长时储能技术路线及在新型电力系统中的应用研究.docx

执行摘要长新时型储电能力技系术统路中线的及应

执行摘要

THELONG-DURATIONENERGYSTORAGETECHNOLOGYPATHWAYSANDTHEIRAPPLICATIONSINNEW

ELECTRICITYSYSTEM

ExecutiveSummary

2024.12

1

1

目录

一、长时储能定义 2

二、长时储能技术多元化发展 4

抽水蓄能 5

压缩空气储能 6

重力储能 7

液流电池 8

储热 9

氢储能 9

三、长时储能成本下降潜力较大 11

各类技术性能对比 12

各类技术全生命周期成本预测 12

四、长时储能将在新型电力系统中发挥重要作用 13

长时储能在新型电力系统中的应用 14

长时储能市场空间展望 15

五、新型电力系统背景下的长时储能发展建议 16

制定长时储能技术路线图 17

促进新型长时储能技术攻关 17

推动试点示范项目建设 18

促进长时储能商业化进程 19

加强长时储能知识产权保护 19

加快长时储能标准体系建设 20

完善政策机制保障体系 20

中关村储能产业技术联盟|EDF美国环保协会北京代表处第一章

中关村储能产业技术联盟|EDF美国环保协会北京代表处

第一章

定时义储能

长时储能尚处于发展早期阶段，仅有少数国家明确了长时储能定义。

表1|不同国家对长时储能的界定

美国

澳大利亚

韩国

中国

跨日长时储能：10-36小时

多能日：/周长时储

36-160小时

季小节时性储能：160+

日小内时长时储能：12-24

多日长时储能：24-100小时

小季时节性储能：100+

长以时上储能：4小时

暂无

来源：CNESA收集整理

下能本课题基于我国可再生能源和电力系统的发展，将适合我国国情的长时储能定义为：在额定功率够实现持续放电4小时及以上，或者数天、数月的大规模低成本储能技术。

下能

具体地，根据我国新型能源系统的发展阶段和灵活性储能的总体需求，长时储能技术又可以分为：

中长时储能，主要是指在额定功率下持续运行（放电）4-10小时的储能系统；

长时储能，主要是指在额定功率下持续运行（放电）10小时到1周的储能系统；

超长时储能，主要是指在额定功率下持续运行（放电）1周以上的储能系统。

能是为新用场长时储能技术种类多样，包括物理长时储能、电化学长时储能、储热（蓄冷）和化学长时储能。新型储指除抽水蓄能外，以输出电力为主要形式的储能技术。因此除抽水蓄能外，其他长时储能技术可统称型长时储能技术。由于新型储能以输出电力为主要形式，因此电能转化为热能或氢能的单向技术应景，一般不列为新型长时储能。

能是

为新

用场

图1|长时储能技术分类

来源：CNESA

长时储能

物理长时储能

电化学长时储能

储热（蓄冷）化学长时储能

抽水蓄能压缩空气储能

重力储能

液流电池金属空气电池

显热储热（蓄冷）

显热储热（蓄冷）

潜热储热（蓄冷）化学储热（蓄冷）

氢储能

中关村储能产业技术联盟|EDF美国环保协会北京代表处第二章

中关村储能产业技术联盟|EDF美国环保协会北京代表处

第二章

长多时元储化能发技展术

一、抽水蓄能

抽水蓄能电站由上水库、下水库、输水道、厂房及开关站等部分组成。抽水工况下，电网中的电能驱动电动发电机旋转，带动水泵水轮机把下水库的水抽至上水库，将电网中的电能以水势能的形式储存起来；发电工况下，上水库的水流向下水库推动水泵水轮机旋转，带动电动发电机发电并向电网传输，将水的势能转换为电能。

抽水蓄能根据技术类型、开发形式和电站规模可分为不同类型，目前主要为定速的大型抽水蓄能电站，目前主要研究方向为对电网更为友好的变速抽水蓄能，此外，随着大型抽水蓄能电站站址资源减少，中小型抽水蓄能电站逐渐增多。

图2|抽水蓄能技术分类

混合式抽水蓄能电站

投资小

技术类型定速抽水蓄能变速抽水蓄能纯抽水蓄能电站

技术类型

定速抽水蓄能

变速抽水蓄能

纯抽水蓄能电站

抽水蓄能

分钟级响应

额定输入功率百毫秒级响应宽负荷功率调节

水量来自于上/下水库

投资较大

开发形式

电站规模

大型抽水蓄能

中小型抽水蓄能

水且装库机总容库量容13亿0万立千方瓦米以以下下

结合常规水电站新建/改建

增加常规水电调峰能力

二、压缩空气储能

压缩空气储能是指利用压缩机将低谷电、不稳定的新能源弃电等电能转化为空气介质压力内能和储热介质的内能，并分别存储于储气单元和储热单元中，在用电需求高峰时释放高压空气经透平膨胀做功后发电的一种储能方式。压缩空气储能系统主要包括压缩子系统、储气子系统、膨胀发电子系统和蓄热换热子系统等，其主要设备包括压缩机、透平膨胀机、储气装置、电动机、发电机、控制系统和辅