下一代电化学储能技术国际发展态势分析.pdf

储能科学与技术 Energy Storage Science and Technology ISSN 2095-4239,CN 10-1076/TK 储能科学与技术网络首发论文 题目 下一代电化学储能技术国际发展态势分析 作者 汤匀，岳芳，郭楷模，李岚春，陈伟 DOI 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0301 收稿日期 2021-06-30 网络首发日期 2021-08-25 引用格式 汤匀，岳芳，郭楷模，李岚春，陈伟．下一代电化学储能技术国际发展态势 分析．储能科学与技术. https//doi.org/10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0301 网络首发在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶 段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期 刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出 版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合出 版管理条例和期刊出版管理规定的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编 辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、 出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。 为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容， 只可基于编辑规范进行少量文字的修改。 出版确认纸质期刊编辑部通过与中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有限公司签约，在中国 学术期刊（网络版）出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷 出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为中国学术期刊（网络版）是国家新闻出 版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首 发论文视为正式出版。 收稿日期 2021-06-30； 修 改稿日期 2021-07-05。 基金项目 中国科学院变革性洁净能源关键技术与示范战略性先导科技专项战略研究课题（ XDA21010103），中国科学院文献情报能力建设专项 经费（ E0290001），中国科学院青年创新促进会项目（ 2017221），中国科学院武汉文献情报中心 2020 年度自主部署项目 -前瞻性课题 （ E0ZG281），中国科学院特别研究助理项目（ E1KZ141001）。 第一作者 汤匀（ 1990），女，助理研究员， 研究方向为 能源战略情报研究， E-mail tangymail.whlib.ac.cn； 联系人 陈伟，研究馆员， 研 究方向为 能源战略情报研究， E-mail chenwwhlib.ac.cn。 下一代电化学储能技术国际发展态势分析 汤匀 1,2，岳芳 1,2，郭楷模 1,2，李岚春 1,2，陈伟 1,2,3** （ 1中国科学院武汉文献情报中心，武汉 430071； 2科技大数据湖北省重点实验室，武汉 430071； 3中国科学院大学经济与管理学院，北京 100190） 摘 要 全球碳中和大背景下，国际能源格局从化石能源绝对主导朝着低碳多能融合发生转变，储能技术作 为 推动可再生能源从替代能源走向主体能源的关键技术越来越受到业界高度关注。对比分析了美国、欧盟、日本 等主要国家和地区的电化学储能技术战略布局、项目部署和重点示范项目情况。随着我国承诺 2030 碳达峰、 2060 碳中和目标，我国政府对电化学储能技术的开发日益重视，先后出台一系列支持政策，启动重大研发项目 开展技术研究，并部署了一批电化学储能示范工程。然而，我国虽然在电化学储能制造技术上努力追赶欧、美、 日、韩等先进技术国家，但对储能电池机理研究、技术突破以及关键材料制造上距离技术发达国家仍有一定差 距，多种类型电化学储能 技术的示范应用才刚刚起步。因此，需进一步从顶层设计、技术研发、产业布局和基 础设施建设等多方面采取措施，加快实现下一代新型电化学储能技术的大范围应用，促进能源高效利用、多能 融合互补，构建 清洁低碳、安全高效 ‖的现代能源格局。 