中國儲能網訊：能源轉型激發(fā)了長時儲能的迅速發(fā)展。
目前，關于長時儲能的定義上沒有定論。2021年，美國能源部的長時儲能的相關報告提到，把長時儲能定義為至少連續(xù)運（放電）時間為10小時，使用壽命在15至20年。目前，國內的儲能電站常規(guī)儲能時長約為2小時。很多人將4-8小時，也歸類為長時儲能。總之，業(yè)界將可以實現持續(xù)長達高于4小時或者數天、數月的充放電循環(huán)的儲能系統(tǒng)，都統(tǒng)稱為長時儲能。
當前，多種長時儲能技術競相出現，主要有機械儲能、化學儲能、熱儲能和電化學儲能這4類。不同的技術的商業(yè)狀態(tài)、技術模式等各不相同。其中一些技術早有運用，還有一些尚處于不太成熟階段。
據高工儲能梳理，當前全球市場上抽水蓄能是較為具備商業(yè)成熟度的長時儲能技術；而空氣壓縮、液流技術則是新出現的儲能技術。但目前，這些技術或因技術表現，或因成本，或因市場風險等原因，仍存在不少短板。
目前，短時儲能鋰離子電池和抽水蓄能在儲能市場的主導地位很明顯。但伴隨長時儲能的不斷推進，一套理想的低碳電力系統(tǒng)或將需要一套多樣化的長時解決方案。
在雙碳背景下，伴隨風電、光伏等可再生能源裝機劇增，全球電力系統(tǒng)的不穩(wěn)定性加劇，這就需要儲能系統(tǒng)來發(fā)揮作用。麥肯錫建模的研究表明，到2040年，長時儲能行業(yè)有可能部署85-140TW/H的儲能容量，而且這個儲能的總用電量有可能達到全球總用電量的10%。
全球加速布局長時儲能
2011年9月，美國能源部率先啟動“長時儲能攻關”計劃，將電化學儲能、機械儲能、儲熱、化學儲能等納入考慮，將滿足電網靈活性所需的持續(xù)時間和成本目標的任何儲能技術組合。
2021年11月，由能源技術開發(fā)商、終端用戶和投資商組建而成的全球長時儲能委員會(LDES Council) 宣布成立。委員會表示，其使命是“零碳取代化石燃料，解決能源不平衡”。Google谷歌清潔能源負責人Maud Texier在加入全球長時儲能委員會時表示：“我們將長時儲能視為通往無碳未來之路的關鍵支柱。”
2022年初，我國國發(fā)改委、能源局聯合發(fā)布的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提到，到2025年，要求氫儲能、熱(冷)儲能等長時間尺度儲能技術取得突破。拓展多種儲能形式應用。結合各地區(qū)資源條件，以及對不同形式能源需求，推動長時間電儲能、氫儲能、熱(冷)儲能等新型儲能項目建設，促進多種形式儲能發(fā)展，支撐綜合智慧能源系統(tǒng)建設。
中國科學院大連化學物理研究所研究員張華民在接受媒體采訪時談到，伴隨我國繼續(xù)優(yōu)化能源部布局，要繼續(xù)部署和支持高安全性、使用壽命大于15年、環(huán)境友好的長時技術的研究開發(fā)和工程應用。
據高工儲能梳理，低成本長壽命錳基儲能鋰離子電池、100MW級先進壓縮空氣儲能技術、新一代液流電池儲能技術等成為科技部重點專項。光2022年3月，就出現若干空氣壓縮、液冷等儲能示范項目?？梢?，我國在長時儲能領域需要的新型儲能技術布局加速。
多種技術加速競逐長時儲能“蛋糕”
目前，抽水蓄能是電網長時儲能的最大來源，而鋰離子電池是新儲能技術的主要來源，提供短時儲能能力。
近年來，機械儲能領域中，除了最為經濟高效的傳統(tǒng)抽水蓄能外，壓縮空氣、重力儲能等新興儲能新技術，“上線”了兆瓦級的示范項目。此外，熱儲能（熔鹽）、化學儲能（氫、氨）等新技術也出現或啟動了一系列示范項目。
液流電池作為歐美國家比較受歡迎的長時儲能路徑，Zinc8,Primus,Invinity等歐美電池創(chuàng)業(yè)公司主攻鋅液流電池。住友電工、融科、普能等亞洲能源企業(yè)，則以釩液流電池為主要技術。
但液流電池可行性的很大決定因素是系統(tǒng)成本，這與電解液活性材料的選擇緊密相關。從歷史上看，釩液流電池由于具有多種吸引人的電化學性能（包括相對較長的使用壽命）而成為首選。
目前，液流電池除了應用廣泛的全釩液流電池外，還有鐵鉻液流電池、全鐵液流電池、鋅溴液流電池、鋅鐵液流電池、多硫化鈉-溴液流電池、鋅錳液流電池等。
值得注意的是，液流電池技術仍存在一定的挑戰(zhàn)，其效率通常很低，這意味著相當一部分能量無法回收利用。此外，隨著時間的推移，副反應也會使電池退化，這意味著技術的大規(guī)模應用仍有待技術的進一步成熟和完善。
10小時以下長時儲能 鋰離子仍可占先鋒地位
GGII報告顯示，在各儲能技術中，鋰電儲能是介于長時大容量儲能和短時高頻儲能之間，目前鋰電在這兩方面都有較大應用場景。
來源于：高工產研新能源研究所（GGII）
張華民談到，我國的電化學儲能裝機容量90%為鋰離子電池技術，但目前的鋰離子電池儲能技術難以滿足“新能源+儲能”的新型儲能系統(tǒng)對長時儲能的需求。海外亦有專家指出，對于超過8小時的儲能時長來說，“電池技術太昂貴了”。
但是隨著價格下降，鋰離子電池可以與其他儲能技術在成本上進行競爭。
目前，鋰離子電池儲能系統(tǒng)正在推出以4小時、6小時甚至8小時的持續(xù)儲能時長。美國電力研究院（EPRI）的Haresh Kamath日前表示，伴隨鋰離子電池儲能系統(tǒng)在更長持續(xù)時間的成本競爭力增加，長時儲能技術在短期內甚至未來十年可能很難與鋰離子電池儲能系統(tǒng)開展競爭。
國內業(yè)界人士談到一個觀點：未來，持續(xù)放電時長達10小時的鋰離子電池儲能系統(tǒng)或許比抽水蓄能更具成本競爭力。這個成果的達成，就在于鋰離子如何快速實現10小時持續(xù)放電。
而對于其他儲能技術來說，真正能夠進行競爭的方法是，他們如何能夠提供比鋰離子電池儲能系統(tǒng)提供更長的持續(xù)時間。一旦提高到20小時或50小時的持續(xù)儲能，這些儲能技術將具有很強的競爭力。
