网讯：从储能方式看，抽水蓄能与电化学储能是当前商业化程度相对较高的储能技术，从市场应用看，电化学储能是近年来发展较快的储能类型，其方式主要是通过化学元素做储能介质，利用电池储能，包括锂电池储能、铅蓄电池储能和液流电池储能等类型。
电化学储能产业已步入快速发展阶段，但也出现了诸如电池质量、安全性和核心技术等方面待优化的问题。因此，关于深化电化学储能产业发展战略、配套政策和相关科技创新的研究，是其产业发展中所面临的紧迫问题。
电化学储能含义
储能是借助于介质或设备将能量存储起来，并在需要时再释放出来的过程。依据存储形式的差异，储能又可分为电储能、氢储能以及热储能。电储能，又名为“发电资产”，可分为电化学储能和机械储能两种类型，其中电化学储能主要是电池储能，电池类型包括锂电池、铅蓄电池、钠硫电池、钒电池等，而机械能储中常见的类型主要是抽水蓄能。各种储能技术均有其优缺点，例如，抽水蓄能属于集中式、规模化储能，技术也相对成熟，但由于受地形地貌、地理位置等自然条件所限，其建设成本较高，周期相对较长；电化学储能通常不会受到自然条件的影响与限制，其充电速度快，放电功率和系统效率相对较高，具备较大发展潜力。目前，储能技术呈现多元化发展态势，而电化学储能的综合竞争优势明显。根据ＣＮＥＳＡ数据来看，自2019年以来，电化学储能在全国新增投运电力储能项目中占比已连续三年超过了机械储能，仅在2021年其新增规模已突破2ＧＷ，同比增长了5４％，电化学储能已成为我国储能行业未来发展的主要方向。
电化学储能产业发展现状
电化学储能产业呈不断发展趋势
基于产业链视域看，我国电化学储能产业可分为上游电池材料供给、中游储能系统及集成和下游电力系统储能应用等领域（图１），各分支领域呈现快速发展态势。其一，产业链上游中，电池相关正负极材料、电解液、隔膜方面技术越来越成熟，对电池各项性能指标起到了保障作用。其二，产业链中游方面，锂电池的装机量占比逐年增加，此外，在电池管理系统、能量管理系统、储能变流器等方面，相关行业技术发展较快且在不断完善。其三，产业链下游方面，近年来在相关政策支持下，我国发电侧储能装机量占比在不断增长，在电网侧和用户侧方面，部分省市也在加大投入，用于新增相关项目的建设，以推动电池储能产业发展。
锂电储能在产业中已占领先地位
自２０１５年伴随着锂电池储能系统研发制造与应用维护成本的下降，国内锂电储能累计装机量在不断增加，截至２０２０年，我国锂电储能累计装机量从０．０７ＧＷ提升到了４．７ＧＷ，增长超过６０倍。此外，根据业内专家预测，到２０２５年，国内锂电储能累计装机量将达到５０ＧＷ（含储能电站、５Ｇ基站、新基建等领域），其市场价值约为２０００亿元；预计到２０３５年，国内锂电储能累计装机量将达到６００ＧＷ，其市场价值将会达到３００００亿元。随着锂电储能技术在储能领域的不断创新，其设备容量和寿命也在不断提升，成为储能产业发展的优势方向，在２０２２年国内新增储能市场规模中锂电储能占比超过５０％，而在新增电化学储能规模中，锂电储能占比也超过了９０％，处于明显领先地位。由此看出，锂电储能已在电化学储能产业领域占有重要地位，将会成为我国储能市场的主要发展方向。
其他电池储能技术逐步“崭露头角”
从电化学储能技术和系统成本来看，锂电池比矾电池、钠硫电池具有一定经济性（表１），但随着储能技术水平的不断发展，锂电池已不是储能市场中唯一选择，铅炭电池、矾电池、钠硫电池等其他储能电池技术已逐渐“崭露头角”。
钒电池被称为储能行业的“新秀”，具有安全性高和污染性低的特点，有部分新能源企业在进行研发实践和产能布局。铅炭电池具有安全稳定、成本低等优点，但也存在性能不足的问题，像昆工科技、南都电源等企业在积极探索将铝基铅合金复合材料电极引入到铅炭电池中，以提升各项性能指标，形成新型的铅炭长时储能电池，目前也引起了储能市场的关注。此外，像钠电池、石墨烯聚合材料电池、异质结电池（ＨＪＴ电池）等储能电池，各有其优势与特点，部分科研院所和新能源企业也在积极实验，未来的电池储能类型将更加丰富化、多样化，储能电池市场有望迎来新一轮发展机遇。