关键词 电化学储能技术；下一代电池技术；国际发展态势；战略规划；项目研发；碳中和 doi 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0301 中图分类号 G350 文献标志码 A International development trend analysis of the next generation electrochemical energy storage technology TANG Yun1,2, YUE Fang1,2, GUO Kaimo1,2, LI Lanchun1,2, CHEN Wei1,2,3** 1Wuhan Literature and Information Center, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071; 2Hubei Key Laboratory of Big Data in Science and Technology, Wuhan 430071; 3School of Economics and Management, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190 Abstract In the context of global carbon neutrality, the international energy pattern is changing from the absolute dominance of fossil energy to the integration of low-carbon and multi-energy. Energy storage technology, as a key technology to promote the transformation of renewable energy from alternative energy to main energy, has attracted more and more attention from the industry. This paper analyzes the strategic layout, project deployment and key demonstration projects of electrochemical energy storage technology in the United States, the European Union, Japan and other major countries and regions. With Chinas commitment to carbon peak by 2030 and carbon neutral by 2060, the Chinese government has paid increasing attention to the development of electrochemical energy storage technology, issued a series of supporting policies, launched major research and development projects to carry out technical research, and deployed several demonstration projects for electrochemical energy storage. However, although China has made efforts to catch up with advanced technology countries such as Europe, the United States, Japan and South Korea in electrochemical energy storage manufacturing technology, there is still a certain gap between China and developed countries in terms of energy storage battery mechanism research, technological breakthrough and key material manufacturing, and the demonstration and application of various types of electrochemical energy storage technology has just started. Therefore, it is necessary to take further measures from the aspects of top-level design, technology research and development, industrial layout and infrastructure