儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究

/中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟/

?

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究

/中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟/

大規(guī)模集中式可再生能源、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、調(diào)頻輔助服務(wù)、延緩輸配電擴(kuò)容升級等依舊是儲(chǔ)能在中國最主要的應(yīng)用。預(yù)計(jì)到2020年，儲(chǔ)能在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，理想情景下，總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到24.2GW，常規(guī)情景下，總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到14.5GW。

第一章　全球儲(chǔ)能市場發(fā)展現(xiàn)狀

一、全球儲(chǔ)能市場概況

據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）項(xiàng)目庫不完全統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，全球累計(jì)運(yùn)行儲(chǔ)能項(xiàng)目（本部分?jǐn)?shù)據(jù)均不涉及抽水蓄能、壓縮空氣和儲(chǔ)熱）327個(gè)，裝機(jī)規(guī)模946.8MW。自2010年起，全球儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的增長速度趨于平穩(wěn)，年復(fù)合增長率（2010～2015年）為18%，項(xiàng)目累計(jì)數(shù)量增長相對較快，年復(fù)合增長率（2010～2015年）達(dá)40%。

區(qū)域分布美國依然占據(jù)全球儲(chǔ)能運(yùn)行項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模第一的位置，截至2015年底，美國運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模為426.4MW，占全球運(yùn)行儲(chǔ)能項(xiàng)目總裝機(jī)的45%，其次是日本和中國，占比分別為33%和11%。

技術(shù)分布無論是運(yùn)行中的項(xiàng)目還是在建、規(guī)劃中的項(xiàng)目，鋰離子電池都占據(jù)著累計(jì)裝機(jī)第一的位置，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模分別為356.7MW和2.2GW，占比分別為38%和83%，其中，在建、規(guī)劃項(xiàng)目中的鋰離子電池累計(jì)裝機(jī)超過其在運(yùn)行項(xiàng)目中的六倍，未來2～3年內(nèi)，相較于其他技術(shù)，鋰離子電池將會(huì)迎來爆發(fā)式的增長。

應(yīng)用分布在已投入運(yùn)行的儲(chǔ)能項(xiàng)目中，可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比最大，為43%；而在建設(shè)和規(guī)劃的項(xiàng)目中，輔助服務(wù)領(lǐng)域的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模則占最大比重，相較于該領(lǐng)域在己運(yùn)行項(xiàng)目中的占比有了成倍的增長，占比達(dá)到48%。從項(xiàng)目數(shù)量上看，無論是己運(yùn)行的項(xiàng)目還是處于建設(shè)和規(guī)劃中的項(xiàng)目，分布式發(fā)電及微網(wǎng)領(lǐng)域均占據(jù)第一的位置，占比均接近總裝機(jī)的60%。

廠商格局2015年分別有44家儲(chǔ)能技術(shù)廠商、12家PCS廠商和34家系統(tǒng)集成商部署了儲(chǔ)能項(xiàng)目（包含投運(yùn)、在建、規(guī)劃中的項(xiàng)目），涉及9種儲(chǔ)能技術(shù)。從廠商數(shù)量上看，美國數(shù)量最多，日本和中國分列二、三位；從裝機(jī)容量上看，全球排名前十的廠商中，鋰電技術(shù)廠商共有七家，其他技術(shù)還包括鈉硫電池、全釩液流電池和飛輪。亞洲廠商表現(xiàn)搶眼，共有七家廠商來自亞洲，特別是日韓地區(qū)，其中LG Chem裝機(jī)規(guī)模最大，超過排名第二裝機(jī)的兩倍，比亞迪是唯一一家入圍全球前十名的中國廠商。

二、全球儲(chǔ)能市場投融資及政府項(xiàng)目資助情況

據(jù)CNESA研究部對2015年產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)的持續(xù)追蹤和不完全統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，全球共有17家公司通過融資、出售債券/股權(quán)等形式，完成融資或被收購，金額總計(jì)10.2億美元，相比上年增長了155%，主要用于提升現(xiàn)有產(chǎn)品性能、研發(fā)新技術(shù)、開發(fā)新產(chǎn)品、部署新項(xiàng)目、拓展公司新業(yè)務(wù)和新市場等。融資總額排名前五位的企業(yè)為Main Street Power（2.5億美元）、Energizing（2.5億美元）、SolarCity（1億美元）、Sakti3 （0.9億美元）和Stem（0.84億美元）。