电化学储能产业发展存在问题
电化学储能安全技术存在不足
作为新储能技术，电化学储能在推广中仍有安全问题，主要表现在储能电站明火控制和相关安全技术方面。在对２０１１—２０２１年全球储能电站事故统计来看，大多事故是由三元锂电池引起，在全部事故中的占比达到了８２％，从事故起因看，绝大多数是在储能电池搁置、安装调试及维护过程中出现安全隐患。储能电池出现安全事故的基本原理大体分为热诱因、热失效等，热诱因通常是由物理碰撞产生火花后引起，而热失效则是由内部热失控或外部点火源引起热量瞬间聚集，出现燃烧或明火现象。电化学储能电站安全事故问题，对电网安全稳定运行和电力并网均会造成一定影响，发展电化学储能，关键是控制好明火。因此，需要深入研究电化学储能安全事故中如何灭火，以及储能使用和运行过程中如何进行安全监测和事故预判等问题，也需要参照相关安全标准建立完善的安全风险评估体系。
电化学储能市场经济性相对偏低
从度电成本看，电化学储能度电成本约为０.６～０.９元／（ｋＷ·ｈ），离市场规模化应用的目标成本０.３～０.４元／（ｋＷ·ｈ）仍有差距，其经济性明显偏低，很难像抽水蓄能电站一样共同参与电力市场化交易。当前，相关部门未制定与之匹配的政策，储能电站充放电过程的上下网电价均像火电、水电等传统电源一样参与电力市场交易的形式来获取，但需叠加峰谷电费。储能电站在参与调频辅助服务时，是以非自调度形式，充电时下网电价执行峰谷电价，但放电时上网电价却不执行峰谷电价，这使得储能电站在充放电过程均增加了电费成本。电池储能设施成本费用很难通过输配电收回，受制于电池储能技术经济性的约束，电化学储能显然难以获得输配电价改革前的收入，从而产生搁浅成本，这也极大地限制了电池储能的规模化应用。
储能服务电力市场机制待完善
目前，我国电化学储能产业主要存在市场主体地位不明晰、市场机制不完善等问题，致使储能价值收益难以得到合理补偿，对其发展造成一定制约。比如，针对火电、水电、核电及其他可再生能源发电问题，相关政府部门均制定了相匹配的上网电价政策，但针对电化学储能规模化上网定价并未推出合适的政策。究其原因，电化学储能涵盖多种类型与技术，且电池储能装机成本相对较高，若为每种储能类型和技术单独制定上网电价政策，则显然不现实，也不符合电力改革方向。由此看来，电化学储能服务电力市场机制还未成熟，致使电化学储能系统价值和收益难以与电力市场实现对接。因此，需针对电化学储能技术的系统性效用或社会价值，制定更为合理的运行机制，以保障电化学储能更好地服务于电力市场。
电化学储能产业链存在不足
电化学储能产业的市场化，除不断提高技术成熟度外，还需优化和完善相关产业链。以锂电产业为例，该产业涉及锂资源供给、正负极材料研发、电芯研制、电池梯级利用回收、产品诊断测试等环节，但从实际看，我国锂电池产业链仍不完善，存在核心技术攻关待提升、产品先进性待提高、产业链凝聚力不强等问题，相关国产装备在高精度、自动化、信息化等方面与西方国家也有差距，需要不断优化。此外，电化学储能电池产品的先进性问题尚存不足，电池产品先进性主要取决于材料、电芯、系统与制造装备的控制水平，而一些企业在电化学储能产品与技术研发方面存在不足，持续推出新产品能力偏弱，在国际市场也缺乏定价权，面临被市场淘汰的风险。发展电化学储能产业，对于构建新型电力系统和实现“双碳”目标具有重要意义，其核心技术不仅要持续性创新，产业链也需要不断完善。
电化学储能产业可持续发展对策建议
加强电化学储能技术创新研究
1）加强电化学储能技术持续创新研究。目前，任何一项储能技术并未完全满足各应用领域的要求，比如，由于资源、成本等条件所限，电池储能技术正逐步由锂电池向钠电池、固态锂电池、钾电池等领域拓展。因此，需要持续开展新型电化学储能技术的研发，尤其是那些低成本、高安全、长寿命的储能技术。
2）加大对电化学储能基础研究的投入，支持原始创新。相关部门可设立资金专项，支持“变革型”电化学储能技术研发，掌握自主知识产权，提高技术应用性价比，提升国际市场竞争力。
