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1、-1-2022!114#$43%&$&$562%储能系统的未来储能系统的未来 !#$%!#$%2022 年 6 月，麻省理工学院发布储能系统的未来研究报告。本报告是麻省理工学院能源计划未来系列研究中的第九个研究项目，该项目旨在阐明涉及能源和环境的一系列复杂而重要的问题。报告指出到本世纪中叶，可再生能源发电有望取代化石燃料发电，部署不同的储能技术可以优化和利用不断增长的可再生能源发电。报告研究和分析了各种储能技术（电化学储能、储热、化学储能和机械储能）关键性能、应用领域和成本指标等，呼吁应积极支持长时储能技术、多类型电化学储能技术，以实现到 2050 年电网系统完全脱碳。赛迪智库节能与环保研究所

2、对该报告进行了编译，期望对我国有关部门有所帮助。!&(%!&(%长时储能长时储能 可再生能源发电可再生能源发电 电力系统脱碳电力系统脱碳 )-2-()*+,-./0123)*+,-./0123（一）（一）储能技术的基本类型储能技术的基本类型 目前有四种基本类型的储能技术（电化学、化学、热能和机械能）处在不同的技术发展水平。在可变可再生能源发电量充足且批发供应价格相对较低时，以及发电量不足批发价格相对较高时，储能系统都可以发挥重要功作用电。储能系统的这种灵活性为电力系统提供了一系列好处。储能系统的规模可以通过其装机容量（最大瞬时功率）来表征，以兆瓦(MW)为单位；其储能容量以兆瓦时(MWh)为单

3、位；以及往返效率（RTE）用于衡量充放电的效率。储能系统的储能容量与装机容量的比值就是持续时间，以小时为单位这是储能系统从充满电开始提供最大功率的时间长度。目前大多数部署的电池储能的持续时间为 4 小时或更短；大多数现有抽水蓄能(PSH)设施的持续时间为 8 到 12 小时或更长时间。储能技术的能量密度也有所不同（能量密度是单位体积可以存储的最大能量）。具有高能量密度的电池技术特别适用于电动汽车(EV)和移动电子产品；尽管如此，能量密度较低的电池技术仍可用于电力系统应用中的存储，而在这些应用中，空间的有效利用通常不太重要。储能技术在其他属性上也有所不同，包括-3-特定储能系统规模经济的程度（地

4、理足迹和模块化）以及其性能随使用而下降的程度。本报告中考虑的技术根据其电力和能源容量成本分为三大类（见图 1）。一般来说，储能容量成本较低和装机容量成本高（图中蓝色区域）的储能技术最适合作为长时储能（持续时间最多可达数天），这些储能技术的充放电不太频繁，例如热储能、化学储能、金属空气电池和抽水蓄能设施等。而棕色区域的储能技术（其中包括锂离子电池储能系统），更适合持续时间较短的储能应用（持续时间为几个小时）和更频繁的充放电。具有中等能力的储能技术（包括液流电池）处于绿色区域。*+,-./01234567289:;)来源：麻省理工学院 功率容量成本功率容量成本（美元美元/千瓦千瓦）能量容量成本能量

5、容量成本（美元美元/千瓦时千瓦时）-4-（二）（二）电力系统采用的储能技术电力系统采用的储能技术 这项研究从电化学、热储能、化学储以和机械储能四个方面考察和研究储能技术。但没有对这些类别中的所有选项进行编目，更不用说进行评估。与其相反的是，研究人员重点放在每个类别中储能技术的示例上，并试图突出这些储能技术应用的问题。研究团队考虑的一些储能技术都经过验证，可用于商业部署，例如锂离子电池储能系统、抽水蓄能发电设施和一些热储能系统。而另一些储能技术则需要进一步的研究、开发和示范，直到本世纪 30 年代或 20 世纪 40 年代才有可能大规模上市或应用。表 1 总结了到 2030 年各种储能技术和储能

6、支持技术及实践可用性的评估。在这份研究报告中考虑的储能技术都可能在 2050 年前实现商业化运营。?&67289ABCDEFGHIJKI)储能技术储能技术 当前创新状况当前创新状况 电化学储能电化学储能 锂离子电池 液流电池（无机溶液）液流电池（有机溶液）硫化钠（NaS）电池 -5-储能技术储能技术 当前创新状况当前创新状况 金属-空气电池 关键材料供应（金属和稀土）关键材料供应（金属和稀土）电池回收利用电池回收利用 电池二次使用电池二次使用 先进的电力电子技术先进的电力电子技术 抽水蓄能技术抽水蓄能技术 热储能技术热储能技术 氢气氢气 制造、运输、储存 制氢方法包括光电制氢、天然气高温重整制