下一個時代的技術(shù):我們有多需要儲能的進步?

時間:2025-10-16

來源:OFweek 儲能網(wǎng)

導(dǎo)語:想象一下這個場景:你開了一家包子店,每天凌晨3點開始準(zhǔn)備做包子,但顧客要到早上7點才會來。更麻煩的是,蒸出來的包子必須在出爐的瞬間被吃掉,否則立刻消失。

  聽上去荒誕一點,但這就是發(fā)電廠面臨的荒誕處境:

  深夜電網(wǎng)負荷低,火電廠卻不能完全停機,白白燒煤維持運轉(zhuǎn);白天用電高峰,又得緊急啟動備用機組;光伏在中午發(fā)電最猛,偏偏是用電低谷;風(fēng)電在深夜狂轉(zhuǎn),家家戶戶卻已熄燈入睡。

  這種時間錯配在可再生能源時代愈演愈烈。傳統(tǒng)火電雖然笨重,但至少聽指揮,而太陽能和風(fēng)能完全看老天臉色。結(jié)果就是:正午陽光猛烈,光伏拼命發(fā)電卻用不完;晚上六七點做飯高峰,太陽早已下山。這幾年,棄風(fēng)棄光的現(xiàn)象雖然有所緩解,但本質(zhì)上電力消納依然是每個新建電站必須要優(yōu)先解決的問題。

  電力是終極的易腐商品。

  這個表述聽起來有些夸張,但卻精準(zhǔn)地刻畫了電力的本質(zhì)特征。不像糧食可以囤積在糧倉,不像石油可以封存在油罐,不像黃金可以鎖進保險柜,一直以來,電力必須在產(chǎn)生的瞬間被消耗掉,否則就會白白浪費。這種特性給整個能源體系帶來了巨大的挑戰(zhàn),因為發(fā)電和用電之間存在著嚴(yán)重的時間錯配。

  隨著可再生能源時代到來,這種錯配變得更為嚴(yán)重;于是,儲能就成為解決問題的關(guān)竅。

  它的作用像糧倉、冷庫或是銀行:白天光伏發(fā)電過剩時把電存起來,晚高峰釋放;夜里風(fēng)電用不完,儲存到次日早晨。這套機制看似簡單,卻解決了困擾能源行業(yè)百年的根本矛盾。它讓電力終于可以跨越時間、平滑波動、穩(wěn)定價值,成為真正意義上的“商品”。

  在經(jīng)濟學(xué)意義上,只有可以儲存、可以交易、可以跨期配置的東西,才稱得上是真正的商品,儲能技術(shù)賦予了電力這些屬性。

  有意思的是,這套邏輯并不新鮮。雖然我們今天談?wù)摰氖卿囯姵?、鈉電池、液流電池這些聽起來很酷的新技術(shù),但它們背后的經(jīng)濟原理,卻與人類文明本身一樣古老。人類從誕生之初,就在與“時間的不確定性"做斗爭。農(nóng)業(yè)社會有糧倉和地窖,豐年存糧,荒年不餓;商業(yè)社會有倉庫和銀行,管理現(xiàn)金流,對沖風(fēng)險;工業(yè)社會有石油儲備和天然氣罐,保障能源安全,穩(wěn)定價格;而在今天的能源轉(zhuǎn)型時代,我們有電池和儲能站,應(yīng)對可再生能源的間歇性。

  一個工商業(yè)儲能項目,通過峰谷電價差套利,投資回報周期已經(jīng)可以縮短到五到七年。對于電網(wǎng)公司來說,建設(shè)儲能電站的成本遠低于新建火電調(diào)峰機組,而且響應(yīng)速度更快、調(diào)節(jié)更靈活。

  更重要的是,儲能讓可再生能源真正具備了商業(yè)可行性。過去光伏和風(fēng)電最大的問題不是發(fā)電成本高,而是發(fā)出的電經(jīng)常用不掉,只能白白浪費。有了儲能,這些被浪費的電可以儲存起來,在需要時使用,可再生能源的經(jīng)濟價值大幅提升。

