儲(chǔ)能技術(shù)-儲(chǔ)能概述

儲(chǔ)能概述儲(chǔ)能的概念儲(chǔ)能的作用儲(chǔ)能的分類儲(chǔ)能發(fā)展簡史未來儲(chǔ)能發(fā)展動(dòng)向我國儲(chǔ)能現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)本書主要內(nèi)容總結(jié)與展望

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儲(chǔ)能的概念廣義的儲(chǔ)能從廣義上講，儲(chǔ)能即能量存儲(chǔ)，具體是指通過某種介質(zhì)或設(shè)備，將一種能量用相同或不同形式的能量存儲(chǔ)起來，在某一時(shí)刻再根據(jù)需要以特定的形式進(jìn)行釋放的過程。廣義的儲(chǔ)能包括一次能源（原煤、原油、天然氣、核能、太陽能、水能和風(fēng)能等）、二次能源（電能、氫能、煤氣和汽油等）和熱能等各種形式的能量的存儲(chǔ)。狹義的儲(chǔ)能從狹義上講，儲(chǔ)能是指利用機(jī)械、電氣、化學(xué)等的方式將能量存儲(chǔ)起來的一系列技術(shù)和措施。本書介紹的儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱和儲(chǔ)氫即屬于狹義的儲(chǔ)能。

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儲(chǔ)能的概念儲(chǔ)能的基本特性

1)存儲(chǔ)容量。顧名思義，存儲(chǔ)容量是指儲(chǔ)能系統(tǒng)所能存儲(chǔ)的有效能量，主要用于描述儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)能量的存儲(chǔ)能力。2)實(shí)際使用能量。實(shí)際使用能量是指儲(chǔ)能系統(tǒng)在應(yīng)用過程中所能釋放的有效能量，主要用于描述儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)能量的釋放能力。3)能量轉(zhuǎn)換效率。能量轉(zhuǎn)換效率是指儲(chǔ)能系統(tǒng)在完成某次充放電循環(huán)后，所能釋放的有效能量與所能存儲(chǔ)的有效能量的比值。由于能量在存儲(chǔ)過程中會(huì)產(chǎn)生損耗，能量轉(zhuǎn)換效率小于1。4)能量密度。從質(zhì)量或體積的角度，能量密度可分為質(zhì)量能量密度與體積能量密度，分別對(duì)應(yīng)單位質(zhì)量或體積的儲(chǔ)能系統(tǒng)所能存儲(chǔ)的有效能量。

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儲(chǔ)能的概念儲(chǔ)能的基本特性5)功率密度。與能量密度類似，功率密度可分為質(zhì)量功率密度與體積功率密度，分別對(duì)應(yīng)單位質(zhì)量或體積的儲(chǔ)能系統(tǒng)所能輸出的最大功率。受儲(chǔ)能材料限制，儲(chǔ)能系統(tǒng)通常難以兼具較高的能量密度和功率密度。比如，抽水蓄能系統(tǒng)的能量密度較大，但功率密度較??；蓄電池的功率密度普遍較高，但能量密度往往偏小。

6)自放電率。自放電率是指儲(chǔ)能系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)的自放電量，主要用以反映儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)所存儲(chǔ)的能量的保持能力。7)循環(huán)壽命。儲(chǔ)能系統(tǒng)每經(jīng)歷一個(gè)完整的能量存儲(chǔ)和釋放過程，便稱為一個(gè)循環(huán)。儲(chǔ)能系統(tǒng)在壽命周期內(nèi)所能實(shí)現(xiàn)的最大循環(huán)次數(shù)，稱為循環(huán)壽命。8)其它指標(biāo)。除上述指標(biāo)外，常用的儲(chǔ)能技術(shù)指標(biāo)還包括技術(shù)成熟度、兼容性、可移植性、安全性、可靠性和環(huán)保性等。

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儲(chǔ)能的作用儲(chǔ)能是可再生能源規(guī)模化發(fā)展的重要支撐儲(chǔ)能電池是新能源汽車的核心部件一方面，儲(chǔ)能可以提高可再生能源并網(wǎng)消納率。另一方面，儲(chǔ)能可以提高可再生能源電力系統(tǒng)的安全性及電能質(zhì)量，從根本上促進(jìn)可再生能源的開發(fā)利用。未來電動(dòng)汽車中的電池系統(tǒng)可以作為一個(gè)存儲(chǔ)單元與電網(wǎng)進(jìn)行互動(dòng)，從而降低用電成本。另一方面，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)還能在汽車減速制動(dòng)過程中將汽車的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)起來，降低能耗。