截至2015年底，全球政府機(jī)構(gòu)對各類與儲(chǔ)能相關(guān)的項(xiàng)目支持資金總計(jì)20.4億美元。出資機(jī)構(gòu)包括政府部門，及其下屬的公共事業(yè)委員會(huì)、能源研究機(jī)構(gòu)、貸款辦公室等，支持類型包括建設(shè)投資、退稅、研究經(jīng)費(fèi)、先進(jìn)計(jì)劃開發(fā)及新技術(shù)研發(fā)等。

三、2015年全球儲(chǔ)能市場特點(diǎn)

2015年，全球新增儲(chǔ)能項(xiàng)目（含運(yùn)行、在建、規(guī)劃中項(xiàng)目）143個(gè)，較2014年增長4%，裝機(jī)規(guī)模1227.8MW，較2014年增長78%，近五年新增裝機(jī)規(guī)模的年復(fù)合增長率為100%。全球儲(chǔ)能市場在保持穩(wěn)步向前發(fā)展的同時(shí)，在區(qū)域市場、應(yīng)用領(lǐng)域與廠商業(yè)務(wù)布局上也呈現(xiàn)出一定的特點(diǎn)。

（1）澳大利亞為首的新興區(qū)域市場逐漸涌現(xiàn)，加速儲(chǔ)能全球化發(fā)展

區(qū)域分布上看，雖然美/歐/中/日/韓地區(qū)依舊占據(jù)項(xiàng)目裝機(jī)的領(lǐng)先地位（超過2015年新增裝機(jī)總量的96%），但同時(shí)也涌現(xiàn)出一些新興市場，特別是澳大利亞，不僅是2015年增速最快（新增項(xiàng)目裝機(jī)同比2014年增長356%）、最熱門的市場，同時(shí)也是未來極具發(fā)展前景的市場。

除了澳大利亞，東南亞、印度、加勒比海地區(qū)、非洲及南美洲等地在2015年也開展了若干儲(chǔ)能項(xiàng)目，這些地區(qū)擁有優(yōu)越的風(fēng)/光資源，但電網(wǎng)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)并不發(fā)達(dá)，有的項(xiàng)目是靠國際組織、國外政府、國外企業(yè)等的援助計(jì)劃而開展的，有的項(xiàng)目是通過政府公開招標(biāo)引進(jìn)國外企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)或解決方案。未來，這些地區(qū)也會(huì)有一定的市場發(fā)展空間，僅印度政府預(yù)測，到2020年印度的儲(chǔ)能市場規(guī)模將超過15GWh，是當(dāng)前印度市場的125000倍。

（2）“分布式光儲(chǔ)模式”多地開花，推動(dòng)儲(chǔ)能商業(yè)化發(fā)展

分布式光儲(chǔ)應(yīng)用占據(jù)2015年新增項(xiàng)目數(shù)量第一的位置，占比為40%，同時(shí)也是近兩年增速最快的領(lǐng)域之一，美國、日本、德國、澳大利亞和中國是分布式光儲(chǔ)應(yīng)用較多的國家。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，分布式光儲(chǔ)模式在各國仍將呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢，特別是在近期日本零售側(cè)市場全面打開、德國延長自發(fā)自用補(bǔ)貼、澳大利亞相繼出臺(tái)戶用儲(chǔ)能補(bǔ)貼等利好政策以及中國售電側(cè)改革的進(jìn)一步推進(jìn)的刺激下，隨著儲(chǔ)能成本的不斷下降，分布式光儲(chǔ)模式將有極為廣闊的商業(yè)前景，催生出更多的商業(yè)模式和服務(wù)模式，戶用儲(chǔ)能產(chǎn)品與分布式光儲(chǔ)解決方案供應(yīng)商的數(shù)量也會(huì)逐漸增多。

（3）電動(dòng)汽車“車電互聯(lián)”+“需求響應(yīng)充電”+“梯次利用”應(yīng)用研究如火如荼，助力儲(chǔ)能應(yīng)用模式新發(fā)展

