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深度 | 长时储能:锂电、钠电、液流、压缩空气…谁才是终极答案?

深度 | 长时储能:锂电、钠电、液流、压缩空气…谁才是终极答案? 新型储能产业技术创新联盟
2026-07-27
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导读:一图看懂长时储能的“时长光谱”

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当新能源装机狂飙突进,电力系统的调节需求正在从“小时级”走向“日级”乃至“季节级”。一个问题摆在全行业面前:到底多长,才算“长时储能”?毕竟,在风电光伏占比越来越高的今天,储能不仅要“充得快”,更要“存得久”。一旦遇到阴雨天、无风期,电网能不能稳住,全看长时储能的脸色。


更重要的是,锂电、钠电、液流、压缩空气、储热……这些技术路线各自的“时长基因”到底是什么?


定义之争:4小时,为啥成了“分水岭”?


目前,国内外对长时储能的时长界定尚未完全统一,但国内目前普遍共识——满功率放电≥4小时,即为长时储能。


  • 国际层面,口径并不一致。2021年,美国桑迪亚国家实验室在《长时储能简报》中,将长时储能定义为持续放电时间不低于4小时;同年美国能源部的报告则把门槛抬到了10小时;全球长时储能委员会在《净零电力——可再生电网长时储能》中给得更宽泛:任何可以长期存储电能、能低成本扩大规模、并能维持数小时、数天甚至数周电力供应的技术,都算长时储能。


  • 国内层面,为区分大规模建设的2小时储能系统,行业一般将4小时以上定义为长时储能。2023年7月,山东省发改委、省能源局、省科技厅、国家能源局山东监管办联合印发《关于支持长时储能试点应用的若干措施》(鲁能源科技〔2023〕115号),这是全国首个省级长时储能专项支持政策,首次以规范性文件给出量化门槛:

长时储能包括但不限于压缩空气储能、液流电池储能等;项目规模不低于10万千瓦;满功率放电时长不低于4小时;电-电转换效率不低于60%(综合能量效率高于80%的,可放宽至55%);项目寿命不低于25年;建设期按2年。


国家层面的战略定调也在跟进。2024年1月,国家发改委、国家能源局《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》明确提出“着力攻克长时储能技术,解决新能源大规模并网带来的日以上时间尺度的系统调节需求”;2025年3月,工信部等十部门《铝产业高质量发展实施方案(2025—2027年)》提出“重点研制储氢储能等领域用高端铝材”。


现状扫描:2.2小时的平均时长,4小时以上仅占12.5%


按时长特性划分,新型储能大致分为三层:短时储能(不足2小时)、中时储能(2至4小时)、长时储能(4小时及以上)。


国家能源局数据显示,截至2024年一季度末,全国新型储能项目平均储能时长为2.2小时。其中,不足2小时的装机占12.9%,2至4小时的占74.6%,4小时以上的仅占12.5%。


时长层级

装机占比

不足2小时(短时)

12.90%

2~4小时(中时)

74.60%

4小时以上(长时)

12.50%


一座“中间大、两头尖”的宝塔:中时储能是绝对主力,长时储能刚刚起步——也意味着,最大的增量空间,就在那12.5%之外。


技术图谱:多时间尺度覆盖,差异化竞争格局显现


从技术路线看,各类储能时长特性差异显著,共同构成覆盖秒级至跨季节的多时间尺度体系:


(一)电化学储能:主流技术迭代,长时应用逐步拓展


  • 锂离子电池:当前新型储能的绝对主体。主流配置为0.5C倍率下的2小时系统,用于平抑峰谷波动。随着技术进步,4小时及以上项目逐步增加。但锂离子电池面临边际成本递增问题:储能时长从4小时提升至8小时,电池数量需翻倍,成本近乎翻倍。《电力系统新型储能电站规划设计技术导则(征求意见稿)》指出,4小时以内储能时长优选电化学储能。


  • 钠离子电池:新兴技术路线,具备低温性能优异(-40℃容量保持率超90%)、资源自主等优势。宁德时代第二代钠离子电池已覆盖2至8小时应用场景,在长时储能及极端气候地区潜力显著。低温性能、成本潜力、资源自主性,决定了钠电在长时储能、极端气候地区和供应链安全敏感场景中的差异化竞争力。当然,钠电整体仍处于商业化初期。


  • 混合固液电池(半固态):液态向全固态过渡技术。2026年3月,广汽集团旗下因湃电池联合国家新型储能创新中心发布行业首款587Ah半固态储能大电芯,并建成6.5GWh量产产线。其理论放电时长与锂离子电池相当,当前主要覆盖2至4小时中时场景,具备向长时拓展潜力。