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儲(chǔ)能的作用儲(chǔ)能是現(xiàn)代電網(wǎng)的重要組成部分儲(chǔ)能是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)儲(chǔ)能包括電化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱和儲(chǔ)氫等不同形式的能源儲(chǔ)存方式，可以建立多種能源之間的耦合關(guān)系，發(fā)揮能量中轉(zhuǎn)、匹配和優(yōu)化等作用，是構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。儲(chǔ)能作為最具代表性的靈活調(diào)節(jié)資源，可以提高現(xiàn)代電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，電網(wǎng)也將由“源-網(wǎng)-荷”的傳統(tǒng)運(yùn)行模式逐漸過渡到“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”的協(xié)調(diào)運(yùn)行模式。

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儲(chǔ)能的分類根據(jù)儲(chǔ)能載體的類型分類根據(jù)儲(chǔ)能載體的類型，儲(chǔ)能一般可分為機(jī)械類儲(chǔ)能、電氣類儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能五大類。

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儲(chǔ)能的分類根據(jù)儲(chǔ)能的作用時(shí)間分類根據(jù)儲(chǔ)能的作用時(shí)間不同，可將儲(chǔ)能分為分鐘級(jí)以下儲(chǔ)能、分鐘至小時(shí)級(jí)儲(chǔ)能和小時(shí)級(jí)以上儲(chǔ)能。時(shí)間尺度主要儲(chǔ)能類型運(yùn)行特點(diǎn)主要應(yīng)用場(chǎng)景分鐘級(jí)以下超級(jí)電容器超導(dǎo)儲(chǔ)能飛輪儲(chǔ)能動(dòng)作周期隨機(jī)毫秒級(jí)響應(yīng)速度大功率充放電輔助一次調(diào)頻提高系統(tǒng)電能質(zhì)量分鐘至小時(shí)級(jí)電化學(xué)儲(chǔ)能充放電轉(zhuǎn)換頻繁秒級(jí)響應(yīng)速度能量可觀二次調(diào)頻跟蹤計(jì)劃出力平滑可再生能源發(fā)電提高輸配電設(shè)施利用率小時(shí)級(jí)以上抽水蓄能壓縮空氣儲(chǔ)能儲(chǔ)熱儲(chǔ)氫大規(guī)模能量存儲(chǔ)削峰填谷負(fù)荷調(diào)節(jié)

1.3儲(chǔ)能的分類機(jī)械類儲(chǔ)能目前，機(jī)械類儲(chǔ)能技術(shù)主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能。抽水蓄能抽水蓄能是以水為能量載體的一種儲(chǔ)能技術(shù)。在電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)機(jī)械做功，把將下游水庫的水抽到上游水庫，將過剩的電能轉(zhuǎn)換成水體勢(shì)能的形式儲(chǔ)存起來；在負(fù)荷高峰時(shí)，通過發(fā)電機(jī)將存儲(chǔ)在上游水庫的水體勢(shì)能轉(zhuǎn)換成電能以供應(yīng)電力系統(tǒng)的尖峰電量。抽水蓄能具有調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用和黑起動(dòng)等功能，在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣泛。

1.3儲(chǔ)能的分類機(jī)械類儲(chǔ)能壓縮空氣儲(chǔ)能壓縮空氣儲(chǔ)能是以壓縮空氣為載體的一種儲(chǔ)能技術(shù)。儲(chǔ)能時(shí)，電能或機(jī)械能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)從環(huán)境中吸取空氣將其壓縮至高壓狀態(tài)并存入儲(chǔ)氣裝置，即將電能或機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣的內(nèi)能和勢(shì)能；釋能時(shí)，儲(chǔ)氣裝置中存儲(chǔ)的壓縮空氣進(jìn)入空氣透平中膨脹做功發(fā)電，壓縮空氣中蘊(yùn)含的內(nèi)能和勢(shì)能重新轉(zhuǎn)化為電能或機(jī)械能。壓縮空氣儲(chǔ)能可廣泛用于電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻、容量備用、無功補(bǔ)償和黑啟動(dòng)等作用。