近兩年，特別是美國加州、德國和日本，這些可再生能源和電動(dòng)汽車發(fā)展較快的國家與地區(qū)，大規(guī)模接入電網(wǎng)的可再生能源和電動(dòng)汽車正在沖擊和威脅著傳統(tǒng)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行安全，而電動(dòng)汽車作為一種靈活的分布式儲(chǔ)能單元，不僅可以參與電力市場，實(shí)現(xiàn)削峰填谷、調(diào)頻、平抑可再生能源出力波動(dòng)等功能，還能通過有序充電，參與電網(wǎng)需求響應(yīng)計(jì)劃，有效規(guī)避大規(guī)模充電對電網(wǎng)沖擊的同時(shí)獲取額外收益。

此外，當(dāng)動(dòng)力電池性能衰減不再適用于電動(dòng)汽車時(shí)，仍然可以用在一些對功率要求不高的儲(chǔ)能領(lǐng)域中，既能降低項(xiàng)目成本又能提高電池全壽命周期的價(jià)值，還能避免資源浪費(fèi)，降低環(huán)境影響。因此，越來越多的汽車廠商、系統(tǒng)集成商、公共事業(yè)公司、電力公司等都開始關(guān)注電動(dòng)汽車“車電互聯(lián)”、“需求響應(yīng)充電”。

（4）龍頭企業(yè)擴(kuò)大海外布局，加強(qiáng)戰(zhàn)略合作，推動(dòng)企業(yè)國際化、多元化發(fā)展

從2015年全球儲(chǔ)能項(xiàng)目的部署情況看，許多龍頭企業(yè)在鞏固自己現(xiàn)有市場的基礎(chǔ)上，繼續(xù)利用自己的技術(shù)優(yōu)勢，在海外尋求戰(zhàn)略合作伙伴，進(jìn)一步拓寬海外市場，帶動(dòng)當(dāng)?shù)貎?chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也強(qiáng)化了企業(yè)自身國際化、多元化的能力。各類企業(yè)在擴(kuò)大海外市場范圍的路徑上呈現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1）企業(yè)以“核心業(yè)務(wù)+全球合作伙伴”捆綁式進(jìn)軍海外市場。

2）企業(yè)以多元化業(yè)務(wù)優(yōu)勢進(jìn)軍海外市場。

3）企業(yè)以單一核心業(yè)務(wù)進(jìn)軍海外市場。

4）企業(yè)以海外融資形式進(jìn)軍海外市場。

四、全球儲(chǔ)能市場展望

CNESA通過對過去一年產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)的跟蹤，總結(jié)了幾家國外知名研究公司/機(jī)構(gòu)對未來儲(chǔ)能市場的預(yù)測，按照領(lǐng)域的不同，將各類預(yù)測總結(jié)如表1所示。

從表中可以看出，預(yù)測集中在未來5～10年分布式儲(chǔ)能、分布式光伏+儲(chǔ)能、微網(wǎng)等配網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的市場規(guī)模上，這些領(lǐng)域也將成為中短期內(nèi)全球儲(chǔ)能發(fā)展的熱點(diǎn)領(lǐng)域。

表1　國外知名研究公司/機(jī)構(gòu)對未來儲(chǔ)能市場的預(yù)測（2015年）

相比2014年各研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的市場預(yù)測，2015年新增加了對澳大利亞和印度這兩個(gè)新興市場的預(yù)測，這兩個(gè)國家均擁有豐富的可再生能源資源和一定的市場條件，并且分別發(fā)布了儲(chǔ)能補(bǔ)貼和儲(chǔ)能采購規(guī)劃，2015年，諸如LG Chem、特斯拉、Sunverge、Imergy Power等知名儲(chǔ)能廠商已經(jīng)紛紛進(jìn)駐這兩個(gè)市場，此外，特斯拉還表示未來將重點(diǎn)關(guān)注公司在這兩個(gè)市場的業(yè)務(wù)布局，未來5～10年，儲(chǔ)能在這兩個(gè)新興市場將迎來爆發(fā)式增長。

