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2040年，累計(ji)裝(zhuang)機將達1.5-2.5TW，代表著(zhu)85–140TWh的儲能量，存儲10%的發電量，累計(ji)帶動投資1.5-3萬億美元。

這(zhe)是長(chang)時儲(chu)能(neng)委員(yuan)會lDES與麥肯錫于2021年11月合作發布的(de)(de)報(bao)告《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》對長(chang)時儲(chu)能(neng)給出的(de)(de)預測。

這一預測不包(bao)括傳統的抽(chou)水蓄能。而目前，以TW為(wei)單(dan)位(wei)衡量的話，長時(shi)儲能的裝機量還(huan)幾乎約等于0。

從(cong)零到TW級，聽起來有點天方夜譚。要知(zhi)道，截至2021年底全球已(yi)投運(yun)儲能的累計裝機量也(ye)就203.5GW（0.2TW）。那(nei)么，lDES與麥肯錫對長時儲能何以抱有如此(ci)巨大的信心？

為什么需要長時儲能

多(duo)長(chang)算長(chang)時(shi)？目前并(bing)無統一定義，lDES與麥肯(ken)錫(xi)則將8小時(shi)以上時(shi)長(chang)的儲能系統定義為(wei)長(chang)時(shi)儲能。

以(yi)此定義，我國(guo)目前(qian)建設(she)的絕大多數(shu)新型儲(chu)能系統均稱不上是長時(shi)儲(chu)能，除了幾(ji)個屈指可數(shu)的熔鹽熱儲(chu)能光(guang)熱電(dian)(dian)站，以(yi)及少(shao)數(shu)幾(ji)個壓縮空氣儲(chu)能、液流電(dian)(dian)池儲(chu)能等示范(fan)項目。

長(chang)(chang)時(shi)儲能的(de)價(jia)值是(shi)什么？長(chang)(chang)時(shi)儲能可(ke)憑借長(chang)(chang)周期(qi)、大容(rong)量(liang)特性(xing)，在更長(chang)(chang)的(de)時(shi)間維度(du)上調節新能源(yuan)(yuan)發電(dian)波動，在清潔能源(yuan)(yuan)過剩(sheng)時(shi)避免電(dian)網擁堵，負荷高峰時(shi)增加清潔能源(yuan)(yuan)消納。

從長(chang)遠來看，全球能(neng)源(yuan)系(xi)統(tong)最(zui)終將建設成為一個100%的可(ke)(ke)(ke)再(zai)生能(neng)源(yuan)綠色(se)電力系(xi)統(tong)，沒有任何傳統(tong)化石能(neng)源(yuan)，要實(shi)現這一目標(biao)，目前可(ke)(ke)(ke)以(yi)預計的可(ke)(ke)(ke)行解(jie)決方案只有一個：

由(you)長(chang)時儲能+風光為代表的(de)可(ke)再生能源構建起綠色、穩定、可(ke)調的(de)電力(li)系統。

這(zhe)一(yi)(yi)解決方案可以完全替代(dai)化石(shi)能(neng)(neng)源(yuan)成(cheng)為基礎負荷(he)電站(zhan)。而目前的短時儲能(neng)(neng)系(xi)統+可再生能(neng)(neng)源(yuan)系(xi)統無法達成(cheng)這(zhe)一(yi)(yi)目標(biao)。

簡單來說，可再(zai)生能(neng)源裝機(ji)的(de)占比(bi)越大(da)，火電(dian)的(de)裝機(ji)越小，建設長時儲能(neng)系統的(de)必要(yao)性就越大(da)。

