电池和氢能两者互补，共同构成主流储能方式

一、广义储能改善用电负荷季节性，终端运用方式多样化。

▪广义储能：利用电力系统中的富余电能，将其转化为其他能源或产品，在利用环节不转换回电能而直接利用所存储能量形式的储能方式，用于进行大规模存储、转移并直接利用。广义储能仅完成电能-其他形式能量的能量转换过程，终端负荷需求为多重能量形式，实现了跨能源品种的季节性储能与优化利用，主要包括电化学储能、热储能和氢储能三类。

▪狭义储能：完成了电能-其他形式能量-电能的能量转变，具有与电力系统强耦合的特点，即最终途径为上网，在 2 次能量转化过程增加了储能的能量损耗，包括电转气、抽水蓄能与压缩空气储能等。

氢储能属于广义储能，即利用电力系统如光伏和风电中的富余电能，通过电解水制氢设备将其转化为氢，并在终端应用环节直接使用氢气而非必须转换回电能上网的储能方式，间接改善了用电负荷的季节性特征，实现能量季节性转移 （3-9 月氢气净储存，10-2 月氢气净消耗)，同时也实现单位电力碳排放强度的下降（由 950g/kWh 降低为 569g/kWh）。

二、氢能适用于大规模和长周期的储能，具备无自衰减、扩容成本低等特性。

氢储能主要指将太阳能、风能等间歇性可再生能源余电或无法并网的弃电，通过电解水制氢的方式储存，可就地消纳、时经燃料电池进行发电或管道、长管车运输等方式供应于下游应用终端。相较于抽水储能、压缩空气储能、蓄电池储能（锂电）具有无自衰减、扩容成本低、能量密度大、能源发电转移便捷等优点，凭借其无自衰减的特性，尤其适用于跨周和季度的储能。基于扩容成本低的特点，即仅需增加氢瓶即可扩充储能容量，适用于大规模的储能，在短周期内储能效率较低。

三、储能技术呈现多样化，其中电池和氢能两者互补，共同构成主流储能方式。

▪锂电储能：锂电储能适用于日度调峰以及调频，因为效率更高且动态响应更快。相反氢储能不适用于调频场景，因为调频场景需要的响应速度更快，并且所需储能容量小无法体现大规模氢储能的成本优势。然而针对大规模、长周期的储能场景，氢储能的优势更明显，因为氢储能无自衰减，且针对大规模储能氢储能只需增加储氢设备，边际成本低。

▪液流电池：将正负极电解液分开后各自循环的一种高性能蓄电池。电池容量取决于储存罐的大小，容量可达 MW 级。液流电池有多个体系，如铁铬体系，锌溴体系、多硫化钠溴体系以及全钒体系，其中全钒液流电池应用最广。目前全钒液流电池技术成熟，但离子交换膜和电解液材料成本较高。

▪钠离子电池：钠离子电池具有与锂离子电池相似的工作原理和储能机理。钠离子电池虽然原材料成本低，但功率密度低，相较锂电池更适合储能场景而不是动力电池，当前产业链需进一步发展。大规模氢储能成本优势明显，1MWh 储能下初始建设的度电成本只需 1300 元。

▪测算逻辑：蓄电池储能综合了充电、储电、放电三个功能于一体，然而对于氢储能系统来说则分别需要电解槽、储氢罐、燃料电池来实现以上三个功能。我们以1MWh 的储能需求为测算基准，考虑氢储能系统综合效率 36%，一天工作 10 小时，将 0.28MW 的碱性电解槽、8 个 20MPa 的储氢瓶以及 0.17MW 的燃料电池系统看成一个日均存储电能 1MWh 的整体，最终测算氢储能系统初始投资的度电成本为1300 元，低于磷酸铁锂电池和液流电池。

四、氢能长时储能边际成本低，无自衰减更适配长周期。

从各类型储能技术看，蓄电池类的磷酸铁锂电池、钠离子电池和液流电池，边际扩容成本较高，需要配套扩充相应的锂电池、钠电池和钒电解液，并从资源矿中提取，价格还将随上游原材料供需波动。对比氢储能的扩容，仅需同比例增加储氢罐的数量，规模效应下，储氢罐成本下降，边际扩容简易且可移动场景储存，如盐穴储氢等，不占用发电设备所在地面积。此外，氢气作为储能在氢罐内月度损耗不到万分之一，而电池类储能电池拥有个位数自衰减率，相对氢损耗较高，例如锂离子电池自放电率每月为 2%-5%。

▪测算逻辑：后续扩容对于蓄电池类的磷酸铁锂电池、钠离子电池和液流电池，需要配套扩充相应的锂电池、钠电池和钒电解液，以扩建成本占总投资成本的 50%测算度电扩容成本，氢储能由于扩容仅需扩充氢罐，因此度电扩容成本测算以对应扩充的氢罐价值测算。最终测算度电储能边际成本氢最低，约为 120 元/kwh，和蓄电池类度电扩容对比最低，且随着储能容量的增大，价差将逐步拉大，100度电的储能扩容需求时，最大成本差可达 11 万。