什么是储能系统(ESS)?
储能系统(ESS)是指以某种形式捕获能量、储存能量,并在需要时以相同或不同形式释放能量以满足能源需求的任何系统。储能技术涵盖广泛的物理原理:电化学储能(锂离子电池、钠离子电池、液流电池、铅酸电池);机械储能(抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能);热能储能(熔盐储能、冰储能、热水储能);以及化学储能(氢气储能、合成燃料储能)。每种技术在能量密度、功率密度、响应时间、循环寿命、效率和成本方面都各有不同,因此适用于不同的应用场景。在电力系统中,储能系统提供灵活性服务,能够在维持电网可靠性的同时,提高可变可再生能源的接入比例。中国上海国际储能展览会(ES Shanghai)致力于展示全方位的储能技术及其应用。
关于储能系统(ESS)的5个关键问题
主要的储能技术包括:锂离子电池(高能量密度、快速响应、持续时间2-4小时、往返效率85-95%、循环寿命3000-6000次)——主要用于电网级和分布式储能;抽水蓄能(大规模、持续时间8-12小时、效率70-85%、寿命50年以上)——占全球已安装储能容量的90%以上;压缩空气储能(大规模、持续时间长、效率60-70%)——适用于地下洞穴储能;液流电池(功率/能量独立调节、循环寿命极长、效率70-80%)——适用于长时间储能应用;以及飞轮储能(响应速度极快、持续时间短、循环寿命长)——适用于频率调节。
储能系统有两个关键参数:功率(以千瓦 (kW) 或兆瓦 (MW) 为单位)——能量充放电的最大速率;以及能量容量(以千瓦时 (kWh) 或兆瓦时 (MWh) 为单位)——可存储的总能量。能量容量与功率的比值(以小时为单位)称为持续时间。一个 1 MW/2 MWh 的系统持续时间为 2 小时——它可以以全功率放电 2 小时。不同的应用需要不同的持续时间:频率调节需要高功率、短持续时间(15-30 分钟);削峰需要中等功率、2-4 小时的持续时间;季节性储能则需要非常长的持续时间(数天至数月)。
中国储能市场主要由三大板块构成:公用事业级表前储能(与可再生能源项目配套建设或并网提供辅助服务);工商业表后储能(用于需求侧电费管理和备用电源);以及住宅储能(用于太阳能自用和备用电源)。公用事业级储能板块规模最大,增长最快,这主要得益于政府鼓励新建可再生能源项目配套建设储能设施。中国制造商在全球电池供应链中占据主导地位,宁德时代(CATL)、比亚迪(BYD)、华锐(CALB)和国铁(Gotion)等公司供应了全球大部分用于储能应用的锂电池。
长时储能(LDES)指能够连续储能 8 小时及以上的储能系统,用于应对多日连续阴雨或季节性可再生能源波动,这是短时储能电池难以解决的问题。
当可再生能源在年度发电量中的占比提升至 60–70% 以上时,需要具备多日储能能力,以保障在长时间低风、低光照条件下的供电安全。
正在开发的长时储能技术包括铁空气电池、锌空气电池、压缩空气储能、液态空气储能、热储能(如泵热储能)、氢储能以及地下热储能等。中国“十四五”规划已将长时储能列为重点技术方向,并启动多项示范项目。
储能系统是推动全球能源转型的关键支撑技术,为高比例可再生能源的接入提供所需的灵活性。中国在储能制造领域处于世界领先地位,涵盖电芯、系统集成、逆变器以及管理软件等全产业链,正推动全球成本下降和规模化部署。上海储能展(ES Shanghai )是全球领先的储能技术专业平台,连接中国顶尖制造商与覆盖各类储能应用领域的采购方。
关键要点
储能系统是全球能源转型的关键技术,它提供了整合高比例可变可再生能源所需的灵活性。中国世界领先的储能制造产业——涵盖电芯、系统、逆变器和管理软件——正在推动全球成本降低和部署。上海储能展(ES Shanghai)是全球首屈一指的储能技术平台,连接中国领先的制造商和涵盖所有储能应用领域的买家。