中国储能网讯:在碳中和大背景下,构建以新能源为核心的新型电力系统已成为全球共同的认知。在全国两会上,全国人大代表、江苏昆仑互联新能源集团有限公司董事长刘怀平在《关于支持创新发展多元储能技术加速示范应用和场景拓展的建议》中指出,电化学储能技术是构建新型电力系统、实现“双碳”目标的重要支撑。他认为,当前,我国电化学储能产业虽快速发展,但以锂离子电池为主的单一储能技术路线,难以满足多场景、多行业、宽温域、高安全的市场需求。通过推动多元储能技术创新发展、突破关键材料瓶颈、加速示范应用与产业协同等提升可再生能源利用率,优化能源供需匹配,为“双碳”目标提供有力支撑。
储能系统凭借其关键地位深度融入其中,为保障电力系统的稳定运行发挥着不可或缺的作用。刘怀平介绍,近年来,我国新型储能在风能、光伏发电装机量快速增长的推动下,源网侧储能需求显著攀升,我国已成为全球新型储能领域最大的增量市场。2024年10月,国家发展改革委等六部门发布的《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》,明确提出要加强新型储能技术攻关和多场景应用,多元提升电力系统调节能力。2025年2月,工业和信息化部等八部门联合印发的《新型储能制造业高质量发展行动方案》,旨在推动新型储能制造业高质量发展,构建现代化能源体系的核心动能。
刘怀平表示,通过技术突破、场景创新以及生态优化,新型储能将成为实现“双碳”目标的核心支撑力量。据国家能源局统计,截至2024年底全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达7376万千瓦/1.68亿千瓦时,约为“十三五”末的20倍,较2023年底增长超过130%。“随着装机规模迅速增长,新型储能对于推动新能源的高效开发与消纳,以及确保电力系统安全、稳定运行的重要作用正日益凸显。目前,在新型储能项目中,锂离子电池储能占据绝对优势,未来有望接替抽水蓄能成为第一大储能技术类型。然而,电力领域场景众多,锂离子电池储能已不能满足不同场景下的储能需求,发展多元储能技术已成为行业共识和未来趋势。”刘怀平强调。
刘怀平分析,当前锂离子电池储能技术所面临的最大挑战主要有以下两个方面:一是场景适配与技术瓶颈制约规模化发展。锂离子电池在电力储能领域的应用面临场景匹配与核心技术“短板”的双重压力。当前其最适合2~4小时的百兆瓦级调峰场景,但频繁大功率充放电或长时储能易加速电池老化,而热失控风险仍未根本解决。尽管高安全性的磷酸铁锂电池被广泛采用,有机电解液体系的本质缺陷仍可能导致热失控连锁反应,威胁电站安全。此外,系统寿命短、温度适应性差等问题,导致储能系统难以与风光电站的25年使用寿命同步,显著提高了全生命周期成本。
二是资源卡脖子威胁产业可持续发展。锂电产业链正面临关键矿产的“断供”危机。全球锂资源储采比仅20余年,我国锂资源开发受品位和成本限制,超七成依赖进口,供应链安全风险已高于石油等传统能源。动力电池与储能需求爆发式增长,叠加钴、镍、铜等战略金属80%以上依赖政局动荡地区进口,供应链风险持续累积。据测算,到2030年全球车用动力电池对锂资源的需求将达当前产量的5倍,若储能需求同步释放,资源缺口将进一步扩大。构建钠电池、液流电池等替代技术体系,已成保障我国能源战略安全的必选项。
三是全球新能源科技竞争给我国储能技术带来挑战。当前全球储能技术加速向长时数、本质安全和全气候适配方向迭代。固态电池因具有超500Wh/kg理论能量密度、彻底消除电解液泄漏风险等突破性优势,正成为各国争夺的“终极方案”。尽管我国在固态电池技术研发方面取得了显著进展,但在全球竞争中仍面临来自国际先进国家的强劲挑战。美国、日本、韩国、德国等在固态电池领域的科研投入持续加大,硫化物、氧化物、聚合物路线均有布局。我国在全固态领域仍面临三重壁垒:核心电解质材料、界面离子传输效率、制造成本,更面临日本筑造的1.2万项固态专利壁垒(占全球53%),唯有突破这些桎梏方能在国际标准制定和产业链重构中赢得主导权。
为创新发展多元储能技术,刘怀平建议:一是发展多元储能技术路线,拓展新型储能技术边界。继续大力引导和发展包括压缩空气储能、重力储能、飞轮储能、超级电容储能、固态电池储能、液流电池储能以及钠离子电池储能等多元化储能技术路线,构建差异化储能技术体系。对于高频次调节的电网调频场景,应重点发展响应速度达毫秒级的超级电容储能使能技术;在中短时调峰领域,继续推进钠离子电池的规模化量产与成本优化;针对长时储能需求,加大钒/锌基液流电池、氢储能及压缩空气储能的示范投入。技术创新需突破现有锂电池技术范式,比如大力扶持发展具有安全性好、能量密度高、循环性强的固态电池技术路线。通过发展多元储能技术路线,破解单一技术风险,以满足多场景及极端环境储能需求,缓解战略资源“卡脖子”问题,分散供应链压力,提升能源安全韧性,为实现碳达峰、碳中和目标提供更加有力支撑。
二是加大关键材料研发投入,突破新型储能技术瓶颈。在多元化储能技术路线并行的同时,新型储能电池核心材料的研发已成为推动技术进步的重要方向,未来电池技术的创新最重要的就是材料创新。目前,我国依然有部分关键材料存在技术瓶颈或依赖进口,比如固态电池中电解质材料的性能瓶颈、锂枝晶问题、成本问题、规模化生产挑战、界面工程问题、热管理问题和循环寿命问题等,与国外相比仍存在一定差距。国家应加大对储能关键材料研发的财政支持力度,设立专项科研基金,鼓励高校、科研机构和企业开展产学研合作,针对高性能离子交换膜、固态电池电解质、高镍三元正极材料、硅基负极材料、层状氧化物正极材料和硬碳负极材料等关键材料进行联合攻关,提高我国在关键材料领域的自主创新能力,为多种路线储能技术大规模应用提供坚实的技术保障。
三是加速示范应用与产业协同创新,推动新型储能技术多场景拓展。目前,尽管新型储能技术在研发方面取得了一定进展,但在实际应用和产业化过程中仍面临诸多挑战。为了加快新型储能技术的推广应用,建议国家加大对新型储能示范项目的扶持力度,通过建设一批具有代表性和引领性的新型储能示范工程,验证技术的可行性、可靠性和经济性,为大规模多场景商业化应用积累经验。通过示范应用,既可以加速新型储能技术的成熟和产业化进程,还能促进相关产业链的完善和升级,为打造新型储能新质生产力提供有力支撑。