中國儲能網(wǎng)訊：隨著全世界許多國家陸續(xù)宣布“碳中和”目標(biāo)[1-3]，水電、太陽能、風(fēng)能等可再生的清潔能源裝機規(guī)模和發(fā)電量顯著提升[4-7]。但可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用很大程度上受到地理環(huán)境限制，同時在時間上具有間歇性，在空間上具有地域分布不均的特點[8-10]，直接并網(wǎng)會對電網(wǎng)帶來的穩(wěn)定性問題。
儲能系統(tǒng)的建立，尤其將多種新型儲能技術(shù)與數(shù)字化、智能化技術(shù)深度融合而形成的新型儲能系統(tǒng)能有效將電、熱、冷、氣、氫等多個能源子系統(tǒng)進行融合轉(zhuǎn)換，極大促進能源生產(chǎn)消費的靈活高效和開放共享[11-14]，實現(xiàn)多能互補協(xié)同優(yōu)化[15-19]，是未來能源革命的關(guān)鍵支撐技術(shù)[20-24]。
為此，本文對比梳理了全球新型儲能技術(shù)戰(zhàn)略規(guī)劃布局情況，利用文獻計量和專利計量方法深度挖掘分析了國內(nèi)外在鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、金屬空氣電池、壓縮空氣儲能、重力儲能等6種典型新型儲能技術(shù)方面的前沿主題與創(chuàng)新能力。
1 全球主要國家/地區(qū)新型儲能戰(zhàn)略規(guī)劃布局
1.1 美國
美國很早就認識到儲能技術(shù)對保障電網(wǎng)安全性和可靠性的重要作用，極為重視對新型儲能技術(shù)的開發(fā)，從頂層設(shè)計、財政保障、稅收抵免到多元化技術(shù)路線等多方面出發(fā)，構(gòu)建現(xiàn)代化電網(wǎng)體系以及推動下一代電池儲能技術(shù)變革性創(chuàng)新。
2020年1月，美國能源局宣布投入1.58億美元啟動“儲能大挑戰(zhàn)”計劃[25]，并在同年12月正式發(fā)布了美國首個儲能領(lǐng)域綜合性戰(zhàn)略《儲能大挑戰(zhàn)路線圖》[26]。2021年7月，美國能源部提出“長時儲能攻關(guān)”計劃[27]，作為“儲能大挑戰(zhàn)”計劃的一部分，目標(biāo)是在未來10 a內(nèi)將數(shù)百GW的清潔能源引入電網(wǎng)，將儲能時間超過10 h的系統(tǒng)成本降低90%。
此后美國能源部投入近10億美元用于儲能技術(shù)研發(fā)示范，包括：2022年5月，宣布根據(jù)《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案》撥款，在4 a內(nèi)共資助5.05億美元促進長時儲能技術(shù)開發(fā)[28]，通過降低成本推動儲能系統(tǒng)更廣泛的商業(yè)示范部署，以實現(xiàn)到2035年100%清潔電力目標(biāo)；2022年11月，宣布根據(jù)《兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案》和《通脹削減法案》撥款，提供近3.5億美元用于新興的長時儲能示范項目[29]，以支撐低成本、可靠、無碳的現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)；2023年1月，美國能源部科學(xué)辦公室宣布在“電池和儲能能源創(chuàng)新中心”計劃框架下，投入1.25億美元支持下一代電池儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究，以加速在交通和電力部門部署變革性儲能技術(shù)[30]，此次資助旨在開發(fā)超越當(dāng)前商業(yè)電池（如鋰離子或鉛酸電池）的下一代電池，通過開展全球領(lǐng)先的科學(xué)研究解決該領(lǐng)域的科學(xué)優(yōu)先事項。
1.2 歐盟
歐盟更為關(guān)注電池儲能技術(shù)的研發(fā)，將其視為實現(xiàn)工業(yè)、交通、建筑等行業(yè)電氣化，促進向“碳中和”社會發(fā)展的重要技術(shù)手段，希望利用高性能新型儲能電池占據(jù)未來電氣化社會核心地位，爭奪全球電池研發(fā)和生產(chǎn)的主導(dǎo)權(quán)。
