图7给出了2021年各国储能技术WIPO发明专利申请数。2021年,中国储能WIPO国际发明专利申请数为1188,位居世界第一,占全球的33%。其次是美国、德国、日本等国家。2021年中美两国储能技术发明专利申请数总和超出世界一半。综合图1~图7可见,在储能技术领域,无论从基础研究还是关键技术领域,中国都已成为世界上最为活跃的国家,这与中国政府和企业10余年加大对储能技术的研发投入是吻合的。

图72021年各国储能WIPO国际发明专利申请数

图82022年底中国储能项目累计装机分布

图92022年中国储能集成示范和产业化梯队
13.3 集成示范
表1也给出了2022年中国储能集成示范进展的总结。从表中可见,2022年我国主要储能技术的集成示范均取得了重要进展,取得了多个里程碑成果。综合分析大致可以分为三类。一是系统规模或者性能提升的集成示范,主要包括抽水蓄能、锂离子电池、压缩空气储能、铅蓄电池和储热储冷等。二是验证关键技术突破的集成示范,主要包括锂离子电池、液流电池、压缩空气储能和飞轮储能等。三是该类技术的首次集成示范,主要包括固态锂离子电池、家用钠离子电池、超级电容器复合储能等。同2021年对比,储能技术集成示范的分类没有明显变化。
根据中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟全球储能数据库的不完全统计,截至到2022年底,中国已投运的储能项目累计装机容量(包括物理储能、化学储能以及熔融盐储热)达到59.8 GW,同比增长38%;其中抽水蓄能为46.7 GW,同比增长24.2%,新型储能(除抽水蓄能外的电力储能技术)为13.1 GW,同比增长128.2%,如图8所示。2022年,我国储能装机继续保持高速增长,新增投运储能装机容量16.5 GW,居世界第一位;新增储能装机量同比增长114%,包括抽水蓄能9.1 GW,新型储能7.4 GW;新型储能新增装机规模首次突破7.0 GW,同比增长200%。从图8可见,虽然抽水蓄能新增装机规模加大,但由于新型储能装机增长幅度更大,我国抽水蓄能装机比例在2022年首次低于80%;在新型储能技术中,锂离子电池装机为94.0%,占据主导地位;压缩空气储能、液流电池、铅蓄电池和储热储冷技术装机也超过1%,也占据一定的市场份额。
综合分析各储能技术2022年的基础研究、关键技术和集成示范的情况,各种储能技术仍可以大致分为四个梯队,和2021年基本一致。其中,第一梯队为抽水蓄能,单机规模100 MW以上,占2022年全国储能装机的77.1%左右;第二梯队为锂离子电池、压缩空气储能、液流电池、铅蓄电池和储热储冷技术,单机规模可达10~100 MW,其中锂离子电池装机最多,有可能未来形成单独的一个梯队;第三梯队为钠离子电池、飞轮储能和超级电容器,目前单机规模可以达到MW级,其中钠离子发展受关注最多,有可能未来进入第二梯队;第四梯队为重力储能、热泵储电、压缩二氧化碳和液态金属技术等新型储能技术,需要进一步的研发,以便实现集成示范和产业化应用。