construction to accelerate the wide application of next-generation new electrochemical energy storage technology, promote 网络首发时间2021-08-25 174753 网络首发地址https//kns.cnki.net/kcms/detail/10.1076.TK.20210824.1938.003.html energy efficient utilization, multi-energy integration and complementarization, and build a “clean, low-carbon, safe and efficient“ modern energy pattern. Key words electrochemical energy storage technology; next generation battery technology; international development trend; strategic plan; project research and development; carbon neutral 随着全球各主要国家陆续宣布实现碳中和目标时间节点，太阳能、风能等可再生清洁能源实现全面 发展。但这类可调度可再生能源，对地理环境影响较大，在时空上具有间歇性和分布不均的特点，如果 将其直接并网运行，对电网将会产生较大冲击。而储能系统作为能量存储和转化设备，成为了能源革命 的关键支撑技术。储能技术分为物理储能、化学储能等大类。其中，物理储能主要包括抽水储能、压缩 空气储能、飞轮储能超导磁储能等，以及熔融盐储热和相变储热等，化学储能则包含电池储能和超级电 容等。不同储能方式各有特点，因此适用于不同的场景。抽 水蓄能、压缩空气储能和电池储能较适用于 电网的削峰填谷、系统调频，超导磁储能和超级电容器则适用于改善电能质量、稳定输出，储热技术则 可解决综合能源系统中的热需求和供给的不平衡，平抑需求侧的热负荷波动。而电化学储能技术相较于 物理储能技术来说，受地理环境影响较小，电能存储和释放更直接，对电力调度调控更具灵活性，因此， 受到新兴市场和科研领域的广泛关注。 电化学储能技术的发展历程（如图 1 所示）最早起于 1800 年的沃塔（ Volta）电池和 1836 年的丹尼 尔（ Daniell）电池（也称为锌铜电池）。随后，铅 /酸电池（ 1882），镍 /氢电池（ 1970）和锂电池 （ 1991）不断涌现，实现商业化应用 [1]。但随着电气化、电网等大型应用的发展，现已商业化的锂离子 电池一般采用有机电解液作为电解质，该电池存在漏液和易燃易爆问题，且在高温、大电流工作时锂金 属负极在循环过程中易生成锂枝晶造成电池短路，当其用于大容量存储时具有较大的安全隐患。此外， 为解决电动汽车中衰减的电池组回收利用，提出锂离子电池梯次利用方案，即将报废的车用锂离子电池 降级使用，继续发挥余热，但该方案具有较高的隐形成本以及再次降级应用时与新的储能场景不普配问 题。因此，目前商业 化的锂离子已不能完全满足现阶段能量存储所要求的性能、成本和其它扩展目标。 针对移动式储能和中大型储能应用领域，研发 下一代电池 ‖技术以提高电池安全性、增加电池能量密度， 并进一步降低制造成本以及对环境友好显得尤为重要。根据欧盟 2020 年 12 月最新颁布的电池技术分类 [2] （如表 1 所示），电化学储能技术正逐步从锂离子电池（第 4 代以前）朝向下一代电池技术（第 4 代之 后）发展，主要包括固态锂电池、钠离子电池、钾离子电池、锌离子电池、全固态电池、多价离子电 池和金属 -空气电池等技术领域，并有望于 2025 年以后实现市场化应用 。 图 1 电化学储能技术的发展历程 Fig. 1 The development of electrochemical energy storage technology 表 1 欧盟电池技术分类 Table 1 European Union Classification of Battery Technology 电池迭代 电极材料 电池类型 预计市场应用 第 4 代以前 正极磷酸铁锂 LFP，镍钴铝 NCA， LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 NMC111， NMC523， NMC622， NMC811，富锂 NMC HE-NMC材料，高压尖晶石 HVS等 负极 100石墨，石墨 石墨烯 含硅 5-10材料 锂离子电池 当前 2025 年 第 4a 代 正极 NMC 负极硅 /石墨 固态电解质 固态锂离子电池 2025 第 4b 代 正极 NMC 负极锂金属 固态电解质 固态锂金属电池 2025 第 4c 代 正极 HE-NMC， HVS 负极锂金属 固态电解质 先进固态电池 2030 第 5 代 Li‖O2-锂空气 /金属空气 化学转换材料 Li‖S 基于其他离子体系 Na， Mg， Al 新兴电池技术金属 -空气电池；基于化 学转换的电池；基于离子嵌入的新兴化学 电池 2025 1 主要国家 /地区战略布局 随着电力系统灵活性需求增强，分布式能源逐渐增多，电化学储能技术日益得到重视，世界各主要 国家纷纷出台举措以推进储能技术研发，不断改进锂离子电池性能，并探索开发新型储能电池。 