储能领域
储能技术是指在电力系统中增加电能存储环节，使电力实时平衡的“刚性”电力系统变得更 加“柔和”。 储能技术一般分为热储能和电储能，未来应用于全球能源互联网的主要是电储能。电储能技 术主要分为物理储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能）、电化学储能（如铅酸电池、钠硫电池、液流电池、锂离子电池）和电磁储能（如超导电磁储能、超级电容器储能）三大类。
储能市场发展现状及发展潜力
2018-2020 年中国电化学储能累计装机规模预测
常规模式下储能关键技术路线图
根据《储能产业研究白皮书 2018》数据，据 CNESA 项目库不完全统计，截至 2017 年底，中国已投运储能项目累计装机规模 28.9W，同比增长 19%。抽水蓄能的累计装机规模所占比重最大，接近 99%，但与去年同期相比略有下降。电化学储能项目的累计装机规模位列第二，达389.8MW，同比增长 45%，所占比重为 1.3%，较上一年增长 0.2 个百分点。在各类电化学储能技术中，锂离子电池的累积装机占比最大，比重为 58%。
中国储能市场累计装机规模（2000-2017）
中国储能市场累计装机规模（2000-2017） 2017 年，中国新增投运电化学储能项目的装机规模为 121MW，同比增长 16%。新增规划、在建中的电化学储能项目的装机规模为 705.3MW，预计短期内中国电化学储能装机规模还将保持高速增长。从中国新增投运的电化学储能项目的应用分布上看，2017 年，用户侧领域的新增装机规模所占比重最大，为 59%，其次是集中式可再生能源并网领域，所占比重接近 25%。
2017 年中国新增投运电化学储能项目的应用分布（MW%）
2017 年中国新增投运电化学储能项目的应用分布（MW%） 从技术分布来看，集中式可再生能源并网领域中，锂离子电池所占比重最大，为 83%；辅助服务领域中，全部应用的锂离子电池；用户侧领域中，铅蓄电池所占比重最大，为 77%。
2017 年中国新增投运电化学储能项目各应用领域的技术分布（MW%）
2017 年中国新增投运电化学储能项目各应用领域的技术分布（MW%） 储能技术是实现可再生能源大规模接入，提高电力系统效率、安全性和经济性的关键技术，也是提高清洁能源发电比率，推动雾霾治理的有效手段。不同的储能技术适用于不同的应用场合和领域，飞轮储能、超导电磁储能和超级电容器储能适合于需要提供短时较大的脉冲功率场合，如应对电压暂降和瞬时停电、提高用户的用电质量，抑制电力系统低频振荡、提高系统稳定性等；而抽水储能、压缩空气储能和电化学电池储能适合于系统调峰、大型应急电源、可再生能源并入等大规模、大容量的应用场合。未来储能市场的发展将集中在分布式储能、分布式光伏 + 储能、微网等配网侧和用户侧等领域。通过对国内储能企业和集成商的项目规划及未来发展趋势的调查和研究，CNES 研究部对中国储能市场 2017-2020 年的装机规模进行了预测。目前中国应用的储能技术主要分为三类：（1）以抽水蓄能和压缩空气储能为主的物理储能；（2）以熔融盐为主的储热技术；（3）电化学储能。物理储能方面，根据国家“十三五”水电规划，到 2020 年底，我国抽水蓄能的累计装机为40.00GW。截止到 2017 年底，抽水蓄能在运规模为 28.49GW，在建规模 38.71GW，预计到2020 年将完成规划目标。截止到 2017 年底，中国投运的压缩空气储能的规模是 11.5MW，预计到 2020 年底，这一数字将达到 210MW。电化学储能方面，CNESA 研究部预测，到 2020年底累计装机量将达到 1.78GW，达到 2017 年底电化学储能累计装机量的 4.5 倍。因此，综合三种储能技术的预测值，到 2020 年底，预计中国储能技术总装机规模将达41.99GW（不包含储热）。