第二章　中國儲(chǔ)能市場發(fā)展現(xiàn)狀

一、中國儲(chǔ)能市場概況

據(jù)CNESA項(xiàng)目庫不完全統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，中國累計(jì)運(yùn)行儲(chǔ)能項(xiàng)目（不含抽水蓄能、壓縮空氣和儲(chǔ)熱）118個(gè)，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模105.5MW，占全球儲(chǔ)能項(xiàng)目總裝機(jī)的11%，年復(fù)合增長率（2010～2015年）為110%，是全球的六倍之多，中國儲(chǔ)能市場值得關(guān)注。

從技術(shù)分布上看，在運(yùn)行項(xiàng)目中，應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)主要以鋰離子電池、鉛蓄電池和液流電池為主，且鋰離子電池的累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占比最大，占中國市場總裝機(jī)的2/3。

從應(yīng)用分布上看，分布式發(fā)電及微網(wǎng)和可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域的裝機(jī)占比最大，二者累計(jì)裝機(jī)規(guī)模超過中國市場的80%，特別是前者，無論在累計(jì)裝機(jī)規(guī)模還是項(xiàng)目個(gè)數(shù)上均占據(jù)第一的位置，占比分別為56%和77%。

二、2015年中國儲(chǔ)能市場特點(diǎn)

2015年，中國新增儲(chǔ)能項(xiàng)目（含運(yùn)行、在建、規(guī)劃中項(xiàng)目）28個(gè)，裝機(jī)規(guī)模37.5MW，雖然同比2014年的項(xiàng)目數(shù)和裝機(jī)規(guī)模都有所下降，但依然在穩(wěn)步向前發(fā)展。2015年是中國“十二五”規(guī)劃的收官之年，同時(shí)也是為更好地迎接“十三五”的準(zhǔn)備之年，而2015年對于中國儲(chǔ)能市場來說，可以用“政策”、“機(jī)會(huì)”、“新模式”等關(guān)鍵詞來總結(jié)，利好政策催生出新機(jī)會(huì)、新模式，促進(jìn)儲(chǔ)能的快速發(fā)展。

（1）新一輪電力體制改革啟動(dòng)，推動(dòng)儲(chǔ)能市場化發(fā)展

2015年3月，中國拉開沉寂多年的電力體制改革拉開序幕，隨后相繼出臺(tái)了六個(gè)配套文件，促進(jìn)我國電力行業(yè)在發(fā)電、售電、用電等多個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革。缺乏相應(yīng)的市場機(jī)制，是除性能、成本等內(nèi)在因素以外，造成中國儲(chǔ)能推廣應(yīng)用較為緩慢的最主要的原因。新一輪電改將開啟我國多個(gè)電力市場，例如需求響應(yīng)、輔助服務(wù)、售電側(cè)等，儲(chǔ)能在這些領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景，并能創(chuàng)造出更多的價(jià)值。

（2）微網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)指導(dǎo)意見出臺(tái)，助力儲(chǔ)能商業(yè)化發(fā)展

2015年7月22日，能源局發(fā)布了《關(guān)于推進(jìn)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)意見》，探索建立容納高比例可再生能源電力的發(fā)輸（配）儲(chǔ)用一體化的局域電力系統(tǒng)?！兑庖姟分校瑑?chǔ)能被多次重點(diǎn)提及，表明了國家對于儲(chǔ)能的認(rèn)可與重視。

近兩年，無論是項(xiàng)目數(shù)量還是裝機(jī)規(guī)模，分布式發(fā)電及微網(wǎng)領(lǐng)域一直占據(jù)第一的位置，該領(lǐng)域也是國內(nèi)最有希望率先實(shí)現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)應(yīng)用的領(lǐng)域，在一些峰谷價(jià)差較大的地區(qū)，輔以國家和地方的光伏度電補(bǔ)貼政策，有若干項(xiàng)目已經(jīng)可以預(yù)見一定的經(jīng)濟(jì)收益，但限于補(bǔ)貼力度刺激不大，市場靈活度不高等原因，致使項(xiàng)目的投資回收期過長，一旦國家給予一定的政策支持，該領(lǐng)域就能迅速向商業(yè)化方向發(fā)展起來。這份《意見》釋放出利好信號，但同時(shí)也期待未來相關(guān)配套補(bǔ)貼政策的完善與落實(shí)，盡快實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的商業(yè)化發(fā)展。