1.1 美国 美国是全球储能产业发展较早的国家，也是目前拥有储能项目最多的国家，并拥有全球近半数的示 范项目。在 2021 年 3 月美国储能协会（ ESA）和伍德麦肯兹（ Wood Mackenzie）发布的美国储能监 测报告 [3]显示， 2020 年美国新增储能规模达到 1464 兆瓦，较 2019 年增长 179，其中，电网侧储能 在美国发展迅速， 2020 年第四季度部署的 651 MW 储能系统中，电网侧储能贡献了 529 MW。住宅储能 占第四季度总储能的 14，为 90.1 MW，剩余 31.9 MW 为非住宅用户储能。 1.1.1 战略部署 美国极为重视对储能技术的开发，较早出台了储能技术的研发规划和战略部署路线。 2012 年专门成 立了新一代电池的研发组织 储能联合研究中心（ JCESR） ‖。 2016 年 7 月，奥巴马政府宣布发起了 电池 500‖计划 [4]，用五年时间打造高能量密度和高循环寿命的高性能电池。 2020 年 1 月， DOE 宣布投入 1.58 亿美元启动 储能大挑战 ‖计划 [5]，并在 2020 年 12 月， DOE 正式发布了美国首个综合性储能战略储能 大挑战路线图 [6]，提出将在储能技术开发、储能制造和供应链、储能技术转化、政策与评估、劳动力开 发五大重点领域开展行动，实现到 2030 年美国国内的储能技术及设备的开发制造能力将能够满足美国市 场所有需求，无需依靠国外来源，并在 全球储能领域建立领导地位。 2021 年 6 月发布的国家锂电蓝图 2021-2030 [7]，设定了到 2030 年的行动目标以构建美国本土的锂电池制造价值链。 1.1.2 项目研发 美国能源部通过电力传输与能源可靠性办公室的 储能计划 ‖持续对储能技术进行研发， 2018 年 12 月， 美国能源部宣布未来五年内为 JCESR 第二期投入 1.2 亿美元，以推进电池科学和技术研究开发。到 2019 年， DOE 在 储能计划 ‖下共开展了 16 个项目，涉及铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池、全钒液 流电池、飞轮储能、等温压缩空气储能、储能数据库构建等 技术 [8]。 此外， DOE 通过其下属的先进能源研究计划署（ ARPA-E）对储能技术给与支持， 2009-2019 年共 在 13 个研发计划下开展了 95 个储能相关的项目 [9]，包括示范了一种用于液流电池的新型隔膜；在用 Mg2代替 Li的电池科学基础方面取得了实质性进展；开发了计算工具，利用该工具筛选出了超过 24000 种潜在的电解质和电极化合物，用于新的电池概念和化学品。 2018-2022 年， JCESR 将在五个方向重点 研究 [10]，包括液体溶剂化科学、固体溶剂化科学、流动性氧化还原科学、动态界面的电荷转移、材料 复 杂性科学（如表 2 所示） 表 2 2018-2022 年美国能源部储能联合研究中心支持的电化学储能相关重点研究方向 Table 2 Key research areas related to electrochemical energy storage supported by the U.S. Department of Energy Joint Research Center for Energy Storage, 2018-2022 技术领域 研究目的 主要内容 液态溶剂化科学 基于 JCESR 之前五年在电解质基因组中引入并开发的有机分子模拟，以及界面处溶剂化和去溶剂化现象的原位表征 静置状态溶剂化壳的平衡结构； 液体溶剂化对电荷界面和充电状态等扰动的动态响 应。 固体溶剂化科学 开发所有固体电解质的溶剂笼机理 柔性溶剂笼，如膜和聚合物； 硬质脆性溶剂笼，如玻璃和水晶。 流动性氧化还原科学 自下而上构建新型氧化还原剂，将新型构造的原子和分子结合起 来，实现更高工作电压、更高移动性、更长寿命、更高安全性和更 低成本 变革性新型氧化还原电对设计； 引入智能响应和再生特性。 动态界面的电荷转移 结合计算机模拟和界面结构原位表征技术，预测和合成具有电极保护、离子选择性传导率和高稳定性的新界面 了解相邻电极和电解质组成的自发界面的演变过程； 研究界面定向生长以达到特定性能标准。 材料复杂性科学 通过计算机模拟缺陷晶体和长程无序玻璃体，并在表征中研究如何控制材料缺陷浓度及无序程度 设计缺陷和无序材料以实现目标性能； 指导合成以实现目标缺陷浓度和无序程度。 1.2 欧盟 欧盟极为重视对电池储能技术的研发，将其视为实现工业、交通、建筑等行业电气化，促进向 碳中 和 ‖社会发展的重要因素，希望通过开发高性能电池抢占未来电气化社会竞争制高点，争夺全球电池研发 和生产的主导权。 