2018-2020 年中国电化学储能累计装机规模预测储能技术发展现状及发展潜力
据《储能产业研究白皮书 2018》，从中国新增投运的电化学储能项目的技术分布上来看，2017 年，锂离子电池和铅蓄电池基本平分中国市场份额，且锂离子电池所占比重略微高出铅蓄电池。从各类技术的应用分布上看，新增投运的锂离子电池在集中式可再生能源并网领域中所占比重最大，接近 40%；铅蓄电池主要分布在用户侧领域，所占比重超过 90%。
2017 年中国新增投运电化学储能项目各技术类别的应用分布（MW%）
2017 年中国新增投运电化学储能项目各技术类别的应用分布（MW%） 随着新能源汽车和储能得到规模化的推广和应用，电池系统的性能和成本逐渐成为影响行业快速发展的瓶颈问题。围绕高能量密度、低成本、高安全性、长寿命的目标，各国都在制定研发计划提升本国的电池研发和制造能力。
面向未来 10 年，储能电池的技术发展路线逐渐清晰。新能源汽车对于高比能量的要求使得锂离子电池一枝独秀，并且在产能快速扩张的带动下，产业链日趋完善、成本优势愈发明显。根据 CNESA 研究部的调研，行业主要电池厂商的动力电池系统成本水平已经从 2014 年的 3 元 /Wh 降低到 2017 年的 1.5 元 /Wh。与此同时，对于锂离子电池的性能改进也在持续进行，正负极材料作为影响电池 17 性能的关键因素，直接决定着电池体系的更新迭代。从正极来看，高能量密度的优势使得三元体系超越磷酸铁锂重新回到产业链的中心，按照镍钴锰配比从 523 到622 再到 811（或镍钴铝）的路径，逐步朝着高镍化的方向演进。富锂锰基正极材料作为面向2025 年产业化应用并进一步提高电池比容量的材料体系，也在进行持续的材料性能改进和电池开发。从负极来看，硅碳负极替代石墨已经接近应用要求，有望在 2020 年实现规模化应用，国内主要电池厂商正在集中开发以高镍三元材料为正极、以硅碳材料为负极的电池体系。除了从材料出发对传统锂离子电池性能进行改进，以固态锂电池、锂硫电池等为代表的新型电池体系也开始走出实验室，进入产业化开发阶段。国内外主要电池厂商、技术创业企业、新能源汽车企业都将技术研发方向聚焦于固态锂电池，探索开发离子电导率高、界面相容性好的全固态电池，实现500Wh/kg 的产业化应用目标。
现有储能技术成熟度对比如下表所示。锂离子电池、铅酸电池、双电层超级电容器、抽水蓄能是发展最成熟的，已经实现商业应用，全钒液流电池、钠硫电池、镍氢电池、超导磁存储已经实现定型量产。
常规模式下技术路线
作为一个战略性新兴技术领域，常规模式下的储能技术路线研究核心在于各种储能本体技术，包含关键材料、本体制造、特性分析、产业化转移等多个技术环节，涉及材料、固体物理、电化学、化工、自动控制等多个学科，是一个典型的前沿性交叉技术学科。通过资源整合和体系化平台，直面关键科学问题和技术难点，推动原始创新，加快集中攻关步伐。常规模式技术路线下，全面掌握战略布局的先进储能技术，重点攻关化学储能、压缩空气储能、高温储热的材料制备和核心装置制造技术。突破储能系统集成和能量管理等关键技术，实现不同场景不同规模的示范验证和推广应用。构建完备的储能技术标准体系，形成相对完善的产业链结构。
常规模式下储能关键技术路线图突破模式下技术路线
