如今在能源領(lǐng)域中有各種不同類型的儲能技術(shù)，隨著儲能技術(shù)成為全球未來能源系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，越來越多的新興儲能技術(shù)正在出現(xiàn)。

隨著用戶對儲能需求的增長，并且需求變得更加具體，以及儲能開發(fā)商致力開發(fā)更先進的技術(shù)和材料進行創(chuàng)新，儲能解決方案的應(yīng)用范圍也隨之增加。

隨著可變風(fēng)能力發(fā)電和太陽能發(fā)電的增長、電力系統(tǒng)的分散以及提高電網(wǎng)彈性的需求，儲能系統(tǒng)的應(yīng)用在地理上變得更加廣泛和多樣化。

風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電量取決于天氣，并且可能會在很短的時間范圍內(nèi)發(fā)生變化。而可再生能源的發(fā)電時間可能與電力需求的時間并不匹配。例如太陽能發(fā)電設(shè)施的峰值發(fā)電期間通常在白天，但電力需求峰值期間通常在晚上。

住宅太陽能和電動汽車的發(fā)展是另一個挑戰(zhàn)，導(dǎo)致電網(wǎng)中出現(xiàn)雙向電力流動，并且需要避免電網(wǎng)的局部擁塞，例如多輛電動汽車同時進行充電。在這種情況下，儲能系統(tǒng)可以支持推遲對電網(wǎng)升級或改造的投資。

因此需要部署更多的儲能系統(tǒng)。而儲能系統(tǒng)的范圍很廣泛，從對電網(wǎng)的接近實時和日常管理的快速響應(yīng)選項，到滿足不可預(yù)測的每周變化和供需的季節(jié)性變化而提供的持續(xù)更長放電時間的選項。

其關(guān)鍵用例包括諸如電能質(zhì)量管理和負載平衡等服務(wù)，以及用于電網(wǎng)停電管理的備用電源。

儲能系統(tǒng)的類型基本上可以分為五種：電池儲能系統(tǒng)、熱儲能、機械儲能、抽水蓄能、氫儲能。

1、電池

電池儲能系統(tǒng)是最古老、最常見且可廣泛使用的儲能技術(shù)，是一種電化學(xué)技術(shù)。

如今有很多種電池技術(shù)，在便攜式電子設(shè)備和車輛使用的電池是鋰離子電池和鉛酸電池。其他類型的電池還有鎳鎘電池和鈉硫電池，而鋅空氣電池正在興起。

另一類是采用液體電解質(zhì)的液流電池，其中包括釩氧化還原液流電池、鐵鉻液流電池和鋅溴液流電池。

超級電容器雖然不是電池，但也可以歸類為電化學(xué)技術(shù)。

2、熱儲能

熱儲能本質(zhì)上涉及固體、液體或空氣中的熱量的捕獲和釋放，并可能涉及儲能介質(zhì)狀態(tài)的變化，例如從氣體到液體或從固體到液體，反之亦然。

熱儲能技術(shù)包括熔融鹽儲能系統(tǒng)和液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)或低溫儲能系統(tǒng)。熔融鹽儲能系統(tǒng)已在集中式太陽能熱發(fā)電的商業(yè)應(yīng)用中嶄露頭角，而一些熱儲能技術(shù)可能會受到地理方面限制，例如需要大型地下洞穴進行儲能。

3、機械儲能

機械儲能系統(tǒng)可以說是一種原理最簡單的儲能技術(shù)，它利用旋轉(zhuǎn)重物或重物本身的重力來存儲能量。其主要選擇是通過飛輪和壓縮空氣系統(tǒng)進行儲能，而重力儲能是一項新興儲能技術(shù)，正在開發(fā)各種應(yīng)用場景。

4、抽水蓄能

基于大型水庫的抽水蓄能設(shè)施在過去的100多年中得到了廣泛的應(yīng)用，成為全球最常見的一種電網(wǎng)規(guī)模的儲能形式。

抽水蓄能設(shè)施就是將下游水庫的水用泵抽到上游水庫.在上游水庫中蓄水，當(dāng)水釋放到下游水庫時，就會釋放出能量。

5、氫儲能

氫儲能技術(shù)如今正在興起，它將通過電解技術(shù)將水轉(zhuǎn)化為氫氣。生產(chǎn)的氫氣可以用于運輸、工業(yè)或住宅行業(yè)的應(yīng)用，或者為天然氣發(fā)電設(shè)施提供補充或進行替代。

選擇最佳的儲能技術(shù)

那么哪一種是最好的儲能技術(shù)？每種不同的儲能技術(shù)都有更適合的應(yīng)用場合，因此在選擇儲能技術(shù)時需要考慮這些應(yīng)用場合。

電池儲能系統(tǒng)必須評估的關(guān)鍵問題是充放電曲線以及儲能容量和潛在的可擴展性。除了儲能成本之外，在成本效益分析中還需要考慮到電池性能退化開始之前的充放電頻率和預(yù)期壽命。

下圖表明，超級電容器在亞分鐘級別的應(yīng)用中是主要的選擇。



鋰離子電池成本已經(jīng)快速下降，而且預(yù)計在未來還會繼續(xù)下降，這使得電池儲能系統(tǒng)成為目前持續(xù)放電時間最長需要幾個小時以及小型住宅和電動汽車應(yīng)用的主要選擇。但隨著要求增加更長的持續(xù)放電時間，可供選擇的儲能技術(shù)將轉(zhuǎn)向熱儲能、機械儲能或抽水蓄能技術(shù)，未來將轉(zhuǎn)向氫氣儲能。

未來零碳系統(tǒng)中的儲能技術(shù)

如今，所有儲能技術(shù)都在進行創(chuàng)新，以提高效率和降低成本。例如，石墨烯等新材料以及基于納米級概念的其他材料為超級電容器和熱儲能技術(shù)方面提供了新的效率水平。

浮動式太陽能發(fā)電設(shè)施等可再生能源的整合有望改善抽水蓄能設(shè)施的價值和經(jīng)濟性。其規(guī)模經(jīng)濟應(yīng)該進一步降低成本。

展望2050年的凈零能源系統(tǒng)，國際機構(gòu)能源轉(zhuǎn)型委員會在其規(guī)劃文件中預(yù)計，其中三種儲能技術(shù)可能贏得更多的成功，盡管不排除其他儲能技術(shù)，其最佳組合將取決于個別用例、市場和其他情況。

這三種儲能技術(shù)分別是用于短時儲能的鋰離子電池儲能系統(tǒng)，用于長時儲能的抽水蓄能設(shè)施和氫儲能設(shè)施。

歐盟委員會指出，到2040年，鋰離子電池儲能系統(tǒng)在持續(xù)放電時間較短的應(yīng)用中起到非常重要作用；而持續(xù)放電時間短、放電頻率高的飛輪儲能來說發(fā)揮的作用有限；抽水蓄能設(shè)施適用于16～60個小時的長時儲能應(yīng)用；壓縮空氣的持續(xù)放電時間時間更長，而燃料電池中的氫氣在持續(xù)放電時間最長的應(yīng)用將發(fā)揮主要作用。