技术路线概述
用户侧储能（户储、工商业储能）的单体规模相对较小，更加注重灵活性、安全性以及运维的简便性，所以以电化学储能为主，在发达市场主要采用锂电池，而在新兴市场部分则采用铅酸电池。
大储电站的容量和功率规模庞大，不同的应用场景对响应速度、充放寿命、储能时长、选址灵活性等有着不同的需求，因此其技术路线呈现出百花齐放的态势，选择也较为多样。
物理储能涵盖机械储能、热储能和电磁储能，其原理是将电能转化为机械能、热能的形式进行储存，或者将电能以电磁能的形式直接储存。化学储能包括电化学储能和氢储能，是一种将电能转化为化学能，在用电时通过电化学反应释放电能的技术。
不同场景，各有千秋
不同的储能方式具有不同的功率等级和放电时间，适用于电力系统的不同场景。
抽水蓄能、液流电池以及压缩空气储能规模大、理论成本低，适合用于长时储能；
飞轮储能、电磁储能响应速度快、循环次数高，适宜应用于调频领域；
锂离子电池的规模和放电时间范围广、泛用性强且产业链成熟，在较长时期内将作为储能建设的主力。
机械储能
机械储能主要涵盖抽水蓄能、压缩空气储能以及飞轮储能这三种方案。抽水蓄能与压缩空气储能技术相对较为成熟，属于两种大容量、低成本的长时储能方式。
抽水蓄能是通过构建具有高低落差的水库，借助水的重力势能进行储能，其技术已然成熟，装机规模占 2023 年底全球储能累计装机的 67%（注）；然而，其选址依赖特定的地理资源，并且建设周期长（6 - 7 年），推广范围受到一定限制。
抽水蓄能技术原理示意图（左）压缩空气储能技术原理示意图（右）
压缩空气储能则是利用洞穴或储气罐储存高压空气，凭借压力势能储能，建设位置的限制相对较小，具有一定的应用前景。
飞轮储能作为一种新型储能技术，适用于调频场景。飞轮储能是通过高速旋转的飞轮储存动能，功率密度高、响应迅速，主要应用于电力调频。目前，飞轮储能技术路线基本成型，国内已有部分项目落地投入使用。
飞轮储能技术原理示意图
抽水蓄能是解决新能源消纳最为成熟的手段，同时也是我国规模占比最大的储能方式，具有可靠、经济以及使用寿命长等优点。
根据《储能的度电成本和里程成本分析》的数据可知，抽水蓄能作为技术较为成熟的储能方式，其能源转化效率达 75%-83%，度电成本为 0.21 - 0.25 元 / KWh，使用周期可达 40 年，经济性十分优良。
在上游设备环节，主要包括抽水蓄能机组、电气控制系统、高压设备等，其中抽水蓄能机组是抽蓄电站的主体设备，我国已实现抽水蓄能机组设计制造的国产化。
清原抽水蓄能电站
在中游电站建设环节，涵盖勘察设计、工程建设、安装调试等内容，主流参与者为中国电建、中国能建等电力建设企业，以 EPC 形式承担建设工作。
在下游投资运营环节，企业投资持有并运营抽水蓄能电站，获取两部制电价（容量电价和电量电价）收益，部分地区推进抽水蓄能电站作为独立市场主体参与电力市场交易，以获取市场化回报。
电磁储能
电磁储能是以电磁能的形式来储存能量，主要包含超导储能和超级电容器储能这两种方案。
电磁储能的能量损耗极小，拥有几类储能方案中最高的循环效率；并且响应速度高，能够实现毫秒级响应。电磁储能的发展阶段较早，目前主要以实验室研究为主，尚未实现大规模应用。
超导储能是利用超导线圈直接储存电磁能，其循环效率高、寿命长，同时可实现毫秒级响应，能够用于一次调频、不间断电源系统、灵活交流输电系统等。超导储能属于储能研究的前沿方向，由于发展阶段较早，目前尚未大规模应用。
超级电容器的能量储存机制源自双电层和赝电容两类电容行为，其中前者属于物理储能，后者则涉及一定的电化学反应。超级电容器的循环寿命和充放速度远远高于常规电化学储能，而且具有功率密度大、工作温度范围广以及环境友好等优点。
超级电容器已广泛应用于电子通信系统、交通工具、航空航天等领域，但其在可再生能源和电力领域的应用仍处于探索阶段。
双电层电容（左）赝电容（右）
熔盐储热
储热是借助物质的温度变化、相态变化或者化学反应，来实现热能（冷能）的储存与释放的技术。储热技术主要应用于工业余热回收、建筑采暖（热泵）、热力发电等领域，覆盖范围十分广泛，技术路线也多种多样。