突破模式下的整体技术路线应突破现有格局的限制，转而构建包括基础理论、材料制备和表征、本体制造、中试级产业化转移和综合性能评估分析等覆盖全产业链的体系化研究实验平台，并建立相应的高水平研发实验能力，通过贯通材料设计、装置开发、工程示范和综合评估等全部环节，创新体系化研究模式 , 方能夯实研究基础，以顶层设计思维充分发挥顶端引领作用，加速推进技术与需求对接。
突破模式下的技术路线应该积极探索新材料、新方法，实现具有优势的先进储能技术储备，在液体电池、镁基电池等新概念化学电池获得突破；研究热化学储热等前瞻性储热技术，探索高储热密度、低成本、循环特性良好的新型材料配对机制；应用 V2G 虚拟储能前瞻理论，研究服务与支撑电动汽车推广应用技术。
开展 10~100MW•h 级示范工程，示范验证 10~100MW•h 级面向分布式供能的储热 ( 冷 )系统和 10MW 级以上太阳能光热电站用高温储热系统；研究可再生能源发电与质子交换膜 / 固体氧化物电池电解水制氢一体化技术，突破高效催化剂、聚合物膜、膜电极和双极板等材料与部件核心技，掌握适应可再生能源快速变载的高效中压电解制氢电解池技术，研发成本低、循环稳定性好、使用温度接近燃料电池操作温度的氮基、硼基、铝基、镁基和碳基等轻质元素储氢材料，技术路线如下图所示。
突破模式下储能突破技术路线图
突破模式下储能突破技术路线图 从技术的角度看，国家发改委、国家能源局《能源技术革命创新行动计划（2016-2030 年）》对不同的储能技术在近、中、远期分别制定了不同的目标。
（一）战略方向
1. 储热 / 储冷。重点在太阳能光热的高效利用、分布式能源系统大容量储热（冷）等方面开展研发与攻关。
2. 物理储能。重点在电网调峰提效、区域供能的物理储能应用等方面开展研发与攻关。
3. 化学储能。重点在可再生能源并网、分布式及微电网、电动汽车的化学储能应用等方面开展研发与攻关。
（二）创新目标
1、2020 年目标。突破高温储热的材料筛选与装置设计技术、压缩空气储能的核心部件设计制造技术，突破化学储电的各种新材料制备、储能系统集成和能量管理等核心关键技术。示范推广 10MW/100MWh 超临界压缩空气储能系统、1MW/1000MJ 飞轮储能阵列机组、100MW 级全钒液流电池储能系统、10MW 级钠硫电池储能系统和 100MW 级锂离子电池储能系统等一批趋于成熟的储能技术。
2、2030 年目标。全面掌握战略方向重点布局的先进储能技术，实现不同规模的示范验证，同时形成相对完整的储能技术标准体系，建立比较完善的储能技术产业链，实现绝大部分储能技术在其适用领域的全面推广，整体技术赶超国际先进水平。
3、2050 年展望。积极探索新材料、新方法，实现具有优势的先进储能技术储备，并在高储能密度低保温成本热化学储热技术、新概念电化学储能技术（液体电池、镁基电池等）、基于超导磁和电化学的多功能全新混合储能技术等实现重大突破，力争完全掌握材料、装置与系统等各环节的核心技术。全面建成储能技术体系，整体达到国际领先水平，引领国际储能技术与产业发展。
先进储能技术创新路线图
先进储能技术创新路线图储能领域研究建议
（1）加强储能技术基础研究，发展具有自主知识产权的核心装备，形成模块化智能化的产品，通过技术发展和市场的驱动，在示范工程建设过程中逐步形成储能产品的商业模式，通过重大装备技术的研究、装备的研制，示范工程的实施提供一些产业的技术支撑。
（2）大力推广“风、光 + 储能”模式。储能系统的引入可以为风、光电站接入电网提供一定的缓冲，起到平滑风光出力和能量调度的作用；并可以在相当程度上改善新能源发电功能率不稳定，从而改善电能质量、提升新能源发电的可预测性，提高利用率。
（3）动力电池梯次利用。对电动汽车退役下来的电池进行回收加工用于储能领域，可以起到削峰填谷，稳定电力系统等作用，增强经济效益。