2020年12月，歐盟歐洲技術(shù)與創(chuàng)新平臺“電池歐洲”（Batteries Europe）發(fā)布了其第一個《電池戰(zhàn)略研究議程》[31]，旨在于歐盟范圍內(nèi)推進電池價值鏈相關(guān)研究和創(chuàng)新行動的示范應(yīng)用。此后歐盟投入近50億歐元促進本區(qū)域新型電池技術(shù)研發(fā)。
2021年1月，歐盟委員會宣布設(shè)立一個歐洲共同利益重要項目（Important Projects of Common European Interest，IPCEI）“歐洲電池創(chuàng)新”，由奧地利、比利時、克羅地亞、芬蘭、法國、德國、希臘、意大利、波蘭、斯洛伐克、西班牙和瑞典十二國共同投入29億歐元，并將撬動90億歐元的私人投資，旨在推進電池價值鏈的創(chuàng)新研發(fā)，建立泛歐電池生態(tài)系統(tǒng)[32]。該項目將支持開發(fā)一整套全新的電池突破性技術(shù)，包括新型電池、生產(chǎn)工藝及電池價值鏈的其他創(chuàng)新技術(shù)，超越現(xiàn)有的技術(shù)和工藝，并使電池性能、安全性和環(huán)境影響得到顯著改善。
2023年1月，歐盟宣布將從創(chuàng)新基金中撥款18億歐元，投資16個大規(guī)模創(chuàng)新項目[33]，其中儲能技術(shù)研發(fā)方向包括創(chuàng)新固定式儲能技術(shù)研發(fā)，以及以年回收5萬t報廢的鋰電池為目標(biāo)的創(chuàng)新鋰離子電池回收技術(shù)。
1.3 日本
日本人口密度較大，且國土面積有限，相較大規(guī)模太陽能光伏技術(shù)，政府更鼓勵采用“分布式清潔能源+儲能”技術(shù)，以應(yīng)對日益增長的能源需求。
2016年4月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《能源環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略》[34]，明確提出到2050年，在儲能領(lǐng)域重點研究固態(tài)鋰電池、鋰硫電池、新型金屬-空氣電池和其他新型電池（如氟化物電池、鈉電池、多價離子電池、新概念氧化還原電池等）技術(shù)。
2020年12月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《綠色增長戰(zhàn)略》[35]，明確提出開發(fā)性能更優(yōu)異且成本更低廉的新型儲能技術(shù)。2022年8月，日本蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略研究公私理事會正式發(fā)布《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》[36]，明確提出需強化下一代電池技術(shù)開發(fā)，加快以全固態(tài)電池為主的下一代電池、材料（包括材料評估技術(shù)）和回收技術(shù)的開發(fā)，投資1000億日元促進政府和民間合作，加強對尖端制造工藝投資力度，推進低成本、高附加值的電池系統(tǒng)一體化探索研究，力爭在2030年左右實現(xiàn)全固態(tài)電池的全面商用，確保包括鹵代電池、鋅負極電池等新型電池的技術(shù)優(yōu)勢，并完善全固態(tài)電池量產(chǎn)制造體系，在控制系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)和實證應(yīng)用的同時，建立多用途評估方法以適應(yīng)市場需求。
1.4 中國
近年來，中國政府發(fā)布多項針對性政策鼓勵新型儲能技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展。