1.3儲(chǔ)能的分類機(jī)械類儲(chǔ)能飛輪儲(chǔ)能飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)是電能與飛輪機(jī)械能的一種轉(zhuǎn)換裝置。儲(chǔ)能時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能存儲(chǔ)起來；釋能時(shí)，電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，使飛輪減速，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。飛輪儲(chǔ)能壽命長，充電時(shí)間短，功率密度大，轉(zhuǎn)換效率高，污染低，維護(hù)少，但其儲(chǔ)能密度低，自放電率較高。飛輪儲(chǔ)能適用于電能質(zhì)量控制、不間斷電源等對(duì)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)速率要求高、但儲(chǔ)能時(shí)間短的場(chǎng)景。

1.3儲(chǔ)能的分類電氣類儲(chǔ)能電氣類儲(chǔ)能主要包括超導(dǎo)儲(chǔ)能和超級(jí)電容儲(chǔ)能。超導(dǎo)儲(chǔ)能超導(dǎo)儲(chǔ)能利用超導(dǎo)線圈將電能通過整流逆變器轉(zhuǎn)換成電磁能的形式存儲(chǔ)起來，在需要時(shí)再通過整流逆變器將電磁能轉(zhuǎn)換為電能釋放出來。超導(dǎo)儲(chǔ)能具有響應(yīng)速度快(ms級(jí))，比功率大（104~105kW/kg），儲(chǔ)能密度大(108J/m3)，轉(zhuǎn)換效率高(≥95%)，易于控制，且?guī)缀鯚o污染，但目前主要處于示范應(yīng)用階段，離大規(guī)模應(yīng)用仍有較大距離。1-超導(dǎo)線圈

2-制冷劑

3-低溫容器4-電源

5-持續(xù)電流回路

1.3儲(chǔ)能的分類電氣類儲(chǔ)能超級(jí)電容儲(chǔ)能超級(jí)電容由活性炭多孔電極和電解質(zhì)構(gòu)成，其電容值達(dá)法拉級(jí)以上。超級(jí)電容在儲(chǔ)能過程中遵循電化學(xué)雙電層理論，通過電極與電解液形成的界面雙電層來收藏電荷，從而將電能儲(chǔ)存于電場(chǎng)中。超級(jí)電容儲(chǔ)能充電速度快，功率密度高，對(duì)環(huán)境溫度適應(yīng)力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境友好，但其續(xù)航能力較差，且依賴新材料的發(fā)展。目前，超級(jí)電容儲(chǔ)能通常應(yīng)用于提高電能質(zhì)量等場(chǎng)合。1-雙電層2-電解液3-電極板4-負(fù)荷

1.3儲(chǔ)能的分類電化學(xué)儲(chǔ)能電化學(xué)儲(chǔ)能通過電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能與化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)換。根據(jù)溫度的差異，電化學(xué)儲(chǔ)能可分為室溫電池和高溫電池兩類。其中，室溫電池主要包括鉛酸電池、鋰離子電池和液流電池；高溫電池主要為鈉硫電池。一般認(rèn)為，電化學(xué)儲(chǔ)能的投資成本低于250美元/kWh、儲(chǔ)能壽命超過15年（4000個(gè)充放電次數(shù)）和儲(chǔ)能效率高于80%時(shí)具有較大的規(guī)?；瘧?yīng)用前景。目前，鉛酸電池和鋰離子電池已實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，特別是高比能鋰離子電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

1.3儲(chǔ)能的分類電化學(xué)儲(chǔ)能鉛酸電池鉛酸電池是利用鉛在不同階態(tài)之間的固相反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)充放電。傳統(tǒng)的鉛酸電池的電極由鉛及其氧化物制成，電解液為硫酸溶液。超級(jí)鉛酸電池通過超級(jí)電容器的活性炭電極材料形成雙電層儲(chǔ)能機(jī)制，可以改善鉛酸電池的倍率放電性能，延長其脈沖放電壽命，提高其接收電荷的能力。鉛酸電池安全可靠，價(jià)格低廉，性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的電池之一。然而，鉛是非環(huán)保材料，需要回收利用。