  • 超级电容器:典型功率型短时储能,充放电速度为秒级至分钟级,循环寿命达百万次,适用于瞬时大功率输出场景。


  • 液流电池:长时储能核心路线之一,以全钒液流电池为代表。其核心优势可以概括为三点:

  1. 自放电极小,存放数天甚至数周电量不衰减;

  2. 循环寿命特别长,最低一万次,部分路线超两万次,整体寿命可达20年以上;

  3. 功率与容量解耦,可独立调节功率和能量。


储能时长上,液流电池持续放电可达4至12小时及以上。国内液流项目中,储能时长基本在4小时以上,部分达6小时。更关键的是成本逻辑:从4小时提升到8小时,只需增加电解液体积和储罐大小,电堆等功率单元无需增加——时长越长,单位容量成本越低。这与锂电“时长翻倍、成本翻倍”形成鲜明对照。


(二)物理储能:规模优势突出,支撑电网级调节



压缩空气储能:唯一在储能量级和对电网支撑功能上可与抽水蓄能媲美的大规模物理储能技术。功率与容量解耦,储气空间越大成本越低,可满足4至10小时及以上放电需求,系统效率约70%,寿命长达30-50年。国内工程实践领先:湖北应城300兆瓦级项目每日储能8小时、释能5小时;内蒙古乌兰察布105万千瓦/630万千瓦时项目为全球装机与储能规模双第一,放电6小时;青海格尔木60MW/600MWh液态空气储能项目为同类全球最大在建示范工程。国家新型储能创新中心联合南网科技公司等单位正开展水下压缩空气储能等前沿基础研究。


抽水蓄能:技术最成熟,释放时间可达数天,转换效率70%-85%,但受地理条件限制较大。


(三)热储能:跨度极广,实现跨季节调节


热储能以储热材料为媒介,解决热能在时间、空间、强度上的供需错配,按原理分为显热、潜热、化学储热三类。其中,以熔融盐为代表的显热储热在发电、工业领域应用广泛。它的时长跨度极广,可分为三层:

  1. 中短时(小时级):4至10小时左右,代表场景是火电灵活性改造、热电解耦;

  2. 中长时(天级):数天至数周,应对天气变化引起的多日供需失衡,典型代表是太阳能光热发电;

  3. 长时/跨季节(月级):可达数月,实现“夏热冬用”,如内蒙古杭锦旗40万吨零碳储热项目,热损率仅8%。


此外,利用废弃矿井地下空间储热、浅层地热能跨季节储能等技术亦取得工程化突破。


一张“时长光谱”看清全局


储能的竞争,表面看是技术路线之争,实质是时间尺度之争。从秒级的功率支撑,到小时的日内平衡,再到跨天、跨月乃至跨季节的能量搬运——各类技术在时长特性上各有侧重,共同构成覆盖秒级至数天乃至跨季节的多时间尺度储能体系。


4小时,只是长时储能的起点。谁能把“时间”存得更久、更便宜,谁就握住了新型电力系统的下一张门票。


技术路线

核心优势

典型时长

长时储能适用性

点评

锂离子电池

响应快、效率高、产业链成熟

2-4小时(主流)

中等(成本随时长递增明显)

当下主力,但超长时长经济性受限

钠离子电池

低温性好、资源自主、成本低

2-8小时

良好(潜力巨大)

长时储能的“潜力股”,低温场景优势明显

混合固液电池(半固态)

安全性高、能量密度较高

2-4小时(当前)

中等(具备向长时拓展潜力)

液态到全固态的“过渡派”,安全性更优

超级电容器

功率密度极高、循环寿命超长

秒级至分钟级

不适用(短时功率型)

“短跑冠军”,负责瞬时大功率支撑,与长时赛道错位

液流电池(全钒等)

寿命极长、容量功率解耦、安全性高

4-12小时+

极佳(长时首选之一)

最适合长时储能的电池技术,时长越长成本优势越明显

压缩空气储能

规模大、寿命长、清洁安全

4-10小时+

极佳(大规模长时首选)

物理储能王者,可与抽蓄媲美,支撑电网级调节

热储能(含跨季)

成本低、储能密度高、跨度极广

小时级至数月

极佳(特定场景不可替代)

“跨季节调峰”高手,在工业供热、建筑采暖领域独树一帜


本文内容基于公开政策文件、行业数据及公开信息整理,观点仅代表作者观点,旨在进行行业交流与趋势探讨,不构成任何投资建议、业务推荐或决策依据。市场有风险,投资需谨慎,读者应基于独立判断进行决策。


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