1.2.1 战略部署 2010 年，欧盟成立欧洲能源研究联盟（ EERA），确定电化学储能、化学储能、储热、机械储能、 超导磁储能和储能技术经济六个重点技术领域 [11]。 2017 年 11 月，欧盟发布了 战略能源技术规划 ‖ （ SET-Plan）电池实施计划 [12]，提出电池研究创新的重点领域电池材料 /化学 /设计和回收、制造技术、 电池应用和集成。同年，欧洲储能协会（ EASE）和 EERA 联合发布新版欧洲储能技术发展 路线图 [13]，提出未来 10 年通过推动组建欧洲电池联盟（ EBA）、欧洲技术与创新平台 电池欧洲 ‖（ Batteries Europe）和 电池 2030‖联合研究计划，推进不同技术成熟度的研究和开发工作，这些相互衔接互补的机 制构建起欧洲电池研究与创新生态系统（如图 2 所示）。 图 2 欧洲电池研究与创新生态系统 –欧洲电池联盟、电池欧洲技术与创新平台和电池 2030之间的衔接互补 Fig.2 The European Battery Research and Innovation Ecosystem - Connections between the European Battery Alliance, the European Platform for Battery Technology and Innovation and Battery 2030 2017 年，欧盟成立 欧洲电池联盟 ‖[14]，预在欧洲打造出具有全球竞争力的电池价值链。 2018 年发布 电池战略行动计划 [15]，宣布将设立一个规模为 10 亿欧元的新型电池技术旗舰研究计划。基于此计划， 2019 年 2 月，欧盟宣布创建欧洲电池技术与创新平台 电 池欧洲 ‖[16]，以确定电池研究优先领域、制定长 期愿景、阐述战略研究议程与发展路线。 2020 年 3 月，欧盟 电池 2030‖计划工作组发布的电池研发路 线图，提出未来 10 年欧盟电池技术研发重点将围绕材料开发、相界面研究、先进传感器、自修复功能四 个主要领域，开发智能、安全、可持续且具有成本竞争力的超高性能电池。 2020 年 7 月， 电池欧洲 ‖发 布欧洲电池行业短期研发创新优先事项报告 [17]，针对欧洲电池创新价值链提出了短期（ 2021-2023 年）的 7 大优先创新研发事项。同年 12 月， 电池欧洲 ‖发布了其第一个电池 战略研究议程 [18]，明确 了到 2030 年从电池应用、电池制造与材料、原材料循环经济、欧洲电池竞争优势四方面关键行动，旨在 推进电池价值链相关研究和创新行动的实施。 1.2.2 项目研发 2018 年 6 月欧盟在 地平线 2020‖计划基础上制定了 地平线欧洲 ‖框架计划 [19]，明确支持 可再生能源 存储技术和有竞争力的电池产业链 ‖，为其投入 150 亿欧元的研发经费。同年 7 月更新了 地平线 2020‖ （ 2018-2020）计划中能源和交通运输的项目资助计划，即新增一个主题名为 建立一个低碳、弹性的未 来气候下一代电池 ‖跨 领域研究活动，旨在整合 地平线 2020‖（ 2018-2020）分散资助的与下一代电池 有关的研究创新工作，推动欧盟国家电池技术创新突破，开发更具价格竞争力、更高性能和更长寿命的 电池技术。新增资助计划将在 2019 年提供 1.14 亿欧元用于支持 7 个主题的电池研究课题，主要包括 高性能、高安全性的车用固态电池技术；非车用电池技术；氧化还原液流电池仿真建模研究；适用于固 定式储能的先进氧化还原液流电池；先进锂离子电池的研究与创新；锂离子电池材料及输运过程建模； 锂离子电池生产试点网络。 2020 年，预计欧盟将再投入 7000 万 欧元用于电池相关研究项目。 1.2.3 产业发展 欧盟委员会预测，到 2025 年欧洲电池市场规模将达到 2500 亿欧元，此外，欧盟委员于 2019 年 12 月和 2021 年 1 月分别发布两项与电池相关的 欧洲共同利益重要项目 ‖（ IPCEI）。 2019 年宣布由比利时、 芬兰、法国、德国、意大利、波兰和瑞典七国到 2031 年前共同投入 32 亿欧元公共资金，并将撬动 50 亿 欧元的私人投资，用于开发高度创新和可持续的锂离子电池技术（液态电解质和固态电池），以实现整 个电池价值链的创新 [20]。 2021 年 1 月，欧盟委员会宣布除最初欧盟电池 IPCEI 项目的 7 个欧盟成员国之 外，奥地利、克罗地亚、希腊、斯洛伐克和西班牙也一起参与一项近 120 亿欧元的新项目 [21]。将在电池 制造的四个核心阶段（原材料开采、电池芯设计、电池组系统和回收供应链）投资创建新的解决方案， 整个项目将持续到 2028 年。迄今为止，欧盟委员会已拨出 60 亿欧元用于提高欧洲电池制造能力。此外， 欧洲计划设立 22 个大型电池工厂，到 2025 年，欧洲电池产能将从 2020 年的 49 吉瓦时提高到 460 吉瓦 时，增幅近 10 倍，满足年产 800 万辆电动汽车的需求，其中一半产能位于德国。