章 可再生动力开展需要大规划储能支撑

　　光伏和风电每度电的本钱向在下降，可再生动力的装机量也天比天多。

　　2010 - 2020年期间，公用事业光伏均匀每度电本钱(LCOE)降了85%，集中式光伏的这个本钱降了68%，陆优势电的LCOE降了56%，海优势电的LOCE降了48%，光伏和风电技能发电的本钱现已跟化石燃料发电本钱相同了，乃至更低。2011 - 2021年的时分，全球可再生动力新增装机容量添加了130%还多，可是不可再生动力只添加了24%。

　　从2014年起，像光伏、陆优势电这类可再生动力，它们的新增装机量就现已开端比非可再生动力多了。2021年的时分，可再生动力(不算抽蓄的状况)累计装机容量到达了3064GW，发电量大概有8000TWh。要是想达成全球升温1.5°C的方针，到2030年，可再生动力的装机容量和2020年比较还得添加两倍多呢。

　　在可再生动力开展成为刚需的状况下，储能是很有开展前景的。

　　从2011年开端，全球动力结构迅速朝着低碳方向开展，可再生动力装机的开展速度也加速了。特别是像风电、光伏这种间歇的可再生动力，在近几年成了全球新增装机的主力军。2021年的时分，全球可再生动力总装机量(不算抽蓄)到达了3064GW，这傍边风电是825GW，光伏是849GW。过去的10年里，全球可再生动力装机容量年化增速向坚持在8 - 10%左右。

　　全球可再生动力发电量和装机容量的猜测(由两种组织作出的猜测)

　　咱们对内望动力研究组织全球动力互联网研究中心，还有世界可再生动力署的研究猜测做了比较。这两组织呢，在全球发电量的猜测上有15%的距离，不过关于全球可再生动力容量占比和发电量占比，观点比较接近。咱们能参考这两组织关于风电、光伏这类间歇电源消纳占比的观点，来猜测储能商场开展的依据。这两组织都觉得，在2030 - 2035年的时分，全球风电光伏消纳占比会超越40%，到2050年能超越60%。

　　新动力浸透率越高，动力体系对储能的需求就越激烈。

　　高份额的清洁动力体系得有满足的调节能力，这样才干起应对消费侧和供应侧的随机改变。通常会把用电负荷减去风电、光电出力之后得到的值界说为净负荷，动力体系对调节能力的需求是由净负荷的动摇特决议的。净负荷的动摇和用电负荷、新动力出力特关系很密切，并且会随着新动力浸透率的进步而变大。

　　拿华北某省夏季典型日来说剖析下。要是新动力浸透率是零的话，用电负荷是28.54GW，这也便是净负荷了，它有着早、晚两个顶峰，夜间低谷这样的动摇特色。当新动力浸透率到20%的时分，净负荷的均匀值就下降了，白天光伏发电让净负荷白天的顶峰显着变小了。新动力浸透率要是添加到50%呢，风电和光电的出力对净负荷的影响就更大了，正午光伏出力大的时分，净负荷能降到零以下，就有了“鸭形曲线”的特色。等新动力浸透率添加到80%时，净负荷在天里大部分时间都小于零，动摇得更显着了。

　　总体来讲，新动力浸透率进步，净负荷的大值和均匀值就不断下降，标准差和大改变速率则不断上升，动力体系对储能的需求也变得越来越迫切了。

　　电化学储能的使用场景广，这是由技能特决议的。

　　按照技能类型来区分，以电能开释的储能方法大体上能分成机械储能、电磁储能以及电化学储能。各种储能技能都有各自的内涵特，像是功率密度和能量密度就不相同，电化学储能的能量密度和功率密度都比较高，这就使得它在技能上有很广泛的适用。锂离子电池呢，它的功率密度和能量密度都很高。

　　二章：2025年新式储能商场展望

　　我储能技能的水平进步得很快，好多储能技能的水平在世界上都是抢先的。

　　在“十二五”和“十三五”这两个阶段，和工业向不断投入，我储能技能的水平进步得特别快。压缩空气储能、储热储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池以及钠离子电池，这些现已到达或者快接近世界先进水平了;抽水蓄能、飞轮储能、超电容器和新的储能技能跟世界先进水平比还有些距离，不过总体上这个距离在点点变小。

　　2021年，我的组织和学者宣布了11949篇储能SCI论文，数量在世界上排，并且把排二的美远远地甩在了后边，我现已是全球在储能技能基础研究方面活泼的了。在关键技能和集成演示上，我也都取得了重要的果，我现已成为世界上储能技能研制和演示的要中心之。

　　储能能加速使用是电池本钱下降推进的。

　　电化学储能体系大多是由电池组、电池办理体系(BMS)、储能变流器(PCS)、能量办理体系(EMS)还有其他电气设备组成的。电池是整个储能体系里的中心部分，它的本钱能占到储能体系总本钱的50%，所以电池是储能下降本钱的关键。

　　我磷酸铁锂电池储能电站的建设本钱在全球处于抢先地位。

　　2021年的时分，我磷酸铁锂电池储能的中标价现已降到了1.2 - 1.7元/Wh。BNEF算过，2022年全球电化学储能EPC本钱大概是261美元/kWh(差不多1.66元/Wh)，预计到2025年能降到203美元/kWh(大概1.29元/Wh)。(陈述来源：未来智库)