2021年7月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》[37]，明確提出堅持儲能技術(shù)多元化發(fā)展，到2030年實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展，核心技術(shù)裝備自主可控，技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)水平穩(wěn)居全球前列。2022年1月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，為加快推動新型儲能高質(zhì)量規(guī)模化發(fā)展提供有力支撐[38]。2023年2月，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、國家能源局發(fā)布《新型儲能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》[39]，有利支撐新型儲能技術(shù)創(chuàng)新，推動新型儲能產(chǎn)業(yè)安全、規(guī)?；l(fā)展。在科技支撐方面，近年來國家科技部先后部署了“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”“新能源汽車”“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”等重點專項對新型儲能技術(shù)進行研發(fā)。
近年來，中國在新型儲能技術(shù)方面有了顯著提升，部分技術(shù)方向已發(fā)展至并跑甚至領(lǐng)跑階段。例如，在鈉離子電池技術(shù)領(lǐng)域，寧德時代宣布已制得第一代鈉離子電池，實現(xiàn)160 Wh/kg的能量密度[40]。中科海鈉與華陽集團聯(lián)合建設(shè)的全球首批量產(chǎn)1 GWh鈉離子電池產(chǎn)線正式投運[41]。
在液流電池技術(shù)領(lǐng)域，由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所提供技術(shù)支撐的全球最大規(guī)模200MW/800 MWh級一期工程100 MW/400 MWh全釩液流電池儲能調(diào)峰電站并網(wǎng)發(fā)電[42]。
在壓縮空氣儲能技術(shù)領(lǐng)域，河北張家口的核心裝備自主化率達100%的國際首套100 MW/400 MWh級先進壓縮空氣儲能示范電站實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電[43]，國際首臺300 MW級先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)多級高負荷膨脹機順利下線[44]。
總而言之，新型儲能技術(shù)在許多國家和地區(qū)被認為是構(gòu)建現(xiàn)代化電網(wǎng)、實現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一，得到了高度重視，多項政策舉措出臺以推動其發(fā)展，從戰(zhàn)略部署、科技支撐等方面加以支持。包括：美國針對儲能技術(shù)的發(fā)展和布局較為系統(tǒng)，早在2011年就提出了未來5 a的技術(shù)開發(fā)路線圖，2020年啟動“儲能大挑戰(zhàn)”計劃加速對下一代儲能技術(shù)的開發(fā)和商業(yè)化；歐盟更傾向于構(gòu)建儲能技術(shù)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，通過建立歐洲電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（EBA250）、歐洲技術(shù)與創(chuàng)新平臺“電池歐洲”和“電池2030+”聯(lián)合研究計劃推進不同技術(shù)成熟度的研究和開發(fā)工作，利用相互銜接互補的機制構(gòu)建歐洲電池研究與創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。中國更注重搶占技術(shù)制高點，自2021年提出新型儲能規(guī)劃目標(biāo)以來，各省級“十四五”規(guī)劃相繼明確了新型儲能發(fā)展目標(biāo)，通過“1+n”的政策組合開展新型儲能關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，推動核心設(shè)備自主化、國產(chǎn)化、規(guī)?；?。更多國家/地區(qū)新型儲能戰(zhàn)略規(guī)劃布局如表1所示。
2 新型儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究態(tài)勢分析
