储能技术：锂电、钠电、钒电，谁更香

储能电池是电化学储能系统核心部分。目前市场上的主流电池根据技术路线不同，大致可分为锂离子电池、钠离子电池和液流电池等。不同技术路线的电池响应速度、放电效率都不尽相同，也有各自的适用范围和优缺点。

储能的未来必然是市场化竞争加剧、多技术路线并存的态势，哪种技术路线将更胜一筹?

2022年我国锂电储能系统价格为1.66元/Wh(0.5C系统)

锂离子电池无疑是目前电化学储能中商业化进程最快的技术之一，发展势头迅猛。锂电储能具有能量密度大、综合效率高、反应速度快、使用寿命长、生态环境影响小等优点，是目前储能产品开发中适应性最好的技术路线。

图：锂电池工作原理图

图源：网络

当前，锂电池市场需求正在急剧增加，已大规模应用于储能、电动汽车、备用电源等领域。2022年，锂电储能技术在新型储能新增装机中市场占比接近90%。由于钠离子电池、液流电池等其他新型储能技术蓬勃发展，预计锂电储能技术在新型储能新增装机中市场占比会逐渐降低，但仍将维持其在新型储能技术中的主力位置。

图：2022年-2030年新型储能新增装机不同技术变化趋势

图源：中国光伏行业协会

经过近二十年的发展，锂离子电池行业已经形成了一个专业化程度高、分工明晰的产业链体系。锂电储能是新型储能的绝对主力军，而磷酸铁锂电池技术又是我国锂电储能的主导技术。由于磷酸铁锂技术的进步，电池能量密度得到提升，循环寿命是锂电池中较为优秀的，而且有相对较低的成本，目前新建的大型储能项目一般优先选择磷酸铁锂电池。

根据最新数据显示，2022年我国锂电储能系统价格约为1.66元/Wh(0.5C系统)。与其他新型储能技术相比，锂电池储能系统具有高能量转化效率的突出优点。2022年我国锂电储能系统能量转化效率约为89%。随着技术水平的持续提升，锂电储能系统能量转化效率将有所提升。

图：2022年-2030年我国锂电储能系统价格变化趋势(元/Wh)

图源：中国光伏行业协会

钠锂产业链重合度高，利于产业化快速导入

钠离子电池工作原理与锂离子电池原理相同，和锂离子电池的生产设备基本可实现兼容，降低了产业化难度。钠离子电池性能优异，是近来被频繁报道的“未来”电池，2023年有望实现商业化，大规模储能系统、5G基站、户用储能、光伏、风能都将是钠离子电池的主战场。

钠电产业链布局承袭锂电，虽然我国钠离子电池产业链还处于初级阶段，产业布局尚不成熟，但目前国内在钠离子电池产品研发制造、标准制定以及市场应用推广等方面的工作已经在全面展开，钠离子电池即将进入商业化应用阶段，相关工作已经走在世界前列。

图：钠离子电池充放电原理

图源：中科海纳官网

决定电化学储能能否被大面积应用的关键因素包括安全性、材料资源可得性、高低温性能、寿命、投资成本等，而根据钠离子电池最新研究进展，它在这些方面都表现出了良好的性能。在规模化应用后成本有望低于铁锂电池，可在大规模电化学储能、低速电动车等领域得到广阔应用，有望与锂离子电池形成互补和有效替代。

相关研究表明，综合正极材料、负极材料和集流体几个方面，钠离子电池材料成本约370元/kWh，而且随着产业链成熟，材料成本有望进一步下探，结合结构件、电气件成本，初始容量投资有望控制在500-700元/kWh;性能方面，随着研发持续投入和技术迭代，电池循环寿命有望突破8000次以上。

图：钠离子电池发展的五个时期

液流电池为储能“量身打造”，性能稳定，安全性高

随着行业整体的扩张，新型储能步入快速发展期，市场对于长时储能需求增加，钒液流电池等适合建造大型电化学储能设施的新兴技术路径也在加速布局。作为储能领域的新势力，全钒液流电池正蓄势待发。

相比其他电化学储能技术，液流电池具有本征安全性和超长循环寿命，特别适用于大规模储能电站。多重合力下，全钒液流电池前景较为明朗，商业化初期相对较高的成本预计也将随着项目增多，规模化生产以及技术突破得到缓解。液流电池具有寿命长、安全性好、输出功率大、储能容量大且易于扩展等特点，长期来看是储能最优的解决方案。

液流电池具备两大核心优势，一是安全，从根本上避免爆燃;二则是其较的长生命周期，活性物质衰减缓慢，工作寿命长达15-20年，加之储能系统一般是静态设施，对重量、体积的要求不高，能量密度并非关键指标，使得其尤其适合作为大规模储能系统。

同其他储能技术比较，与风电场硬件具备最高的匹配度，特别适合用于风电厂储能，满足其频繁充放电、大容量、长时间储能需求。当然，全钒液流电池能量密度低，体积、质量远大于其他电池，需要5-40°的温度环境。

总结：不管是哪一种电池体系，材料的进步决定电池的进步。在新能源高速成长和快速技术迭代的长周期里，只有保障产品的安全性及产品的优质性能，才能促进产业的健康发展。此外，降低储能系统设备价格，特别是降低电池价格是实现储能商业化、规模化应用的重要前提。