（3）電動(dòng)汽車及基礎(chǔ)設(shè)施政策頻出，帶動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展

為了更清晰地體現(xiàn)整定得到參數(shù)組合的控制效果，選擇偏差絕對值與時(shí)間乘積的積分(ITAE)作為系統(tǒng)控制性能指標(biāo)[6]。ITAE的計(jì)算公式如下。

2015年，國務(wù)院、發(fā)改委、工信部、財(cái)政部、國家能源局等部門先后出臺(tái)了電動(dòng)汽車相關(guān)領(lǐng)域的政策，這些政策一方面不再僅僅停留在扶持層面，還引入了行業(yè)規(guī)范，如《汽車動(dòng)力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》、《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》，對技術(shù)和企業(yè)門檻進(jìn)行了設(shè)定；另一方面將充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍列為重點(diǎn)，將從多方面推進(jìn)建設(shè)，以滿足2020年全國500萬輛電動(dòng)汽車充電需求。此外，在這一年，動(dòng)力電池回收利用被提上國家議程，將搭建上下游企業(yè)聯(lián)動(dòng)酌動(dòng)力蓄電池回收利用體系。

上述幾個(gè)方面都將推動(dòng)動(dòng)力電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域更加規(guī)范、更加快速地發(fā)展，勢必也會(huì)帶動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的性能突破與成本下降，進(jìn)而促進(jìn)儲(chǔ)能在各領(lǐng)域的應(yīng)用。

（4）實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”行動(dòng)計(jì)劃，催生儲(chǔ)能應(yīng)用新模式

“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”是2015年能源領(lǐng)域最火的話題之一，2016年初《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》發(fā)布，明確了國家建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的方向和目標(biāo)。

雖然中國的“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”研究正處在起步階段，但是建立一個(gè)以電力系統(tǒng)為核心與紐帶、多類型能源網(wǎng)絡(luò)和交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)高度整合的大能源互聯(lián)系統(tǒng)，己得到多方共識(shí)。

從現(xiàn)階段看，與國家提出的能源消費(fèi)革命、電力體制改革相結(jié)合，分布式能源、微網(wǎng)、需求側(cè)管理、合同能源管理、基于數(shù)據(jù)的能源服務(wù)等領(lǐng)域最有可能在近期實(shí)現(xiàn)能源與互聯(lián)網(wǎng)的初步融合。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源的框架下，儲(chǔ)能不再局限于電力存儲(chǔ)技術(shù)，儲(chǔ)氫、儲(chǔ)熱、天然氣存儲(chǔ)等都將納入進(jìn)來。未來，儲(chǔ)能領(lǐng)域有望涌現(xiàn)出更多的應(yīng)用模式、商業(yè)模式，以促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”的發(fā)展。

（5）需求響應(yīng)試點(diǎn)工作推進(jìn)，增添儲(chǔ)能應(yīng)用新價(jià)值

2014年和2015年，上海、北京、蘇州、唐山、佛山相繼開展需求響應(yīng)試點(diǎn)工作，有異于以往通過行政手段等來調(diào)節(jié)用電負(fù)荷，需求響應(yīng)更依賴于價(jià)格等市場信號來引導(dǎo)用戶主動(dòng)減少峰荷或轉(zhuǎn)移峰時(shí)用電。

除各地的補(bǔ)貼政策外，制定、完善尖峰電價(jià)或季節(jié)電價(jià)，鼓勵(lì)電能服務(wù)企業(yè)參與試點(diǎn)工作等都是未來需求響應(yīng)工作推進(jìn)的方向，這無疑將大大增強(qiáng)需求響應(yīng)工作的市場活力，從而催生出更多的創(chuàng)新產(chǎn)品。儲(chǔ)能，作為一種靈活的電力資源，也勢必可在其中發(fā)現(xiàn)自己的商機(jī)。

