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钠离子电池储能

钠离子电池储能系统具有多项优点，包括原料自主可控、安全性高、耐低温以及潜在的降本空间大等。其主要材料为钠盐，相对于锂资源，钠具有储量丰富、易提取、成本低廉和自主可控等优势。在电池性能方面，钠离子电池的工作原理类似于锂离子电池，虽然在能量密度和循环寿命方面不及锂离子电池，但具有更高的安全性和出色的高低温性能。

目前，钠离子电池有多种技术路线，整体处于量产验证和小规模交付阶段，产业链上下游构建尚不完善，实际生产成本高于锂离子电池。根据正极材料的不同，钠离子电池可分为过渡金属氧化物、普鲁士蓝/白化合物、聚阴离子化合物等三种路线，其中层状金属氧化物路线的发展较为迅速。由于缺乏主流技术路线，钠离子电池上游原材料的产能仍在建设阶段，整体产量较小，无法形成充分的规模效应，因此实际生产成本较目前的锂离子电池略高。

尽管受到锂价下行的影响，压缩了钠离子电池的市场空间，但从长远看，钠离子电池凭借其独特的物理特性和潜在的降本空间仍然是一种备受期待的新型储能技术之一。

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钠离子电池已开始在新型储能领域应用

作为一种新型储能技术，钠离子电池已开始逐步在储能领域应用。2023年7月14日，广州鹏辉能源与青岛北岸控股集团签署了5MW/10MWh钠离子电池储能电站示范项目合作协议，这一合作标志着钠离子电池首次在北方储能电站中进行了大规模应用。

随后，在2024年5月11日，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在广西南宁建成并投入运营。该系统在转换效率、安全性等多个关键指标上均优于同类锂离子电池储能系统，这一事件标志着钠离子电池在大规模储能工程技术上取得了关键性突破。

■ 伏林钠离子电池储能电站

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长时储能

随着风力、光伏等新能源发电比例的增加，对长时间储能的需求也将随之增长。长时储能技术（LDES）通常指持续放电时间不少于4小时、寿命不低于20年的储能方案。新能源的“极热无风、夜间无光”特性以及日内、周内、月内、季度波动的显著特点，使得光伏和风电装机容量的迅速增长对电力供应的稳定性和实时平衡提出了新挑战。随着波动性电源的并网比例扩大，电力系统对调节速率、方向、时间和幅度的需求明显增加，调节范围也从日内和日前延伸到更长的时间尺度。

4小时以上的储能系统在源网侧中标项目中占有相当比例，多家厂商已纷纷推出长时储能产品。截至2024年上半年，在源网侧储能中标公示的项目中，4小时以上储能占比接近40%，在电源侧项目中的占比已超过50%。电网侧对长时间储能的需求和应用也在逐步增长。海辰储能、亿纬储能、天弋能源等多家储能厂商已发布长时间储能专用产品，预示着长时储能将成为行业发展的重要趋势。

■ 2024年上半年不同时长储能中标占比

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构网型储能技术

相对于主流的跟网型储能系统，构网型储能系统具备更强大的电网调节能力，适用于新能源发电比例高、电网相对薄弱的地区。目前，主流的跟网型储能系统通常表现为电流源特性。这种技术相对成熟、成本更低，但需要依赖电网提供稳定的电压和频率，必须与电网同时运行，无法独立提供电压和频率支持，更适用于具有稳定电压源的电力系统。

而构网型储能系统则外部表现为电压源，采用类似同步发电机的功率同步策略，可以并网或独立运行，有助于确保电网的稳定性和安全性，解决电网调峰调频能力不足、电压稳定性差、暂态过电压、宽频振荡等问题。特别适用于新型电力系统，尤其是在新能源比例高、电网稳定性较差的地区。

在西北地区，对构网型储能系统的需求迫切。该地区风光资源丰富，建有大量新能源发电基地，但本地用电需求低，电网结构相对脆弱，因此对构网型储能系统有着紧迫的需求。国家能源局关于新能源消纳工作以保障新能源高质量发展的通知中提到，在西北电网结构脆弱的地区，应用构网型新能源以提高该地区电网对新能源发电的接纳能力。

西藏、新疆等地自2023年以来陆续发布了支持构网型储能的政策。这些地区通过鼓励或强制性配置构网型储能于新能源项目中，以应对电力系统中的挑战和提高电网的可靠性。

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高压级联技术

目前，储能系统的电气集成方式有多种技术方案，其中集中式方案是目前的主流选择。

储能电站系统需要对大量电池进行串联和并联，这对电路设计以及直流侧、交流侧的拓扑结构优化提出了要求。目前出现了集中式（低压大功率升压集中式并网）、分布式（低压小功率升压分布式并网）、智能组串式、高压级联式、集散式、分布式能源块等多种技术方案。

集中式方案具有结构简单、投资成本低、安装运维成本低等优势，因此目前占据了市场的大部分份额。然而，集中式方案更适用于规模在20MWh以下的储能电站。随着电站规模的增大，集中式方案会出现一些问题，如直流拉弧、直流侧并联容量损失、并联环流等，这些问题会严重影响储能电站的安全性和效率。

高压级联技术具有多重优势，包括高效率、低容量衰减、快速响应时间以及高安全性等特点，使其更适用于大型长时间储能系统。高压级联技术的优势包括：

高压级联技术的特点完全符合长期储能和构网型储能的需求，预计将成为新能源电站储能和独立储能的主流技术。尽管高压级联技术具备先进特性，但目前仍处于技术发展和推广阶段，整体应用率较低。随着我国新能源渗透率的不断增加以及对储能需求的逐步提升，长期储能和构网型储能的比例将显著增加，因此高压级联技术有望成为未来主流技术之一。

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液冷技术

风冷是占比最高的储能温控手段，但已不能完全满足储能系统的散热需求

储能散热方式涵盖风冷、液冷、热管冷却和相变冷却等多种技术，其中风冷散热系统具有结构简单、易安装、成本低廉等优点，因此在当前占据最大比例的散热方式。然而，随着储能系统规模的不断扩大和大电芯的逐渐普及，风冷散热方式存在散热速度慢、热量分布不均匀、能耗高等缺点逐渐凸显，已无法完全满足储能系统的散热需求。

液冷散热效率高，均衡性好，与风冷组合能够充分满足散热需求

液冷技术利用液体介质进行热交换，其主要特点包括更高的散热速度和效率，但其结构较为复杂、成本较高，并存在液体泄漏的风险。目前，通常在大型储能系统中配置液冷系统，并额外增设风冷装置以降低内部湿度，减少电池模组和相关器件受潮损坏的可能性。风冷和液冷的组合方案能够在保证散热效率和均衡性的同时有效避免液冷系统的泄漏风险，从而充分适应储能系统中大电池单体和大规模结构的变化。