1.3儲(chǔ)能的分類電化學(xué)儲(chǔ)能鋰離子電池鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間的移動(dòng)進(jìn)行能量存儲(chǔ)與釋放。充電時(shí)，正極的鋰原子變?yōu)殇囯x子，通過電解質(zhì)向負(fù)極移動(dòng)，在負(fù)極與外部電子結(jié)合后還原回鋰原子進(jìn)行存儲(chǔ)；放電過程正好與此相反。鋰離子電池的能量密度高，自放電率低，壽命長，且無記憶效應(yīng)，易于快充快放，但成本偏高。隨著技術(shù)的發(fā)展以及成本的下降，近年來鋰離子的應(yīng)用規(guī)模越來越大，前景被廣泛看好。

1.3儲(chǔ)能的分類電化學(xué)儲(chǔ)能液流電池液流電池全稱為氧化還原液流電池，其工作原理是：先將活性物質(zhì)溶解于正負(fù)儲(chǔ)液罐的溶液中，利用送液泵使電解液不斷循環(huán)，并在正負(fù)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)電池的充電和放電。液流電池具有壽命長、自放電率低、環(huán)境友好和安全性高等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是能量效率和能量密度都不高。目前，全釩液流電池、鋅溴液流電池等已初步實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)用。

1.3儲(chǔ)能的分類電化學(xué)儲(chǔ)能鈉硫電池鈉硫電池是一種以熔融金屬鈉為負(fù)極，以熔融態(tài)的硫?yàn)檎龢O和以陶瓷管為電解質(zhì)隔膜的熔融鹽二次電池。通過鈉與硫的化學(xué)反應(yīng)將電能儲(chǔ)存起來；用能時(shí)再將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能并釋放出去。鈉硫電池具有體積小、容量大、壽命長、效率高和穩(wěn)定性較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但其運(yùn)行溫度在300℃以上，需滿足嚴(yán)格的操作和維護(hù)要求。目前，鈉硫電池主要應(yīng)用于電網(wǎng)削峰填谷和大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)、輔助電源等領(lǐng)域。

1.3儲(chǔ)能的分類熱儲(chǔ)能熱儲(chǔ)能即儲(chǔ)熱技術(shù)，有兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和三種主要存儲(chǔ)方式。兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)其一是熱能的傳遞，即如何選用合適的傳熱工質(zhì)和換熱器結(jié)構(gòu)，使得儲(chǔ)熱系統(tǒng)能夠高效地在熱能富余時(shí)從熱源吸熱，而在熱能短缺時(shí)向負(fù)載供熱；其二是熱能的儲(chǔ)存，即如何選取合適的儲(chǔ)熱材料及盛放儲(chǔ)熱材料的容器，使得整個(gè)儲(chǔ)熱系統(tǒng)不僅能夠在大量充、放熱的交變過程中保持性能的穩(wěn)定，而且在儲(chǔ)存過程中能夠?qū)崮軗p失降到最低。儲(chǔ)熱主要有三種方式：顯熱儲(chǔ)熱、潛熱儲(chǔ)熱（也稱為相變儲(chǔ)熱）和熱化學(xué)儲(chǔ)熱。三種主要存儲(chǔ)方式

1.3儲(chǔ)能的分類熱儲(chǔ)能顯熱儲(chǔ)熱顯熱儲(chǔ)熱主要利用儲(chǔ)熱材料溫度的變化來進(jìn)行熱量存儲(chǔ)與釋放。按儲(chǔ)熱材料的差異，顯熱儲(chǔ)熱可分為固體顯熱儲(chǔ)熱和液體顯熱儲(chǔ)熱兩種。顯熱儲(chǔ)熱是發(fā)展最早、技術(shù)最成熟和應(yīng)用的最多的儲(chǔ)熱方式之一，但也存在儲(chǔ)能密度低、儲(chǔ)能時(shí)間短、溫度波動(dòng)范圍大及儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)模過于龐大等缺點(diǎn)。液體顯熱儲(chǔ)熱的應(yīng)用場(chǎng)景：水箱儲(chǔ)熱固體顯熱儲(chǔ)熱的應(yīng)用場(chǎng)景：填充床儲(chǔ)熱