  儲能技術(shù)的爆發(fā),帶動了整個產(chǎn)業(yè)鏈的重構(gòu)。

  最直接的受益者是鋰資源行業(yè)。鋰電池是目前最主流的儲能技術(shù)路線,而鋰作為“白色石油”,其戰(zhàn)略地位正在迅速上升。全球鋰資源主要集中在南美洲,智利、阿根廷、玻利維亞控制著全球超過一半的鋰儲量。這些國家已經(jīng)意識到手中資源的價值,紛紛收緊開采政策,將資源收歸國有,試圖復(fù)制石油輸出國的成功經(jīng)驗。

  鋰礦提煉這事兒看起來不復(fù)雜,無非就是礦石破碎、浮選、焙燒、酸化、沉淀這么幾步,化學(xué)方程式高中生都能寫出來。但真要把鋰輝石變成電池級碳酸鋰或氫氧化鋰,那就是另一回事了。不完全統(tǒng)計,中國目前掌握著全球超過七成的鋰鹽加工產(chǎn)能,江西宜春一個城市的碳酸鋰產(chǎn)能,就占了全球的四分之一。

  有了鋰鹽,接下來是正極材料。磷酸鐵鋰也好,三元材料也罷,這些東西的生產(chǎn)需要什么?需要鈷、鎳、錳這些金屬,需要高溫?zé)Y(jié)爐,需要精確的配方控制。正極材料的性能直接決定了電池的能量密度和循環(huán)壽命,差之毫厘謬以千里,沒有持續(xù)的研發(fā)投入和規(guī)模化生產(chǎn)的經(jīng)驗積累,造出來的電池可能充個幾次電就廢了。

  負極材料主要是石墨,其中中國負極材料出貨量能在全球占比超過90%。人造石墨需要在3000度高溫下石墨化,這個過程的能耗巨大,每噸要耗電1.5萬度。天然石墨的情況更極端,全球70%的天然石墨在中國,剩下的主要在莫桑比克、馬達加斯加這些地方,開采成本耗費巨大。

  電池制造是整條產(chǎn)業(yè)鏈的核心。寧德時代、比亞迪緊隨其后占16%,加上億緯鋰能、中創(chuàng)新航、國軒高科,中國企業(yè)拿下全球動力和儲能電池市場的60%以上份額。這些企業(yè)不只是組裝電池,而是向上游延伸礦產(chǎn)資源、向下游滲透儲能電站運營,試圖通吃全產(chǎn)業(yè)鏈。

  這里需要多說一句,儲能電池和動力電池技術(shù)相通但側(cè)重不同,儲能追求長壽命、低成本,不必像車用電池那樣死磕能量密度。所以磷酸鐵鋰在儲能領(lǐng)域有相當(dāng)大的發(fā)揮空間,鈉離子電池也找到了用武之地。寧德時代的磷酸鐵鋰儲能電池,循環(huán)壽命已經(jīng)突破12000次,用25年沒問題。

  儲能系統(tǒng)集成又是一個萬億賽道。電池只是儲能電站的一部分,還需要電池管理系統(tǒng)(BMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)、雙向變流器(PCS),以及消防、溫控等配套設(shè)施。這個領(lǐng)域技術(shù)門檻高,既要懂電力電子,又要會軟件算法,還得熟悉電力市場交易規(guī)則。

  這個市場里,不僅有陽光電源、上能電氣等傳統(tǒng)光伏逆變器廠商轉(zhuǎn)型做儲能集成,華為、騰訊這些互聯(lián)網(wǎng)公司也在切入能量管理軟件,國家電網(wǎng)下屬的許繼電氣、南瑞繼保則依托電網(wǎng)資源做大型儲能項目。

  當(dāng)然,挑戰(zhàn)仍然存在。技術(shù)路線還在混戰(zhàn):液流電池壽命長但能量密度低,固態(tài)電池安全性好但成本居高不下,鈉離子電池便宜但性能還需驗證。更大的障礙在商業(yè)模式,很多地區(qū)的電力市場還沒建立合理的儲能價格機制,儲能電站參與調(diào)峰調(diào)頻卻拿不到合理收益,只能靠峰谷價差勉強維持。

  但這些都擋不住大勢。因為儲能解決的是能源轉(zhuǎn)型的核心矛盾:沒有儲能,可再生能源就是空中樓閣;有了儲能,清潔能源才能真正替代化石能源。它改變的不只是發(fā)電和用電的方式,而是人類獲取和使用能源的底層邏輯。

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