本文基于Web of Science數(shù)據(jù)庫核心集，針對《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》中對新型儲能發(fā)展的多元化技術(shù)要求，對全球2013—2022年新型儲能技術(shù)領(lǐng)域的鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、金屬空氣電池、壓縮空氣儲能和重力儲能6個方向進行系統(tǒng)分析，客觀揭示全球新型儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究情況。
2.1 全球新型儲能技術(shù)研究態(tài)勢分析
2013年以來，全球新型儲能技術(shù)研究處于快速增長期。全球新型儲能領(lǐng)域研究論文發(fā)文量在2013—2022年快速增長，5個2年期平均復(fù)合增長率（CAGR值）達到了34.1%（見表2）。CAGR值核算方法為
式中：t0指初始期，本節(jié)為2013—2014年即第1個2年期；tn是結(jié)束期，本節(jié)為2021—2022年即第5個2年期；V(t0)是2013—2014年論文發(fā)文量；V(tn)是2021—2022年論文發(fā)文量。需要注意的是，部分論文存在網(wǎng)絡(luò)出版與正式出版時間跨年的現(xiàn)象，導(dǎo)致某些技術(shù)方向2013—2022年論文總量小于各2年期論文數(shù)量之和，下同。
從技術(shù)方向來看，鋰離子電池領(lǐng)域發(fā)文量最多但增速相對較慢，重力儲能領(lǐng)域發(fā)文量增速最快。尤其是2020—2022年，全球新型儲能發(fā)文量占2013—2022年的41.9%，其中金屬空氣儲能和重力儲能技術(shù)方向占比均超過50%。
2.2 中國新型儲能技術(shù)研究態(tài)勢分析
2020—2022年，全球主要國家均在新型儲能領(lǐng)域進行廣泛研究。如圖1所示，中國以70 091篇發(fā)文量位居全球首位，占該領(lǐng)域全球總發(fā)文量的53.5%，隨后是美國（21671篇）、韓國（10985篇）、德國（7741篇）和日本（6530篇）。
2020—2022年中國新型儲能各技術(shù)方向發(fā)文情況如表3所示。
2020—2022年中國在新型儲能研究方面具備相對較高的影響力。從論文被引情況來看（見表4），中國在新型儲能領(lǐng)域發(fā)表論文的篇均被引頻次（12.6次/篇）略高于全球水平（10.8次/篇），而高被引論文數(shù)量則占到全球的76.0%，是高影響力論文的主要貢獻者，尤其是在鈉離子電池和金屬空氣電池技術(shù)方向高被引論文占全球80%以上（分別為84.7%和88.5%）。
3 新型儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究前沿主題分析
前沿主題應(yīng)該具備高新穎性、高關(guān)注度、高成長性等顯著特征。針對這3個特征，本章綜合評估主題新穎度（Nj）、主題強度（Sj）、主題影響力（Aj）、主題增長度（Gj）4個計量指標(biāo)的表現(xiàn)，以進行前沿主題識別。前沿主題綜合指數(shù)計算公式為
根據(jù)前沿主題綜合指數(shù)，新型儲能領(lǐng)域主要六大技術(shù)方向的前沿主題如表5所示。由于新型儲能領(lǐng)域中鋰離子電池技術(shù)論文數(shù)量最多，故選取前8位前沿主題進行分析；而重力儲能技術(shù)論文數(shù)量較少，故選取前3位前沿主題進行分析；其他4類技術(shù)均選取前5位前沿主題進行分析。
基于前沿主題綜合指數(shù)，鋰離子電池技術(shù)方向的前沿主題包括：①鋰離子電池新型材料開發(fā)，如電極材料、固態(tài)電解質(zhì)材料、納米復(fù)合材料等；②鋰離子電池傳輸性能優(yōu)化、電極/電解質(zhì)界面性能、電池系統(tǒng)性能等；③高精度、原位、實時鋰離子電池表征技術(shù)開發(fā)；④鋰離子電池安全性能監(jiān)測與預(yù)測研究。
鈉離子電池技術(shù)方向的前沿主題包括：①鈉離子電池新型材料開發(fā)，如電極材料、電解質(zhì)材料、納米/復(fù)合/框架材料等；②鈉離子電池電極/電解質(zhì)界面性能研究；③鈉離子電池儲鈉行為研究。