三、中國儲(chǔ)能市場展望

大規(guī)模集中式可再生能源、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、調(diào)頻輔助服務(wù)、延緩輸配電擴(kuò)容升級等依舊是儲(chǔ)能在中國最主要的應(yīng)用。預(yù)計(jì)到2020年，儲(chǔ)能在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，理想情景下，總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到24.2GW，常規(guī)情景下，總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到14.5GW。具體如表2所示。

表2　中國儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模預(yù)測（2020年）

上述預(yù)測中，并不包含抽水蓄能，按照《可再生能源“十三五”發(fā)展規(guī)劃（征求意見稿）》，到2020年，我國抽水蓄能電站的總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到40GW。

第三章　2015年儲(chǔ)能技術(shù)動(dòng)態(tài)盤點(diǎn)

2015年全球儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)快速發(fā)展，不僅在液流電池、鋰離子電池、全固態(tài)電池的性能改進(jìn)方面取得了大量研究成果，而且在以鋁離子電池、全氣候自加熱鋰離子電池（lithium-ion allclimate battery（ACB）cell）為代表的新型電池體系開發(fā)也取得了突破性成果。此外特別針對鋰離子電池的安全監(jiān)測，研究人員也從鋰離子電池內(nèi)部入手，開發(fā)了多種極具應(yīng)用前景的解決方案。

在收集整理2015年儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域的代表性成果的基礎(chǔ)上，對上述成果進(jìn)行歸類梳理，按照傳統(tǒng)儲(chǔ)能電池技術(shù)改進(jìn)、鋰離子電池安全問題研究、鋰離子電池電極材料開發(fā)、全固態(tài)電池研發(fā)、新型電池體系設(shè)計(jì)等五個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)討論。

一、傳統(tǒng)儲(chǔ)能電池技術(shù)改進(jìn)

在2015年，通過制備和應(yīng)用新電極、電解質(zhì)材料和新催化劑體系，液流電池、金屬空氣電池、鈉鎳電池、超級電容器等儲(chǔ)能技術(shù)均有突破性的研究成果，其中液流電池仍然是研究的熱點(diǎn)。

液流電池：從改進(jìn)或選擇不同電解液、電解質(zhì)出發(fā)，制備出無毒、成本更低、能量密度更高的液流電池是液流電池發(fā)展主要突破點(diǎn)?；诓煌趸€原電對的非水系液流電池體系、低成本的全鐵基液流電池和采用有機(jī)聚合物作電解質(zhì)的水系液流電池等都是代表性的研究成果。

熔融鹽電池：降低電池運(yùn)行溫度、提高能量密度始終是以鈉硫電池、鈉鎳電池為代表的高溫熔融鹽電池的技術(shù)研發(fā)方向。

金屬空氣電池：開發(fā)新型低成本非鉑催化劑則是以鋅空氣電池、鋰空氣電池為代表的金屬空氣電池的研究重點(diǎn)。

二、鋰離子電池安全問題研究

目前鋰離子電池已經(jīng)在電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大規(guī)模應(yīng)用。除了電池性能和使用壽命，安全性和運(yùn)行環(huán)境成為實(shí)際運(yùn)行過程中更為關(guān)注的問題。針對鋰離子電池在安全性和低溫運(yùn)行等方面出現(xiàn)的問題，2015年研究人員也做出了大量工作，拋開從電池外部實(shí)施監(jiān)測或加熱的思路，從電解液，隔膜，電極材料等鋰離子電池內(nèi)部關(guān)鍵材料入手提出了許多具有大規(guī)模推廣應(yīng)用價(jià)值的解決方案。代表性研究成果如表3所示。

三、鋰離子電池電極材料開發(fā)

盡管鋰離子電池已經(jīng)得到大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，但是傳統(tǒng)鋰離子電池仍然有很大發(fā)展空間，電池能量密度，循環(huán)壽命，倍率性能以及容量保持率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到其極限。研究人員通過改進(jìn)開發(fā)正負(fù)極材料不斷突破傳統(tǒng)鋰離子電池的極限。由于鋰資源價(jià)格較高，提高鋰離子在電池中有效使用率，增加電池庫倫效率成為當(dāng)務(wù)之急。作為決定電池性能的關(guān)鍵，傳統(tǒng)正負(fù)極材料的改性仍然在持續(xù)不斷的進(jìn)行，此外，開發(fā)簡單高效、適合大規(guī)模推廣應(yīng)用的低成本制備工藝也成為當(dāng)前鋰離子電池電極材料研發(fā)的重點(diǎn)方向。