另外，長時(shi)(shi)儲能(neng)可保(bao)障在極端情況下(xia)的電(dian)(dian)力(li)(li)(li)供應(ying)，保(bao)障全(quan)社會電(dian)(dian)力(li)(li)(li)系(xi)統穩定運(yun)行和降低(di)用(yong)電(dian)(dian)成本(ben)。例(li)如在2020年(nian)冬(dong)季，西北(bei)地區在一次(ci)冷空氣(qi)間歇期中(zhong)，風電(dian)(dian)低(di)出(chu)(chu)力(li)(li)(li)達到120小時(shi)(shi)，光伏的冬(dong)季低(di)出(chu)(chu)力(li)(li)(li)持續時(shi)(shi)間則更(geng)長。單一依靠短時(shi)(shi)儲能(neng)系(xi)統，無法滿(man)足電(dian)(dian)力(li)(li)(li)供應(ying)需求。

預計2025年起開始大規模增長

目(mu)前，全(quan)球電力(li)系(xi)統(tong)中(zhong)可(ke)再(zai)生能源的裝機(ji)占比還(huan)很(hen)小(xiao)，對(dui)長時儲能的需求還(huan)并(bing)不明顯。

但麥肯錫預(yu)計，長(chang)時(shi)儲(chu)能的潛在市場空間將從2025年開(kai)始大規(gui)模增長(chang)。

隨著可再(zai)生能源的占比(bi)提升，2025年長時儲能全球累(lei)計裝(zhuang)機量將達(da)到30-40 GW（對應儲能容量約1TWh），累(lei)計投資額約500億美元。

2030年起，全球可(ke)再生能(neng)源滲透(tou)率將(jiang)(jiang)升至約60%-70%，長時儲能(neng)累計裝機(ji)量(liang)將(jiang)(jiang)達到(dao)150-400GW（對(dui)應儲能(neng)容量(liang)5-10TWh），累計投資規模將(jiang)(jiang)達到(dao)2000-5000億美元。

到(dao)2040年，長(chang)時儲能(neng)累(lei)計裝機(ji)量(liang)將(jiang)加速達到(dao)1.5-2.5 TW（對應儲能(neng)容量(liang)85-140TWh），是目前全球儲能(neng)系統裝機(ji)量(liang)的8-15倍，累(lei)計投(tou)資額將(jiang)達到(dao)1.5-3萬億美(mei)元。

▲全球長時儲能(neng)累(lei)計裝機量預測(ce)（來(lai)源：麥肯錫）

麥肯錫還預(yu)計，24小時(shi)以上(shang)儲能(neng)容量占比將在(zai)2030年(nian)以后迅速提升。到2030年(nian)，8-24小時(shi)的儲能(neng)裝機量可能(neng)占長時(shi)儲能(neng)裝機量的80%和總儲能(neng)容量的60%。

但超過24小(xiao)時(shi)靈活性的長(chang)(chang)時(shi)儲能技(ji)術可能會在2030年后出(chu)現(xian)顯著(zhu)增長(chang)(chang)，這主要是由于可再(zai)生能源的增加。到2040年，持(chi)續時(shi)間更長(chang)(chang)（24小(xiao)時(shi)以上(shang)）的長(chang)(chang)時(shi)儲能技(ji)術可能占(zhan)總儲能容量(liang)的大約(yue)80%。

從全球來看，長(chang)(chang)時(shi)儲(chu)能的力量目(mu)前(qian)還(huan)非常弱小，如果(guo)lDES委員會與(yu)麥肯錫對長(chang)(chang)時(shi)儲(chu)能的未(wei)來預測成真，這意味著從2025年開(kai)(kai)始，長(chang)(chang)時(shi)儲(chu)能將(jiang)開(kai)(kai)始嶄露頭角，到2030年，長(chang)(chang)時(shi)儲(chu)能的裝機(ji)量就將(jiang)大比(bi)例超(chao)越短時(shi)儲(chu)能。

這也(ye)將意味著，儲能(neng)市場的(de)舊秩(zhi)序將被打破，一(yi)個儲能(neng)的(de)新時代將要來臨。

鋰電池并非熔鹽儲能的長期對手

長時儲(chu)(chu)能(neng)(neng)技(ji)術包括全釩液流電(dian)池、鐵(tie)鉻(ge)液流電(dian)池、壓(ya)縮空氣儲(chu)(chu)能(neng)(neng)、熔鹽儲(chu)(chu)熱(re)、氫儲(chu)(chu)能(neng)(neng)等多種類(lei)別的儲(chu)(chu)能(neng)(neng)技(ji)術。