液流電池技術(shù)方向的前沿主題包括：①液流電池新型材料開發(fā)，如離子交換膜材料、電極材料等；②液流電池高效催化劑開發(fā)及其優(yōu)化；③液流電池電極/電解質(zhì)界面性能研究；④液流電池在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究。
金屬空氣電池技術(shù)的前沿主題重點聚焦在高性能催化劑的研發(fā)，包括：①新型催化劑、高活性電催化劑、非貴金屬電催化劑、雙功能電催化劑等；②金屬空氣電池電解質(zhì)材料及性能研究。
壓縮空氣儲能技術(shù)研究前沿主要聚焦在系統(tǒng)應(yīng)用層面，具體包括：①壓縮空氣儲能與可再生能源耦合系統(tǒng)開發(fā)及其性能研究；②絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)開發(fā)及其性能研究；③基于熱電聯(lián)產(chǎn)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)開發(fā)及其性能研究；④壓縮空氣儲能高效并網(wǎng)技術(shù)及其性能研究；⑤基于新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)的能源靈活管理控制技術(shù)。
相較于上述5種新型儲能技術(shù)，重力儲能技術(shù)成熟度較低，目前研究前沿重點聚焦在：①重力儲能存儲效率及其性能比較研究；②新型重力儲能系統(tǒng)建模與性能研究；③重力儲能與可再生能源協(xié)同并網(wǎng)優(yōu)化配置研究等方面。
4 新型儲能技術(shù)開發(fā)態(tài)勢分析
本文基于IncoPat專利數(shù)據(jù)庫，對全球2013—2022年新型儲能領(lǐng)域六大技術(shù)進行系統(tǒng)分析，客觀揭示全球與中國新型儲能技術(shù)開發(fā)情況。結(jié)果顯示，全球新型儲能技術(shù)創(chuàng)新在2013—2022年間持續(xù)活躍，尤其在2020年以來蓬勃發(fā)展，專利布局重點圍繞鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、金屬空氣電池、壓縮空氣儲能和重力儲能等方面。中國是2020年以來新型儲能領(lǐng)域最重要的專利技術(shù)來源國，發(fā)明專利申請數(shù)量及高價值專利申請數(shù)量占比均超過全球80%以上。
4.1 全球新型儲能技術(shù)開發(fā)態(tài)勢分析
對2013—2022年的新型儲能發(fā)明專利申請量分析顯示（見表6），新型儲能技術(shù)開發(fā)已發(fā)展至一定規(guī)模，5個2年期平均復(fù)合增長率為14.4%。2020—2022年重力儲能技術(shù)開發(fā)尤為活躍，其專利申請量超過2013—2022年總量的88%，5個2年期平均復(fù)合增長率高達158.5%。此外，2020—2022年鈉離子電池和壓縮空氣儲能技術(shù)專利申請量超過2013—2022年總量的40%。從技術(shù)方向來看，鋰離子電池專利數(shù)量最多，但近年來增速較為緩慢；液流電池和金屬空氣電池技術(shù)專利數(shù)量呈現(xiàn)負增長趨勢。對2013—2022年的新型儲能發(fā)明專利授權(quán)量分析顯示（見表7），全球新型儲能技術(shù)發(fā)明專利授權(quán)量穩(wěn)定增長，但各技術(shù)方向發(fā)展不均衡，其增長趨勢與專利申請量增長趨勢基本一致。2013—2022年，鋰離子電池發(fā)明專利授權(quán)量最多，重力儲能發(fā)明專利授權(quán)量增速最快，只有液流電池和金屬空氣電池發(fā)明專利授權(quán)量呈現(xiàn)負增長趨勢。
需要注意的是，本文采用IncoPat簡單同族合并的統(tǒng)計方式，可能導(dǎo)致同一時段內(nèi)各年份分別統(tǒng)計的專利申請或授權(quán)量之和大于該時段一次檢索的專利申請或授權(quán)總量，下同。
4.2 中國新型儲能技術(shù)開發(fā)態(tài)勢分析
