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新型储能行业:高速发展态势、多元技术格局与细分市场剖析

2025-04-18

新型储能行业:高速发展态势、多元技术格局与细分市场剖析


1、新型储能行业介绍

储能是指借助特定的装置或物理介质,通过多样化的方式将不同形式的能量储存起来,以便在后续有需求时加以利用的先进技术。在储能技术体系中,新型储能是指除抽水蓄能之外的其他储能技术形式。依据技术路径的差异,储能形式主要划分为热储能、电储能和氢储能这三大类别。

其中,电储能按照能量储存形式的不同,又可进一步细分为物理储能、电磁储能以及电化学储能。具体而言,在物理储能范畴中,除了常见的抽水蓄能之外,还涵盖压缩空气储能、飞轮储能、重力储能等多种形式;电磁储能包含超导储能、超级电容器储能等;电化学储能则有锂离子电池、钠电池、铅蓄电池、液流电池、钠硫电池、燃料电池等丰富的储能形式。而热储能主要包含熔融盐储能、热冷储能等方式。


2、新型储能行业特点

(1)发展速度快

近年来,新型储能装机规模实现了爆发式增长。2022年和2023年连续两年超200%高速发展,2024年又实现了130%的增长,截至2024年底,装机已突破7300万千瓦,约为“十三五”末的20倍。

(2)技术路线多元化

目前仍以锂离子电池储能为主,占比超过95%,但其他技术如液流电池、压缩空气、飞轮、重力储能、液态空气储能、二氧化碳储能等非锂电储能技术的工程化应用正在加快,不同技术路线各有优势和适用场景。

(3)应用场景丰富

可与电力系统源、网、荷等各环节融合发展,在用户侧,可降低用能成本、提高用能质量;在电源侧,提升新能源并网友好性;在电网侧,提供调峰、调频等多种服务,增强供电保障能力

(4)布局灵活性高

相较于抽水蓄能受选址要求严苛、建设周期漫长等因素的制约,新型储能具备布局灵活、建设周期短、响应速度快的显著优势,能够更为便捷地在各类场景中得到应用。


3、新型储能行业细分市场分析

(1)超导储能

超导储能是一种无需经过能量转换而直接储存电能的方式,它将电流导入由超导体制成的电感线圈,理论上,电流可以在该线圈中无损失地不断循环,直至导出。目前,超导线圈常用的材料主要为铌钛(NbTi)和铌三锡(Nb3Sn)超导材料。基于这些特性,现阶段一个典型的超导磁储能装置通常包括超导磁体单元、低温恒温系统以及电源转换系统等组成部分。

超导储能技术在电力系统中的应用前景十分广阔。在电力系统中,超导储能系统能快速响应电网频率变化,通过充放电调节有功功率,维持频率稳定、提升调频精度与效率,还能瞬间补偿电压暂降、暂升及波动,改善电能质量,保障工业生产与重要用户用电,尤其利于对电能质量要求高的行业,同时可平滑风电、光伏等可再生能源的输出功率,减少其对电网冲击,提高并网消纳能力;在交通运输方面,于电动汽车充电站可作为储能缓冲装置,提供额外功率支持,避免电网问题并提升充电效率,用于轨道交通时,能在列车加速时助力、制动时回收电能以降低能耗;在国防领域,能为雷达、通信等军事装备提供稳定供电,保障其在复杂环境下运行,还可为高耗能武器提供瞬间高功率电能,且作为军事基地备用电源,在电网故障或受攻击时迅速供电,提升基地电力保障与生存能力。

(2)熔盐储热

盐储热行业因能源存储需求增长及对可再生能源利用的重视而兴起。其技术原理是借助硝酸钠、硝酸钾等混合盐类在加热冷却时的相变特性,高温下盐吸热熔为液态以潜热储热,冷却凝固时释热来实现热能存储利用。在市场应用方面,太阳能光热发电领域,光热电站用聚光装置将太阳能转化为热能加热盐介质,储存热能用于光照不足时发电,提升发电可靠性与灵活性;工业余热回收方面,能回收钢铁等行业余热,储存后为工业生产供热,提高能源效率、降本并减少热污染;区域供热上,可在热电厂等热源处,低谷期储热、高峰期放热,满足用户供热需求,平衡负荷,增强供热稳定性与经济性。

熔盐储热在市场应用广泛:在太阳能光热发电领域,光热电站借助聚光装置把太阳能转为热能以加热盐介质,存储多余热能并于光照欠佳时产生蒸汽发电,让发电更可靠灵活;在工业余热回收方面,能回收钢铁、化工、水泥等行业产生的大量余热,存储后用于工业生产中的原料预热、工艺介质加热,提升能源利用效率、降低成本并减少热污染;在区域供热领域,应用于区域集中供热系统,在热电厂等热源处,低谷时储热、高峰时放热,满足居民及工业用户供热需求,平衡供热负荷,增强供热稳定性与经济性。

(3)压缩空气储能

压缩空气储能是一种在电网负荷处于低谷期时,利用电能对空气进行压缩,并将压缩后的空气储存起来,在电网负荷达到高峰期时,释放所储存的压缩空气,推动汽轮机运转从而实现发电的一种储能技术方式。

压缩空气储能系统由多个重要子系统构成,涵盖了压缩子系统、储气子系统、蓄热/冷子系统、回热/冷子系统以及膨胀发电子系统。在该系统中,关键设备主要有压缩机、换热器以及膨胀机,它们在系统的稳定运行和能量转换过程中发挥着核心作用。

压缩空气储能技术主要分为传统技术路线和新型技术路线两类。其中,新型压缩空气储能技术又包含多种形式,具体有绝热式压缩空气储能、蓄热式压缩空气储能、等温式压缩空气储能、液态空气储能、超临界压缩空气储能以及先进压缩空气储能等。


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