1.3儲(chǔ)能的分類熱儲(chǔ)能潛熱儲(chǔ)熱潛熱儲(chǔ)熱是利用物質(zhì)在凝固/熔化、凝結(jié)/氣化、凝華/升華等過程中需要吸收或放出相變潛熱的原理進(jìn)行儲(chǔ)熱，也稱為相變儲(chǔ)熱。相變分為“固—液”、“液—?dú)狻薄ⅰ皻狻獭奔啊肮獭獭钡刃问?，其中“液—固”相變最為常見。潛熱?chǔ)熱有著較高的儲(chǔ)熱密度和穩(wěn)定性。適用于中低溫的相變材料有冰、石蠟等，典型應(yīng)用場(chǎng)景包括廢熱回收、太陽能供暖和空調(diào)系統(tǒng)等；適用于高溫的相變材料有高溫熔化鹽類、混合鹽類和金屬及合金等，典型應(yīng)用場(chǎng)景包括熱機(jī)、太陽能光熱電站、磁流體發(fā)電以及人造衛(wèi)星等。

1.3儲(chǔ)能的分類熱儲(chǔ)能熱化學(xué)儲(chǔ)熱熱化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)通過可逆的化學(xué)吸附或化學(xué)反應(yīng)存儲(chǔ)和釋放熱能。熱化學(xué)儲(chǔ)熱的密度遠(yuǎn)高于顯熱儲(chǔ)熱和相變儲(chǔ)熱，既可以對(duì)熱能進(jìn)行長期儲(chǔ)存，還可以實(shí)現(xiàn)冷熱的復(fù)合儲(chǔ)存，且熱量損失小。熱化學(xué)儲(chǔ)熱在余熱/廢熱回收等領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，但尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。從長遠(yuǎn)看，熱化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)是儲(chǔ)熱技術(shù)的重要發(fā)展方向。用于區(qū)域供熱和制冷的熱化學(xué)吸附儲(chǔ)熱系統(tǒng)

1.3儲(chǔ)能的分類氫儲(chǔ)能氫儲(chǔ)能的基本原理是將水電解得到氫氣，并以高壓氣態(tài)、低溫液態(tài)和固態(tài)等形式進(jìn)行存儲(chǔ)。氫氣具有燃燒熱值高、大規(guī)模存儲(chǔ)便捷、可轉(zhuǎn)化形式廣和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，受到了能源行業(yè)的高度重視，具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑＦ淙秉c(diǎn)是能量轉(zhuǎn)換率相對(duì)較低，且目前的氧儲(chǔ)能技術(shù)的成本仍然比較高，這也在一定程度上阻礙了氫儲(chǔ)能技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用。光伏電解水制氫-儲(chǔ)氫-氫能綜合利用示范系統(tǒng)

1.4儲(chǔ)能發(fā)展簡史根據(jù)各歷史階段儲(chǔ)能的使用特點(diǎn)，可以將整個(gè)儲(chǔ)能發(fā)展歷史大致分為三個(gè)時(shí)期，即初步探索期、多元發(fā)展期和高速發(fā)展期。18世紀(jì)末-20世紀(jì)上半葉20世紀(jì)中葉-20世紀(jì)末21世紀(jì)以來初步探索期多元發(fā)展期高速發(fā)展期電化學(xué)儲(chǔ)能和抽水蓄能的發(fā)展相對(duì)較快多種儲(chǔ)能技術(shù)得到了初步的探索電化學(xué)儲(chǔ)能和抽水蓄能等電力儲(chǔ)能技術(shù)有了新的發(fā)展壓縮空氣儲(chǔ)能、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能等儲(chǔ)能技術(shù)初登歷史舞臺(tái)電化學(xué)儲(chǔ)能和抽水蓄能蓬勃發(fā)展超級(jí)電容和超導(dǎo)儲(chǔ)能應(yīng)用潛力巨大飛輪儲(chǔ)能與壓縮空氣儲(chǔ)能迎來新發(fā)展熱儲(chǔ)能和氫儲(chǔ)能發(fā)展活力充足