中國是全球新型儲能領(lǐng)域最重要的專利技術(shù)來源國（見表8）。2020—2022年，中國機構(gòu)在新型儲能領(lǐng)域?qū)＠暾垟?shù)量占全球的89.4%，除液流電池技術(shù)外，其他5個技術(shù)方向占比均達到一半以上，其中鋰離子電池、鈉離子電池和重力儲能技術(shù)專利申請量在全球占比超過90%。但就增長速度來看，中國專利申請量增速整體呈現(xiàn)負增長趨勢（-15.1%），但鈉離子電池、壓縮空氣儲能和重力儲能技術(shù)方向依舊保持了旺盛的增長勢頭，其中重力儲能技術(shù)2020—2022年專利申請量增長了285.4%。表9為2020—2022年中國新型儲能各技術(shù)方向?qū)＠跈?quán)量統(tǒng)計情況。結(jié)果顯示，中國2020—2022年新型儲能總體專利授權(quán)量呈下降趨勢，降幅24.5%，但仍占全球總授權(quán)量的近90%，其中鈉離子電池專利授權(quán)量在全球占比最高，為93.8%。2020—2022年，新型儲能各項技術(shù)中鋰離子電池、金屬空氣儲能和液流電池專利授權(quán)量下降，但重力儲能專利授權(quán)量與其申請量一樣呈現(xiàn)顯著增長趨勢，增長達到287.3%。
中國在新型儲能領(lǐng)域的核心技術(shù)競爭力具備較強優(yōu)勢。從高價值專利（指IncoPat數(shù)據(jù)庫中專利價值度為9、10的專利）申請情況來看，中國在新型儲能領(lǐng)域的高價值專利占全球的80%以上；高價值專利產(chǎn)出率（指所申請高價值專利在其申請所有專利的占比）達到17.7%，略低于全球水平（18.7%）。從技術(shù)方向來看，液流電池、金屬空氣電池的高價值專利產(chǎn)出率低于全球平均水平，其他4個技術(shù)方向的高價值專利產(chǎn)出率和全球平均水平差異不大，發(fā)展較為均衡，詳見表10。
4.3 新型儲能技術(shù)布局重點分析
對2020—2022年上述6種新型儲能技術(shù)相關(guān)專利（共27 162件專利，合并19 978項專利族）進行分析，通過專利聚類詞云圖（見圖2）可以看出，新型儲能領(lǐng)域?qū)＠季謬@如下方面展開：①循環(huán)穩(wěn)定性材料，包括負極材料、正極材料、鋰電池隔膜、前驅(qū)體材料等；②合成工藝，如預(yù)測模型、電化學(xué)模型等；③鋰離子電池，側(cè)重于鋰電池組、電極材料等；④鈉離子電池，包括正極材料、電解液添加劑、固態(tài)電解質(zhì)材料等；⑤儲能系統(tǒng)，側(cè)重于壓縮空氣儲能、重力儲能、熱失控、負極材料等。
基于國際專利分類號（IPC）的新型儲能領(lǐng)域發(fā)明專利前15位技術(shù)方向如表11所示，可將新型儲能領(lǐng)域技術(shù)開發(fā)主要方向概括為：①二次電池、一次電池及混合電池及其制造相關(guān)；②電池的電極、非活性部件、電極隔膜、導(dǎo)電聯(lián)接等組件以及制造；③電池材料，如碳材料及其化合物、鎳化學(xué)物、磷材料及其化合物、硅材料及其化合物等；④用于材料或表面科學(xué)的納米技術(shù)及納米結(jié)構(gòu)制造、處理方法；⑤電池性能測試及故障探測裝置、充放電電路設(shè)置等；⑥電池安全管理系統(tǒng)，如火災(zāi)預(yù)防、滅火等方法。
基于技術(shù)布局重點分析，可以發(fā)現(xiàn)新型儲能技術(shù)重點圍繞4個科學(xué)問題展開：①探索開發(fā)高容量電極材料和高電壓電解質(zhì)的策略途徑，包括各種循環(huán)穩(wěn)定性能優(yōu)異的正負極材料、電解質(zhì)材料、隔膜材料等；②充分了解材料功能對電池行為的影響，包括利用先進的表征和計算模擬手段探究新型材料電化學(xué)功能，確保新型儲能材料的安全性、環(huán)保型和來源豐富性；③探究組成動態(tài)界面的化學(xué)和物質(zhì)反應(yīng)行為，包括儲能組件與組件之間將產(chǎn)生的多種反應(yīng)行為，設(shè)計、合成新型界面以提高儲能性能；④探究電池老化過程，包括研究電池安全管理系統(tǒng)，揭示驅(qū)動電池衰退、失效和故障的關(guān)鍵機制、檢測手段及可能的緩解策略。
5 對中國發(fā)展新型儲能技術(shù)的啟示建議