到 2030 年欧洲将建立 6 座总年产能达到 240 GWh 的超级电池厂，其中位于瑞典专注于生产高端电池的谢莱夫特奥（ Skellefte） 工厂有望在 2023 年投入商用，年产能将扩张至 40 GWh。 1.3 日本 由于日本国土面积小、需求量占比大，以及地貌特征等因素，相比大规模太阳能发电站，屋顶光伏 产业和分布式电站的发展火热。与此同时，日本采用激励措施鼓励住宅采用储能系统，以缓解大量涌入 的分布式太阳能带来的电网管理挑战，这也让电池储能系统的需求不断增加。 1.3.1 战略部署 2012 年 7 月，日本经济产业省公布了蓄电池战略 [22]，提出在 2020 年左右将钠硫、镍氢等大型 蓄电池的电力成本降至与抽水蓄能发电成本相当，实现全球蓄电池市场占有率 50的目标。 2013 年 8 月， 日本新能源与工业技术开发组织（ NEDO）制定了充电电池技术发展路线图 [23]，更新了到 2030 年固 定式电池、车用电池及电池材料的研发目标和路线。 2016 年 4 月，日本经济产业省发布了面向 2050 年 技术前沿的能源环境技术创新战略 [24]，明确将电化学储能技术纳入五大技术创新领域并提出重点开 发领域包括固态锂电池、锂硫电池、锌 -空气电池、新型金属 -空气电池和其他新型电池（ 如氟化物电池、 钠电池、多价离子电池、新概念氧化还原电池等）。重点研发低成本、安全可靠的快速充放电先进蓄电 池技术，使其能量密度达到现有锂离子电池的 7 倍，同时成本降至十分之一，使得小型电动汽车续航里 程达到 700 公里。 2020 年 12 月，日本经济产业省发布了绿色增长战略 [25]，明确提出开发性能更优 异但成本更低廉的新型电池技术。 1.3.2 项目研发 日本 NEDO 持续设立国家层面研发项目，支持储能技术开发。 2019 财年对于储能领域，正重点进行 全固态锂离子电池和超越锂离子新型电池研发 [26]。 2000-2019 年 ， NEDO 共开展了 10 个储能相关项目。 其中， 2018 年 7 月， NEDO 通过了 创新性蓄电池 -固态电池 ‖开发项目，联合 23 家企业、 15 家日本国立 研究机构，计划未来 5 年内联合研发电动车全固态电池。该项目分两个阶段，第一期（ 2016-2020 年） 研发内容是新概念电池基础技术开发以促进商业化，将开发超越锂离子电池的新型电池。 2021 年正在开 展研究项目是新型高效电池技术开发第二期项目 [27]（项目周期 2018-2022 年，总经费 100 亿日元）， 将攻克全固态电池商业化应用的技术瓶颈，为在 2030 年左右实现规模化量产奠定 技术基础。 2 我国电化学储能发展现状 2.1 战略规划 我国储能产业起步较晚，但发展迅速，多项政策指导并促进了电化学储能技术发展。 2010 年可再 生能源法修正案中首次提到要发展储能技术，奠定了储能技术在推进我国能源革命中的重要地位。 2015 年 3 月中共中央国务院关于进一步深化电力体制改革的若干意见中，明确提出在确保安全的前 提下，积极发展融合先进储能技术。并在次年国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要 [28]中提出 的能源发展八大重大工程中重点提出要加快推进大规模储能等技术研发应用。为解决储能部署 中面临的 技术瓶颈，同年发布的能源技术革命创新行动计划（ 2016-2030 年） [29]明确提出了储能发展目标 到 2020 年，突破化学储电的各种新材料制备、储能系统集成和能量管理等核心关键技术。到 2050 年， 积极探索新材料、新方法，实现具有优势的先进储能技术储备，并在高储能密度低保温成本热化学储热 技术、新概念电化学储能技术（液体电池、镁基电池等）、基于超导磁和电化学的多功能全新混合储能 技术等实现重大突破。为进一步推进储能技术灵活应用， 2020 年 8 月，国家发改委、国家能源局在关 于开展 风光水火储一体化 ‖源 网荷储一体化 ‖的指导意见（征求意见稿） [30]中提出储能快速灵活调节能 力须在综合能源发展项目中体现。 2021 年随着我国提出碳达峰、碳中和 3060 目标 ‖，为构建清洁低碳、 安全高效能源体，国家发展改革委、国家能源局发布关于加快推动新型储能发展的指导意见（征求意 见稿） [31]，提出将发展新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力，支撑新 型电力系统建设的重要举措，最终实现碳达峰碳中和目标。 2.2 重大项目发展方向和示范部署 十三五 ‖以来，我国政府愈加重视电化学储能技术的相关研发，部署了一系列重大研究项目。能源 技术革命创新行动计划（ 2016-2030 年）明确提出了电池储能发展目标到 2020 年，示范推广 100 MW 级全钒液流电池储能系统、 10 MW 级钠硫电池储能系统和 100 MW 级锂离子电池储能系统等一批趋 于成熟的储能技术。