▲長時儲能技術分類（來源：LDES委員會）

目前，除(chu)抽水(shui)蓄能外，其(qi)它絕大多(duo)數長時儲(chu)能技術均(jun)處于商業化初(chu)期。

國(guo)家發(fa)展改革委(wei)、國(guo)家能源局于2021年7月發(fa)布(bu)的(de)《關于加快(kuai)推動新型儲能發(fa)展的(de)指導意見》指出，實現壓縮(suo)空氣、液流電(dian)池(chi)等長(chang)時儲能技術進入商業化(hua)發(fa)展初期。

在上表所列(lie)的多種(zhong)技術(shu)中，目前來看，壓(ya)縮空氣、液(ye)流電池、熔鹽儲(chu)能是最具(ju)發展(zhan)前景(jing)的長時儲(chu)能技術(shu)。

在(zai)國內(nei)，這幾種技(ji)術目(mu)前(qian)均已(yi)(yi)有相關項目(mu)案例。其中(zhong)最為(wei)光熱行業所熟(shu)(shu)知的熔鹽儲能技(ji)術，因為(wei)光熱發電在(zai)全球范圍內(nei)的商業化部(bu)署(shu)，已(yi)(yi)經(jing)非常(chang)成(cheng)熟(shu)(shu)。

當前，我們常常把光熱(re)熔(rong)(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)技術(shu)和(he)(he)大行(xing)其道的(de)鋰(li)電(dian)池(chi)儲(chu)(chu)能(neng)技術(shu)作競爭(zheng)對(dui)標(biao)，而從長時儲(chu)(chu)能(neng)的(de)角(jiao)度來看，鋰(li)電(dian)池(chi)并非熔(rong)(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)的(de)長期對(dui)手，遠期來看，熔(rong)(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)將(jiang)和(he)(he)壓縮空氣、液流電(dian)池(chi)等儲(chu)(chu)能(neng)技術(shu)在長時儲(chu)(chu)能(neng)的(de)賽道上(shang)展開(kai)競爭(zheng)。

時(shi)下，熔(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)和(he)光(guang)熱的集成發展已經非常成熟，但其脫(tuo)離(li)光(guang)熱作(zuo)為(wei)獨立(li)(li)的儲(chu)(chu)能(neng)電站(zhan)尚無商業化項目案例，壓縮空氣和(he)液流電池作(zuo)為(wei)獨立(li)(li)的儲(chu)(chu)能(neng)電站(zhan)，正處商業化示范階(jie)段。

相對于(yu)鋰電池在短時(shi)儲(chu)能領域的(de)獨領風騷，在長時(shi)儲(chu)能領域，究竟哪種(zhong)技(ji)術最(zui)終將獨占鰲(ao)頭，目前(qian)還很難(nan)判斷(duan)。對壓縮空氣、液(ye)流電池、熔鹽儲(chu)能這三種(zhong)目前(qian)走在前(qian)列的(de)長時(shi)儲(chu)能技(ji)術，我們(men)都需要(yao)保持關(guan)注(zhu)，因為他(ta)們(men)的(de)發展，都將影響未來(lai)長時(shi)儲(chu)能的(de)市場競(jing)爭格(ge)局(ju)。

即將于7月28~29日在西安召開的(de)2022中國(guo)(guo)風光熱互(hu)補新能(neng)源基(ji)地(di)開發大會上，將和大家一起(qi)深(shen)度探討熔鹽儲能(neng)技術(shu)。大會由中國(guo)(guo)電力工(gong)程顧問集團西北(bei)電力設計院有限公(gong)司、國(guo)(guo)家太陽能(neng)光熱產業技術(shu)創新戰(zhan)略(lve)聯盟、CSPPLAZA光熱發電平(ping)臺共同(tong)主辦、光伏(fu)們(men)協辦。誠摯歡迎您(nin)的(de)蒞臨。

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