图10给出了2022年中国储能技术和世界储能技术先进水平的对比。从图中可见,经过10余年国家和行业的持续投入,中国储能技术的水平快速提升,同世界先进水平相比,总体上实现了从跟跑到并跑的转变。压缩空气储能、储热储冷、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池和钠离子电池技术已达到或接近世界先进水平;抽水蓄能、飞轮储能、超级电容和储能新技术与世界先进水平还有一定的差距。同2021年相比,各储能技术的总体发展水平基本一致,锂电池和储热储冷的技术成熟度有所提升。

图10 2022年中国储能技术和世界先进水平的比较成熟度
综合图3、图6和图10可知,中国已经成为全球基础研究和技术研发最为活跃的国家,中国发表SCI论文数已于2013年超越美国成为世界第一,而申请WIPO国际发明专利数则于2018年超越美国成为世界第一,这与基础研究到关键技术研发通常需要5年左右的时间是吻合的。我们有理由相信,在基础研究和关键技术研发的基础上,再经过5~10年的发展,中国储能产业水平有可能进一步提升,部分储能技术有望达到世界领跑的水平。
14 结语与展望
2022年,中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均取得了重要进展。这一年,中国机构和学者发表SCI论文13941篇,居世界第一位,占全球发表论文数的50.0%;中国机构和学者共申请中国发明专利47406件,申请WIPO国际发明专利1188件(2021年数据),居世界第一位;中国新增储能集成示范和产业化项目装机容量16.5 GW,居世界第一位;中国已成为世界储能技术基础研究、技术研发和集成应用最活跃的国家。
(1)物理储能方面:在抽水蓄能方面,我国在高水头、大容量恒速抽水蓄能电站设计制造、施工建设、调试运行等已达国际先进水平;在变速抽水蓄能技术方面,首台全功率5 MW级变速恒频抽蓄机组的投运,标志着我国在该领域已取得重要进展,但和国外先进水平尚有差距。在压缩空气储能方面,我国在100 MW级压缩空气储能系统方面取得了里程碑式的进展,中科院工程热物理所的张家口国际首套100 MW先进压缩空气储能国家示范项目实现并网发电;300 MW级先进压缩空气储能关键技术是目前研发的重点,多个示范工程已启动。在储热储冷方面,复合相变储热、高温熔盐储热、冰浆储冷、无源相变储冷是当前技术研发的热点;相变蓄热供暖、储热系统耦合燃煤发电、高温储热耦合太阳能热利用、相变储冷需求侧响应等是目前应用研究的热点。在飞轮储能方面,我国大功率飞轮储能取得了重要进展,但与国际领先水平仍有一定差距;总体上我国中高速飞轮储能单机储能量正在从5~20 kWh向50~100 kWh发展、功率正在从200~400 kW向500~2000 kW发展。