熔盐储热与光热发电技术具有较大的应用潜力。光热发电 + 熔盐储热系统的运行原理是：聚光系统将太阳光聚焦至吸热器，从而形成高温热能；热能存储在熔盐储罐中，再经过换热系统与水进行热交换，产生高温高压蒸汽，驱动汽轮机组发电。
光热发电与熔盐储热一体建设，既具有发电属性又具备长时储能属性，出力较为稳定且连续可调，具有良好的发展潜力。
塔式熔盐储能光热发电系统示意图（可胜技术）
电化学储能
电化学储能是借助电化学反应来储存电能的技术。和其他储能技术路线相比，电化学储能系统的能量密度较高，响应速度适中，适用范围广泛，并且更易于量产、安装以及运维，具有优良的规模推广潜力。
在 2023 年底全球新型储能累计装机中，99% 是电化学储能（其中锂离子电池占 96.9%）。随着产业链的不断成熟、技术的进步以及成本的下降，电化学储能有望成为储能新增装机的主流路线，发展前景十分广阔。
电化学储能技术呈现多样化，常见的路线包括锂离子电池、铅酸电池、液流电池、钠硫电池、钠离子电池等。
全国最大新能源配套电化学储能电站
锂离子电池综合性能优越，是电化学储能的主流路线。锂离子电池具有能量密度和效率高、使用寿命长的特点，同时还具备无记忆效应、污染小、自放电小等优势。目前，其技术和产业链较为成熟，成本已接近大规模使用的水平。
凭借优越的性能和成熟的产业链，锂离子电池成为电化学储能的主要路线，在 2023 年底全球新型储能累计装机中占据了 97% 的份额。
电化学储能所采用的锂电池类型以磷酸铁锂电池为主。全球动力储能电池主要使用磷酸铁锂电池和三元锂电池，在储能电池领域，磷酸铁锂电池是优选方案。与三元锂电池相比，磷酸铁锂电池的能量和功率密度较低，但是安全性更优、循环寿命高、成本较低，逐步成为储能电池的主要选择。
我国首个大容量钠离子电池储能电站——伏林钠离子电池储能电站
钠离子电池与锂离子电池的工作原理相似，不过是使用钠离子作为电荷载体。从性能方面来看，钠离子电池的能量密度和循环寿命要低于锂电池，但是其安全性和高低温性能更为优秀；从成本以及资源可获得性方面来看，钠元素储量丰富，钠离子电池材料的理论成本较锂电池能够降低 30 - 40%。
在钠离子电池实现量产之后，有望在对能量密度要求不高、但对安全性和成本控制要求更高的储能领域得到推广应用。正极材料是当前阶段影响钠电池性能的主要环节。
与锂电池正极技术路线基本确定不同，目前钠离子电池正极材料路线超过 100 种，主要分为过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和普鲁士蓝类化合物三大类，其技术路线尚处于演进过程中。钠离子电池整体发展阶段较早，参与者处于研发或者小规模应用阶段。
上海电气钒液流电池储能电站
液流电池是一种通过电解液循环流动为电池供给活性物质的电池，具有容量大、寿命长、自放电率低、安全性好等优势，适合用于大容量长时储能。全钒液流电池利用不同价态的钒离子相互转化来实现电能的充放，是液流电池中相对成型且可产业化的技术。
长时储能可用于电力的日内、多日甚至跨季调节，目前尚无一致定义，麦肯锡在统计中将其定义为时长 8 小时以上的储能，涵盖抽蓄、压缩空气、液流电池、热储能等。
长时储能是构建以绿色能源为主力的电力系统的关键技术之一，麦肯锡预测，2030 年全球装机量有望达到 4 - 8TWh。钒液流电池作为长时储能的优选路线之一，配置灵活性高、技术逐渐成熟，并且仍存在降本空间，未来成长空间值得期待。
氢储能
氢是一种具有高能量密度、清洁零碳的二次能源，能够以水为原料，利用风电、光伏等清洁电源制取，是优质的可再生能源。氢能的开发与应用对促进节能减排、保障能源安全具有重大战略意义，前景十分广阔。
IEA 预计，在 2050 年全球 “净零排放” 目标下，2030 年全球氢能应用规模需达到 2 亿吨。未来，随着绿电制氢的规模推广以及下游应用的发展，氢能有望广泛应用于工业、交通、电力、建筑等领域。
在电力方面，氢可以作为电能储存的介质，用于长时储能，或者参与全球运输和贸易，从而实现电能在时间和空间上的调节。
我国首个万吨级光伏绿氢项目
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