1.4儲(chǔ)能發(fā)展簡史初步探索期（18世紀(jì)末-20世紀(jì)上半葉）1799187918821898第一個(gè)一次電池——伏特電池杜瓦瓶第一座抽水蓄能電站提出雙電層概念開拓了氫儲(chǔ)能新途徑超級(jí)電容儲(chǔ)能的開端18391859燃料電池鉛酸電池鋅錳電池鎳鎘電池1866189919世紀(jì)末-20世紀(jì)上半葉電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展相對(duì)緩慢，主要用于調(diào)節(jié)常規(guī)水電站發(fā)電的季節(jié)不平衡性

1.4儲(chǔ)能發(fā)展簡史多元發(fā)展期（20世紀(jì)中葉-20世紀(jì)末）1949195719691970后197019601952提出壓縮空氣儲(chǔ)能的概念氫的大規(guī)模液化和存儲(chǔ)獲得成功雙電層電容器抽水蓄能開啟黃金時(shí)期提出超導(dǎo)儲(chǔ)能的概念飛輪儲(chǔ)能首個(gè)鋰電池?zé)醿?chǔ)能技術(shù)得到開發(fā)利用第一座壓縮空氣儲(chǔ)能電站非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能19781990后1960后金屬氫化物儲(chǔ)氫氫儲(chǔ)能批量生產(chǎn)超級(jí)電容器1979推出新型超級(jí)電容器1980后超級(jí)電容儲(chǔ)能超導(dǎo)儲(chǔ)存系統(tǒng)開始高速發(fā)展美國進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化發(fā)展19901995后抽水蓄能發(fā)展進(jìn)入成熟期，增長開始變慢1990后液流電池鋰離子電池電化學(xué)儲(chǔ)能19791990

1.4儲(chǔ)能發(fā)展簡史高速發(fā)展期（21世紀(jì)以來）電化學(xué)儲(chǔ)能：更環(huán)保、性能和壽命更高、向小、輕、薄方向發(fā)展抽水蓄能：新能源發(fā)展帶來的調(diào)峰調(diào)頻需求使抽水蓄能裝機(jī)容量增加超級(jí)電容儲(chǔ)能：作為蓄電池的輔助電源而在電動(dòng)汽車領(lǐng)域得到應(yīng)用超導(dǎo)儲(chǔ)能：低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)商品化，高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)被日益重視

飛輪儲(chǔ)能：在風(fēng)力發(fā)電平滑、分布光伏發(fā)電波動(dòng)調(diào)控的應(yīng)用前景良好壓縮空氣儲(chǔ)能：發(fā)展出多種非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能技術(shù)，形成示范電站熱儲(chǔ)能：潛熱儲(chǔ)熱和熱化學(xué)儲(chǔ)熱提高了儲(chǔ)熱密度，具有廣闊應(yīng)用前景氫儲(chǔ)能：氫燃料電池技術(shù)越發(fā)被重視，氫儲(chǔ)能的發(fā)展前途無量21世紀(jì)以來，能源與環(huán)境成為世界的兩大主題，儲(chǔ)能也迎來了前所未有的發(fā)展良機(jī)。此外，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展大大推動(dòng)了儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步。

1.5未來儲(chǔ)能發(fā)展動(dòng)向成熟的交易機(jī)制與商業(yè)模式將促使儲(chǔ)能由強(qiáng)配轉(zhuǎn)向主動(dòng)發(fā)展受儲(chǔ)能成本、壽命等因素影響，儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展仍存在一定挑戰(zhàn)，儲(chǔ)能配置仍以政策驅(qū)動(dòng)為主。隨著儲(chǔ)能成本的下降、壽命的提高以及交易機(jī)制的完善和商業(yè)模式的成熟，儲(chǔ)能的收益將得以凸顯，儲(chǔ)能將由強(qiáng)配轉(zhuǎn)向主動(dòng)發(fā)展。能源轉(zhuǎn)型呼喚更高比例、更具價(jià)值的儲(chǔ)能系統(tǒng)隨著越來越多的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電，高比例的儲(chǔ)能必不可少。在電力系統(tǒng)內(nèi)部，儲(chǔ)能需要將電網(wǎng)、負(fù)荷、光伏電站、風(fēng)場(chǎng)緊密連結(jié)，實(shí)現(xiàn)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”和“風(fēng)光水火儲(chǔ)一體化”兩個(gè)“一體化”；在不同行業(yè)之間，儲(chǔ)能也有利于實(shí)現(xiàn)能量在交通、制造、建筑等各個(gè)行業(yè)的優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)能源在不同行業(yè)與環(huán)節(jié)的相互轉(zhuǎn)化與互補(bǔ)互濟(jì)，提升能源的價(jià)值。