新型儲能作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是增強能源系統(tǒng)供應(yīng)安全性、靈活性，提升能源系統(tǒng)綜合效率的重要環(huán)節(jié)，是支撐能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過對新型儲能技術(shù)相關(guān)國際政策規(guī)劃的解讀、基礎(chǔ)研究及技術(shù)開發(fā)態(tài)勢分析，對中國在該領(lǐng)域的發(fā)展提出以下建議。
1）加強基礎(chǔ)研究和核心技術(shù)攻關(guān)。開發(fā)超越傳統(tǒng)體系的儲能新材料與系統(tǒng)，研究電/熱/機械能與化學(xué)能之間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律，重點研發(fā)大規(guī)模、長壽命物理儲能技術(shù)應(yīng)用等關(guān)鍵核心技術(shù)，發(fā)展新型電化學(xué)能量儲存與轉(zhuǎn)化機制，以變革傳統(tǒng)鋰離子電池為代表的儲能體系，實現(xiàn)長壽命、低成本、高能量密度、高安全性和易回收的新型儲能技術(shù)廣泛應(yīng)用。
2）提升國家級項目示范應(yīng)用能力。圍繞國家科技部、國家自然科學(xué)基金委員會、國家能源局等各機構(gòu)儲能研發(fā)項目，基于全國各科研院所和企事業(yè)單位優(yōu)勢加強全國統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，積極加強國家級科技任務(wù)部署能力，并可考慮在新型儲能領(lǐng)域設(shè)置系統(tǒng)性的國家級重大攻關(guān)項目，形成從基礎(chǔ)理論、實驗驗證、技術(shù)研發(fā)、中試到工程化研究與應(yīng)用的完整研發(fā)布局，做強在鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池和壓縮空氣儲能方向的長板，彌補在金屬空氣電池和重力儲能領(lǐng)域的短板。在全國重點實驗室優(yōu)化重組的總體布局下，推進在現(xiàn)有的國家級研發(fā)平臺加強建制化的新型儲能領(lǐng)域研究，同時在新型儲能領(lǐng)域建設(shè)新的國家級研發(fā)平臺。
3）打造高層次人才和創(chuàng)新團體。建立學(xué)科帶頭人、科研骨干與研究團隊協(xié)同推進的人才培養(yǎng)和隊伍建設(shè)機制，著力提升團隊科技創(chuàng)新能力和競爭力。在新型儲能技術(shù)方向具有優(yōu)勢的研究機構(gòu)設(shè)置創(chuàng)新崗位，重點打造一批水平高、實力強的成體系、建制化科研團隊，一體化配置科研項目投入、平臺承建和人才隊伍建設(shè)，推動造就戰(zhàn)略科學(xué)家。尤其需要加強在鋰離子電池、金屬空氣電池、重力儲能技術(shù)領(lǐng)域，以及電池老化和回收再利用技術(shù)研究中的新概念、新體系、新材料等重大潛在方向上的科研團隊建設(shè)，鞏固和爭取中國在相關(guān)研究領(lǐng)域的優(yōu)勢地位。
4）完善科研體制機制。儲能技術(shù)研究不僅需要實驗室，更需要公共平臺、示范基地、中試生產(chǎn)線等必要設(shè)施。高校和科研院所應(yīng)發(fā)揮自身科技力量優(yōu)勢，以高質(zhì)量科技供給在新產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用示范和轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化各環(huán)節(jié)前瞻布局，加強科研院所與頭部企業(yè)合作，整合社會資源，共同建設(shè)國家級和省部級新型儲能技術(shù)實驗室、示范基地、中試生產(chǎn)線等重大項目，建設(shè)若干新型儲能技術(shù)公共平臺和研究中心，最終形成從基礎(chǔ)、應(yīng)用到市場的新型儲能技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用科技創(chuàng)新價值鏈，實現(xiàn)多重應(yīng)用價值疊加，引領(lǐng)新型儲能科技發(fā)展，為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標(biāo)和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展作出貢獻。