此外，一系列国家重点研发计划（ 2017 年、 2018 年、 2021 年）均提出推动液流电 池、锂离子电池、铅酸电池、金属空气电池、固态电池等新兴技术项目研发部署。 2021 年 储能与智能电 网技术 ‖重点专项 [32]明确提出， 重点围绕中长时间尺度储能技术在内的六大技术方向进行研究，包括启动 吉瓦时级锂离子电池储能系统技术、兆瓦时级本质安全固态锂离子储能电池技术、金属硫基储能电池等 重大研究项目。同年， 新能源汽车 ‖重点专项中也提出将重点研发全固态金属锂电池技术、高安全、全气 候动力电池系统技术等技术领域。相较于美国、欧盟和日本电化学储能研发支持，中国新型高能电化学 储能技术竞争态势布局对比如表 3 所示。 表 3 全球主要国家新型高能电化学储能技术竞争态势布局对比 Table 3 Comparison of competitive situation and layout of new high-energy electrochemical energy storage technologies in major countries around the world 国家 美国 欧盟 日本 中国 战略规划 提出储能技术开发五年路线图； 发布储能安全性战略规划确 定电网安全部署储能路线图 SET-Plan 将储能列为创新优先行 动，出台实施计划和路线图；发 布 电池 2030‖计划路线图草案 确定到 2030 年新概念电池研发 目标；基于 电池 2030‖计划、 欧洲技术创新平台和欧洲电池联 盟建立电池研究与创新生态系统 蓄电池战略提出电池研发战 略目标；更新充电电池技术发 展路线图；能源环境技术创 新战略针对储能技术提出 2050 年研发目标和重点领域研发路线 能源技术革命创新行动计划 （ 2016-2030 年）提出到 2030 年储能发展目标和路线图 研发支持 恢复与再投资法案公私投入 7.72 亿欧元用于 537 MW 电力储 能项目； DOE 电力传输与能源可 靠性办公室持续支持储能研发项 目， 2020 年储能研发预算为 4850 万美元； ARPA-E 在 2009- 2019 年期间资助 95 个先进储能 研发项目； DOE 从 2012 年通过 储能联合研究中心开展 10 年储 能研发，解决相关重大科学挑 战； 2014-2018 年储能技术公共 研发经费约为 1.24 亿美元 2010 年起通过欧洲能源研究联盟 （ EERA）的储能联合计划实施 储能研发项目；在 地平线 2020‖ （ 2018-2020 年）计划方案中新 增电池主题计划， 2019 年投入 1.14 亿欧元、 2020 年投入 7000 万欧元用于电池项目；将在 2020 年启动 10 年期 电池 2030‖计划 开发超高性能电池概念； 2014- 2018 年储能技术公共研发经费约 为 3.89 亿美元 NEDO 在 2000-2019 年期间开展 10 个国家层面的储能项目，最新 项目将在 2018-2022 年期间投入 100 亿日元支持开发全固态电 池； 2014-2018 年储能技术公共 研发经费约为 2.14 亿美元 先后通过科技部的多个 973 项目 和国家重点研发计划重点专项支 持储能研发，最新项目有 智能电 网技术与装备 ‖、 新能源汽车 ‖、 变革性技术关键科学问题 ‖等重 点专项 产业发展 可再生与绿色能源存储技术法 案等对储能实施投资税收减 免、电网规模储能投资税收优 惠； 841 法令强制要求配电网运 营商允许 储能为电力批发市场提 供辅助服务；促进电网储能法 案促进储能与家庭和企业太阳 能发电系统的配套部署；加利福 尼亚州为代表的部分州政府长期 为储能提供补贴 欧洲投资银行为储能投资项目提 供贷款； 连接欧洲设施 ‖为其提 供风险担保；英国、德国、意大 利等国出台了储能补贴政策 日本从 2012 年起陆续对锂离子 电池、可再生能源发电配备储能 系统、家用电池储能或储热系统 进行购置和安装补贴 中国在 2017 年出台政策提出建 立储能补贴机制，但目前仅通过 峰谷电价制度、电力服务补偿机 制间接对储能进行扶持 为推进储能项目由研发示范向商业化初期过渡，实现商业化初期向规模化发展的转变， 2020 年国家 发改委、能源局公布了首批科技创新（储能）试点示范项目 [33]，主要对可再生能源发电侧、用户侧、电 网侧、配合常规火电参与辅助服务等 4 个应用领域共 8 个项目开展示范，项目名单见表 4 所示。 表 4 2020 年我国首批科技创新（储能）试点示范项目 Table 4 Chinas first scientific and technological innovation energy storage pilot demonstration projects in 2020 项目地区 项目名称 应用场景 青海省 青海黄河上游水电开发有限责任公司国家光伏发电试验测试基地配套 20 MW 储能电站项目 可再生能源发电侧 河北省 国家风光储输示范工程二期储能扩建工程 可再生能源发电侧 福建省 宁德时代储能微网项目 用户侧 江苏省 张家港海