四、全固態(tài)電池研發(fā)

全固態(tài)鋰離子電池是采用固態(tài)材料作為電解質(zhì)的鋰離子電池，具有安全性能好、能量密度大、工作溫度區(qū)間廣等優(yōu)點(diǎn)，是下一代鋰離子電池的主要發(fā)展方向。固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)是全固態(tài)鋰離子電池實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的先決條件。開發(fā)具有高離子電導(dǎo)率、高機(jī)械強(qiáng)度的固體和準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)材料體系，提高固態(tài)電解質(zhì)與傳統(tǒng)正極材料和金屬鋰負(fù)極的兼容性、抑制鋰枝晶形成，構(gòu)建高倍率、穩(wěn)定循環(huán)的全固態(tài)鋰離子電池體系成為目前固態(tài)電解質(zhì)研究的重要方向。繼聚合物電解質(zhì)、無機(jī)固體電解質(zhì)之后，凝膠型電解質(zhì)也成為近期研究應(yīng)用的主要材料體系。目前全固態(tài)電池已經(jīng)顯示出較好的性能，對全固態(tài)電池的研究已經(jīng)從電解質(zhì)開發(fā)和性能提升向全電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝開發(fā)過渡，并不斷有電池樣品及試制生產(chǎn)線面世。

表3　2015年鋰離子電池安全問題研究方面的研究進(jìn)展

五、新型電池體系設(shè)計(jì)

由于鋰資源的儲(chǔ)量、價(jià)格等原因，尋找替代鋰離子電池的新型儲(chǔ)能電池體系成為大家共識(shí)。2015年有很多低成本電池被重新發(fā)掘出來，金屬離子電池、光充電電池、金屬空氣電池、金屬二氧化碳電池等電池體系都取得重大進(jìn)展。

在金屬離子電池方面，延續(xù)鋰離子電池的原理和設(shè)計(jì)思路，除了繼續(xù)開展鈉離子電池、鈉離子超級電容器等領(lǐng)域的材料研發(fā)、提升鈉離子電池的性能，鋁離子電池、鈣離子電池等高價(jià)態(tài)金屬離子電池的研究也取得突破。

在金屬空氣電池、金屬二氧化碳電池方面，由于以活性金屬作負(fù)極，并且正極活性物質(zhì)可以直接從周圍空氣中獲得、無需儲(chǔ)存在電池中，因此具有高能量密度、環(huán)境友好的特點(diǎn)，一直也是近年來成為備受關(guān)注的能量轉(zhuǎn)換體系。目前對于鋰空氣電池，研究重點(diǎn)是高效催化劑的選擇制備、負(fù)極金屬鋰的保護(hù)以及電化學(xué)機(jī)理探究，距離大規(guī)模推廣應(yīng)用尚有一定距離。

第四章　2015年儲(chǔ)能政策解析

2015年，中國電力體制改革大幕拉開，“十三五”規(guī)劃相繼啟動(dòng)，可再生能源、智能電網(wǎng)和新能源汽車等產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。從戰(zhàn)略規(guī)劃到示范項(xiàng)目，儲(chǔ)能的應(yīng)用價(jià)值和潛在市場也在能源、電力、科技、交通、環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域政策中得到體現(xiàn)。上述相關(guān)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用領(lǐng)域的一系列政策支持、機(jī)制變革和發(fā)展規(guī)劃也將對儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用，進(jìn)一步增強(qiáng)了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信心和預(yù)期。

2015年，對儲(chǔ)能的刺激政策主要集中在能源發(fā)展規(guī)劃政策、電改電價(jià)政策、可再能源發(fā)展政策、儲(chǔ)能技術(shù)行業(yè)規(guī)范政策和新能源汽車政策等五大類中，如下圖所示。

（本文節(jié)選自《儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研究白皮書2016摘要》，題目自擬。）

圖　2015年中國儲(chǔ)能相關(guān)政策