　　散布式光储：以“特拉户用光伏”为例

　　2021年的时分，特拉储能这块新增的装机量到达了3.9GWh，跟上年比添加了32%，在全球新式储能商场里占的份额大概是16%。从2017年到2021年，特拉储能新增装机量每年均匀下来的复合添加率特别高，到达了82.74%。现在特拉要有三款储能产品，便是Powerwall、Powerpack还有Megapack。Powerwall呢，是2015年5月推出来的用储能电池;Powerpack和Megapack是商业用的动力产品，Powerpack在2017年推出，Megapack在2019年推出，是给商业组织和公共事业组织用的。2021年特拉储能装机量添加的动力，要便是Megapack带来的。

　　特拉正在提高Megapack工厂的产能。因为商场需求向比产能高，所以特拉储能装机量的添加仍是被电池产能给限制住了。特拉的高管在业绩交流会上说，Megapack在全球储能商场现在是求过于供的状况。2021年，每年能出产40GW的Megapack工厂现已在美加州开端开工建设了，等建好了，特拉的产能会从现在的3GWh添加到40GWh。

　　开展的现状是：全球抽水蓄能装机量多，电化学储能排在后边，和它距离不大。

　　到2021年年末的时分，全球现已投入运营的电力储能项目累计装机规划到达了209.4GW，跟上年比较添加了9%。在这傍边，抽水蓄能累计装机的占比头回低于90%，和上年同期比较下降了4.1个百分点;新式储能累计装机规划排在后边，有25.4GW，跟上年同期比添加了67.7%，在新式储能里，锂离子电池占着绝对主导的地位，商场份额在90%以上。

　　到2021年末的时分，我现已投入运营的电力储能项目，累计装机规划有46.1GW，这个规划占全球商场总规划的22%，在世界上排二，跟上年比较添加了30%。在这些项目里，抽水蓄能的累计装机规划是大的，有39.8GW，同比添加25%，它的占比和上年同期比又下降了，降了3个百分点;新式储能的添加速度快，同比添加75%，累计装机规划到达5.7GW。

　　2021年的时分，我新添加的储能项目数量头回超越了10GW，有10.5GW呢。在这些项目里，抽水蓄能新添加了8GW，跟之前比较添加了437%;新式储能新添加的容量规划也次超越了2GW，到达了2.4GW(4.9GWh)，同比添加了54%。

　　三章：钠离子电池原理及开展趋势

　　钠离子电池的作业原理跟锂电池是相同的。

　　钠离子电池存在很久了，它和锂离子电池原理相同。20世纪80年代的时分，ARMAND团队早提出钠离子电池，到了90年代，经过工业化推广，钠离子电池有了技能方面的使用。钠离子电池说到底呢，便是在充放电的时分，靠钠离子在正负之间嵌入和脱出完结电荷转移;锂离子电池则是通过锂离子在正负间移动来完成电荷转移，二者作业原理其实是相同的。

　　从资料体系方面来说，除了隔膜之外，别的资料组分都有显著的改变，正和负资料的改变特别显着。

　　钠离子电池有个优势，那便是资源丰厚。

　　钠资源挺丰厚的：在地壳里，钠元素的丰度到达2.3%，在所有元素里能排到六位呢，这可比锂元素的0.0017%高多了。陈立泉院士说，现在全球现已探明的、能拿来挖掘的锂资源储量，也就够14.8亿辆电动汽车用的。随着全球电动化的进程加速，锂资源短缺的压力就更显着了。

　　钠资源散布更均匀：美地质调查局2019年的陈述指出，南美洲的阿根廷、智利、玻利维亚这三个，锂资源储量在全球占比达52.10%，而我锂资源储量只占7.26%，散布特别不均匀。我六成以上的锂原料都得靠进口，对外依靠程度很高。钠元素以盐的方式在陆地和海洋里处处都有，获取起来很方便。

　　钠离子电池有优势：低温时功能好，倍率功能也不错。

　　倍率功能很棒：钠离子的溶剂化能比锂离子低，界面上离子扩散能力比较强，并且钠离子的托克半径小。在电解液浓度相同的时分，钠盐电解液的离子电导率要比锂盐电解液更高，快充功能也更好。宁德年代的数据显现，钠离子电池能在15分钟里充电到80%;中科海钠也表示他们的电池12分钟就能充到90%，这充电速度可比正常状态下锂离子电池30分钟充80%的速度快多了。

　　低温功能好：钠离子的离子电导率高，对电解液浓度要求低，低温下电解液粘度比锂离子电池的低，电池整体功能更好。钠离子电池正常作业温度在-40℃到80℃，有些产品在-20℃时容量坚持率能到达88%，这可比磷酸铁锂60 - 70%左右的容量坚持率强多了。

　　钠离子电池存在缺乏，循环寿数和能量密度还有改善的余地。

　　循环寿数这块儿呢，钠离子电池目前整体的循环寿数大概是2000次上下，这跟磷酸铁锂电池比起来，体现要稍微差些。特别是和部分用在储能领域、循环寿数超越5000次的磷酸铁锂电池比较，钠离子电池仍是有定距离的。

　　能量密度方面：钠创新动力的钠离子电芯能量密度能超越130Wh/kg，立方新动力电芯能量密度是140Wh/kg，中科海钠的产品能量密度达145Wh/kg，这些都还有继续优化的空间;宁德年代新的二代钠电池，规划的能量密度可以到达200Wh/kg。