1.5未來儲(chǔ)能發(fā)展動(dòng)向新基建時(shí)代將賦予儲(chǔ)能系統(tǒng)更豐富的內(nèi)涵儲(chǔ)能技術(shù)可廣泛應(yīng)用于5G基站建設(shè)、特高壓、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域，是新基建不可或缺的重要保障。反之，新基建的發(fā)展也將給儲(chǔ)能的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，賦予儲(chǔ)能系統(tǒng)更豐富的內(nèi)涵。共享儲(chǔ)能將使儲(chǔ)能的應(yīng)用更為便捷與高效對(duì)于儲(chǔ)能而言，共享經(jīng)濟(jì)同樣有望發(fā)揮巨大作用。一方面，不同新能源場(chǎng)站或用戶對(duì)儲(chǔ)能資源的需求具有時(shí)間上的互補(bǔ)性，通過共享儲(chǔ)能可以顯著提高儲(chǔ)能資源利用率；另一方面，分散在電網(wǎng)中的儲(chǔ)能資源具有空間上的互補(bǔ)性，通過就近調(diào)用儲(chǔ)能資源，可以有效降低網(wǎng)損，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性；此外，共享儲(chǔ)能以聯(lián)盟形式參與電網(wǎng)運(yùn)行和進(jìn)行投資決策時(shí)，還可以憑借規(guī)模效應(yīng)獲得更多的服務(wù)定價(jià)收益和政策激勵(lì)收益，進(jìn)一步提升儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性。

1.6我國儲(chǔ)能現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)我國儲(chǔ)能現(xiàn)狀目前，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)在我國還處于發(fā)展的初級(jí)階段，儲(chǔ)能的商業(yè)模式還未成熟，價(jià)格機(jī)制相對(duì)缺乏，但隨著新能源的快速發(fā)展，我國的儲(chǔ)能市場(chǎng)潛力巨大，有可能成為全球最大的儲(chǔ)能市場(chǎng)。2015-2020年中國儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模2015-2020年中國電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模結(jié)論：我國儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模保持逐年增長，2020年達(dá)到了35.6GW，同比增長9.88%。其中，電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目的發(fā)展最為迅速，2020年達(dá)到了3269.2MW，同比增長91.23%，新增裝機(jī)規(guī)模首次突破1GW大關(guān)。1.6我國儲(chǔ)能現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)我國儲(chǔ)能的挑戰(zhàn)儲(chǔ)能缺乏長效機(jī)制：一是儲(chǔ)能市場(chǎng)仍以政策驅(qū)動(dòng)為主，缺乏配套的使用細(xì)則和行為規(guī)范等制度；二是我國電力市場(chǎng)仍處于電力市場(chǎng)建設(shè)的初始階段，缺少針對(duì)性的儲(chǔ)能交易品種和機(jī)制，盈利模式不夠清晰。儲(chǔ)能的技術(shù)和非技術(shù)成本過高：一方面受儲(chǔ)能原材料、技術(shù)發(fā)展水平等限制；另一方面受國內(nèi)儲(chǔ)能電站建設(shè)、并網(wǎng)驗(yàn)收、融資等環(huán)節(jié)影響。儲(chǔ)能的標(biāo)準(zhǔn)體系尚未完善：儲(chǔ)能的種類較多，應(yīng)用場(chǎng)景多樣，尚未形成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系，影響行業(yè)快速良性發(fā)展。儲(chǔ)能的系統(tǒng)集成技術(shù)不夠成熟：儲(chǔ)能行業(yè)存在非專業(yè)集成、非一體化設(shè)計(jì)、未全面測(cè)試驗(yàn)證等問題，系統(tǒng)拼湊現(xiàn)象嚴(yán)重，不僅造成系統(tǒng)效率低下，還暗藏安全隱患。1.6我國儲(chǔ)能現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的措施加強(qiáng)國家規(guī)劃對(duì)于儲(chǔ)能行