作者 编辑 | Jason
上周日，益祥资本曾参投的企业“特斯拉”宣布，将在上海新建一家超级工厂，专门生产其储能产品Megapack。
据了解，特斯拉储能超级工厂将规划生产特斯拉超大型商用储能电池（Megapack），初期规划年产商用储能电池可达1万台，储能规模近40GWh，产品提供范围覆盖全球市场，这也是特斯拉在美国本土以外的首个储能超级工厂项目。
在“碳中和”背景下，国内风电、光伏等可再生能源发展迅猛。但是也存在一定的不稳定性，如去年因为高温干旱，水电大省四川发电能力“腰斩”，就是很好的印证。此外，大规模并网往往对电能质量、输配电稳定性、电能利用效率等存在重大影响。因此，通过储能设施来改变原有电力系统的供需刚性，减少弃风弃光的比例，推动可再生能源的大规模应用已经变得紧要而迫切。所谓储能简单来说就是能量的存储。指通过某些介质或设备，利用化学或者物理的方法将能量以某种方式存储起来，在需要时再以特定的形式释放出来的过程。按照储能方式的不同，可以划分为热储能、电储能和氢储能三大类。其中，电储能最为成熟，像抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能、飞轮蓄能等均属于电储能。抽水蓄能是目前装机量最大的储能技术，距今已有100多年历史。它的原理是在电力负荷低谷时，利用多余的电能抽水至水库高层，并在电力负荷高峰期，放水发电并网。它能够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。数据显示，2020年全球90%以上的储能装机为抽水蓄能。尽管具备了技术成熟、储能时间长、成本低等优势，但抽水蓄能也有着最大的短板，即对地形依赖程度非常高，需要丰富的水资源，像去年的高温，就凸显出了抽水蓄能的不稳定性。近年来火热的电化学储能就被公认为抽水蓄能的最佳替代方案。它是解决可再生能源间歇性和不稳定性、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的重要手段。相比抽水蓄能，它不受地理条件影响、可灵活运用于电力系统中各环节及其他各类场景。据统计，2016-2020年全球电化学储能项目装机规模从2GW增长至14.2GW，年均复合增长率为47.64%。电化学储能主要是指各种二次电池及超级电容器的能量储存应用。按技术路线，通常可以分为锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池以及液流电池等。锂离子电池储能是目前储能产品开发中最可行的技术路线。其广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。
具备了能量密度高、自放电小、允许工作温度范围宽、循环使用寿命长等优点。尽管它也存在着安全性差、生产要求条件高、成本高等问题，但并不意味着这些缺点无法克服或至少可以减轻并获得出色的性能。2020年全球已投运电化学储能项目中锂电池储能装机量占比高达92%。铅酸电池是目前电化学储能中较为成熟的技术，已有100多年的历史，广泛用于汽车启动电源、电动自行车或摩托车动力电源、备用电源和照明电源等，2020年其占据了全球电化学储能装机量的3.5%。
但铅酸电池的能量密度较低，循环寿命较锂离子电池短（铅酸电池循环寿命300次，锂离子电池5000次），而且含有汞、铅等重金属元素，容易造成环保方面的隐形成本。
钠硫电池由美国福特公司于1967年首先发明，作为仅次于锂的轻金属元素，钠在地壳中的丰度高达2.83%，比锂高出4～5个数量级。除了拥有丰富的资源优势，它还具有比能量（即电池单位质量或单位体积所具有的有效电能量）高，可大电流、高功率放电等优势。
但钠硫电池较高的工作温度以及在高温下增加的安全隐患一直是人们关注的问题。2022年6月，国家能源局明确提出在中大型电化学储能电站中不得选用钠硫电池，这在一定程度上也制约了它的商业化发展。
液流电池是一种大规模高效电化学储能装置。区别于其他电池储能装置，液流电池将反应活性物质储存于电解质溶液中，可实现电化学反应与能量储存场所的分离，使得电池功率与储能容量设计相对独立，适合大规模蓄电储能需求。但由于技术不成熟、成本过高、需求迫切性不足等原因，短期内仍未有大规模应用。
目前典型液流电池体系包括全钒液流电池(国内主要）、铁铬液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/溴电池等。
电化学储能技术经过多年的发展，在性能、成本、应用范围等方面取得了长足的进步。以锂离子电池为代表的多种电化学储能技术已经完成了商业化并开始向规模化方向发展。像前面说到的特斯拉Megapack电池采用的就是锂离子电池中的磷酸铁锂电池。与此同时，一些新兴的电化学储能技术如钠离子电池、液流电池也处于商业化初期，正在快速成长。储能系统的进一步完善是建设我国高比例新能源供给消纳体系、提高电网柔性和灵活性的关键所在。随着国内碳达峰、碳中和目标的提出，储能产业驶入发展快车道，成为构建新型电力系统的重要支撑。相关的研究数据显示：2021年中国在储能产业上的累计和新增装机容量分别达5.73 GW和2.45GW，占全球的比例分别为23%和24%；2022年我国新型储能装机再创新高，按功率计算的增速达153.5%。而根据权威机构预测，到2023年底国内储能新增装机有望达33.2GWh（同比增长超过120%）；到2025年新增装机量有望增至90.2GWh，2022-2025年的复合增长率可达83%。作为全世界最大的储能产业存量市场，同时也是全世界储能产业新增装机容量最大的国家，储能体系的发展对于百年未有之大变局的新时代中国，具有不可替代的战略价值。当前，包括宁德时代、比亚迪在内的一众中国新能源企业在诸如锂离子电池储能技术等多方面已经达到了国际先进水平。中国在新型储能材料、设计、制造等方面也积累了雄厚的技术实力，整体处于世界领先地位。与此同时，中国政府在储能领域的政策支持也非常积极。出台了一系列税收优惠、财政补贴、标准规范等，以推动储能行业的快速发展。此外，中国在电动新能源汽车、可再生能源等领域的超快速发展，也对储能产业的发展起到了助推作用。未来，中国的储能产业的市场需求将不断增加、技术创新将不断迭代、产业结构将变得更加完善、政策支持也将继续强化。总体而言，中国的储能产业正处于快速发展期，未来将会迎来更大的机遇和挑战。在政府、企业和社会的共同努力下，中国的储能产业必将成为全球储能领域的重要参与者和领军者。
资料参考：
1.天集产城：天集产业研究｜储能行业各技术介绍-电化学储能
2.瑞逍科技：【瑞逍解读】电化学储能主要电池类型及市场应用
3.锦缎：碳中和的“龙脉”：储能
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