都是一个隐忧。从2017年到2020年，韩国因为锂离子电池引发储能火灾达到27次，我国和美国也都发生过储能电站的火灾。

另外，锂毕竟属于资源，梯次利用不等于循环经济。作为交通装备的储能系统已经让世界锂资源供不应求，价格暴涨，如果未来要在能源系统中有更多的担当，可能要面临资源约束和大规模电池回收处理带来的高耗能、高污染问题。

所以2025年30GW的新型储能还需要探索其他更加安全、可靠的解决方案。在发改委和能源部发布的《“十四五"新型储能发展实施方案》中，对"新型能源"的范围有了更清晰的界定：包含了钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能、超导、超级电容等储能技术，研发储备液态金属电池、固态锂离子电池、金属空气电池等多种技术的储能技术。

图7 未来几年我国新型储能增长空间

产业观察者@03

“感觉光伏在等氢"

目前的主流储能抽水蓄能和锂离子电池储能都有较大的局限性，难以与可再生能源的规模化和永续发展的产业生态相匹配，其他机械储能和电化学储能都因为能量密度、安全性或经济性问题难以成为主流，氢储能与可再生能源具有天然的匹配条件。

图8 我国现阶段储能结构

资料来源：储能产业皮书

表4 不同储能的性能比较

资料来源：中国储能网

到目前为止，在全球储能业态中，我们几乎还看不到关于氢储能的数据，但实际国内外都已经有了氢储能2021年4月19日，发改委在《加强顶层设计和统筹协调,提前布局并积极培育发展未来产业》，将项目的探索。r类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等列为“未来产业"。

而从氢储能与其他储能的比较上来看，电化学储能的容量是兆瓦级（MW），储能时间是1天以内；抽水蓄能容量是吉瓦级（GW），储能时间是1周-1个月；而氢能储能的容量是太瓦级（TW），时间可以达到1年以上。氢储能可以做到跨区域长距离储能，而且从能量转换上看，氢能不仅可以转换为电能，还可以转换为热能、化学能多种形式的能源。兼具安全性、灵活性和规模性特质，无论是从能量维度、时间维度还是从空间维度，氢储能都是潜力的储能方式。

表5 不同储能的运行特点

资料来源：中国电力科学研究院

和燃料电池车用市场不同的是，氢能在能源领域的应用没有补贴和奖励，没有那么多等待和观望，也没有那么多的焦虑，很多氢能项目已经悄然展开。

上月底我们到湖北拜访武汉众宇，尽管公司是国内起步比较早的燃料电池企业，但因为湖北没有进入批示范城市群，目前来自车用端的订单不理想，不过，公司已经有了来自能源端的订单，预计在今年年内交付，公司创始人李骁说：因为来自能源端的用户更加注重产业结构的生态建设，对新能源产品的价格不像商用车用户那样敏感，即使没有补贴，能源公司也已经开始氢储能的示范。

与其他储能方式比，氢更有能力实现大规模的储能，"可再生能源+氢+控制"的氢电耦合系统可能是真正实现绿色能源可持续发展的理想模式。李骁说：“感觉光伏在等氢。"从国内几家光伏企业如隆基股份、协鑫集团、阳光电源深度介入氢能我们也可以感受到可再生能源企业对李骁这一观点的共识。

从理论上，因为燃料电池和电解槽技术已经趋于成熟，氢电耦合和氢储能已经可以实现；从实践上看，我国自2019年开始尝试氢储能，目前已经有多个氢储能项目进入建设期。
 

图6 我国部分氢储能项目

资料来源：高工氢电

另外，2021年，能源企业与氢能公司在氢储能方面也签订了一系列的战略合作协议：

1月13日，国家电投重庆公司和正泰新能源签订战略合作协议，通过资源共享、优势互补，共同围绕清洁能源、综合智慧能源、配售电、储能、氢能等领域，缔结可持续发展的战略合作伙伴关系。

6月28日，国家电投与阳光电源签署战略合作协议。双方将围绕新能源全优价值链合作、综合智慧能源创新、电站合作开发、氢能及储能商业模式探索等重点合作领域开展多层次、多方位的深度合作。

7月10日，重塑集团联手正泰集团就共同投资促进燃料电池系统全产业链的发展及光储氢热的应用签订合作协议。

9月9日，阳光电源与京能集团签署战略合作协议，双方将在光伏、风电、氢能、储能等领域进一步深化合作，共同推动能源产业变革升级。

已经开展的氢储能项目还有：山西首座氢储能综合能源互补项目、浙江平湖“氢光储充"一体化新型智慧能源站、张掖市光储氢热产业化示范项目、湖北省秭归县新型电力系统综合示范县配套项目、西安市西部氢都实验基地项目、广西上思县“风光储氢"1GW一体化基地等。

2021年11月13日，张家口200MW/800MWh 氢储能发电工程初步设计在中国石油管道设计大厦专家评审会并通过评审，该项目位于张家口怀安县，总投资20亿元。项目分为两期建设，其中一期建设总装机容量100MW/400MWh，二期总装机容量100MW/400MWh；项目建设期为2年，预计于2023年完全投入运行, 是目前全球大的氢储能发电项目。

我国氢能产业化发展自1998年上海神力开始，至今已经超过20年，前20年主要是以燃料电池为主导的交通运输应用探索阶段，但以商用车特别是重卡为引动的发展路径缺乏产业牵引力，发展非常艰难，亟待示范城市的创新突破与燃料电池乘用车的量产。

自2019年氢能被纳入能源体系，各大能源公司纷纷布局，在氢能的供给端探索氢在新的能源体系中的应用，氢电耦合、氢储能不仅可以弥补蓄水储能和锂电的短板，以氢作为电网的储能可以减少运输过程中的高成本，推广更具备可行性，储能正在成为氢能规模化应用的一个牵引力和突破口。
 

文章来源：产业观察者  作者：郑贤玲

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