3）打造各级电化学储能技术创新平台，引领其研究与发展。通过打造各级技术创新平台，汇集科研机构、高校、企业等相关资源，开展电化学储能技术工程化应用研究，突破关键核心技术。
4）坚持“产、学、研、用”的创新合作机制，加快储能技术的成果转化，结合储能产业发展前沿形成集群优势，引领并带动我国储能产业的发展。
完善电化学储能市场发展机制
1）相关部门可针对电化学储能规模化上网定价推出适宜的政策，进一步优化电化学储能进入市场化交易的容量补偿机制，探索电能量市场与调频市场联合出清、电能量市场和备用辅助服务联合出清、参与黑启动与转动惯量等辅助服务相关补偿机制，以降低电化学储能产业市场发展的不确定性。
2）建立并完善电化学储能服务的成本疏导机制。相关部门可针对电化学储能产生的系统性成本与收益进行科学、合理测算，详细评估受益主体，并据此将成本疏导至受益主体。
3）结合电力体制改革，建立合理的电价补偿机制，推动电化学储能在更大空间发展。
4）鉴于电池储能单位装机成本相比其他电源类型要高的现状，相关管理部门可加强与社会企业、融资机构的互动，鼓励多元化的电化学储能投资及交易方式，形成大规模储能技术良性发展的态势，促进电化学储能产业的可持续发展。
加强电化学储能数字化技术应用
近年来，关于电化学储能电站安全、电芯自身劣化、可燃气体探测等方面，时有问题发生，借助于数字化技术有利于推动电化学储能产业健康、可持续性发展。例如：储能电池中的电芯劣化过程很难通过肉眼察觉到，借助数字化技术能对电池本体发生火灾的可能性进行预测，并提供火灾安全评级和相应维护建议，提升了运行安全性；储能电池管理系统大多不具备本地边缘计算能力，存在数据刷新慢、通讯效率偏低、各系统之间信息协调不足、潜在安全风险等问题，通过数字化技术，能支持大容量、高级别数据的采集与快速分析处理，科学降低电化学储能安全风险。此外，借助数字化信息技术，可搭建多级平台组成的综合型储能电站安全监测信息平台，具备信息实时发布、电站全景展示、信息迅速报送、电站风险隐患排查、运行辅助分析、电站检测等多种功能，起到强化储能电站安全管理作用。
完善电化学储能安全评估体系
1）建立以失效概率为依据标准的电池储能系统安全分级评估体系，并将该评估体系纳入到储能市场项目的招标条件范围，引导电化学储能产业以“核电级安全”为标杆高水平发展。
2）针对大容量、高安全、可靠性电池储能集成系统这一关键领域，加强电化学储能系统的测试评估与认证，建设国家级电化学储能验证平台，以推动电池储能系统安全分级评估体系的建设。
3）加强电池储能数据的统计发布与共享，助力电池储能系统安全分级评估。建议国家储能平台数据分级分类面向企业有序开放，以便电池企业支持平台建立准确的储能电站安全预警模型，为储能电池产品的不断优化提供参考，助力电池储能系统安全体系建设。
4）建议储能相关主管部门定期发布权威的国内储能电池并网总量及生产企业并网数量信息，为电站设备选型提供关键数据参考。
强化电化学储能行业人才支撑
电化学储能产业发展对相关领域的高层次人才需求也较为迫切，有必要强化人才支撑。一方面，各省市可有针对性地完善储能产业人才扶持政策，对引进的新能源、储能、电化学等方面的高级管理、技术人才给予妥善安置，解决引进人才配偶安置、住房安排、子女就学、医疗保障等问题；同时，社会企事业用人单位可积极试行股权和分红激励制度，充分调动引进人才的工作积极性。另一方面，电化学储能人才培养涉及物理、化学、材料、能源动力、电力电子、机械、自动化等多学科领域的交叉融合，需正确认识人才培养复杂性，高校需合理整合相关专业资源，调整专业，加强校企合作，充分发挥行业优势，深化产学研合作，推动储能人才培养与产业发展有机结合。
结语
发展电化学储能是促进能源转型和构建新型电力系统的重要途径之一，也是贯彻“双碳”目标的重要支撑。目前，我国电化学储能产业主要存在储能安全技术待完善、经济性相对偏低、产业链存在不足、服务电力市场机制待完善等问题。对此，建议加强电化学储能技术创新研究、完善电化学储能市场发展机制、加强电化学储能数字化技术应用、完善电化学储能安全评估体系、强化电化学储能行业人才支撑等，以保障我国电化学储能产业可持续、健康发展。
