全球氣候變化形勢之下，碳中和成為了各國的主要議題。在前不久舉辦的第26屆聯合國氣候變化大會（COP26）上，一個名為“長時儲能委員會”的組織把長時儲能這個概念進一步推到了關注者面前。

而在此后不久，長時儲能委員會就一語驚人：如果想要建設最優化的全球零碳能源系統，到2040年全球長時儲能裝機容量要擴大400倍！

何為長時儲能？

實現碳中和需要用更高比例的可再生能源代替傳統化石能源，而重要的可再生能源——太陽能、風能等都無法讓人們隨心所欲地使用：天氣和地理條件等因素讓它們在時間和空間兩個維度上存在著明顯的不均衡性。

因此，儲能被視為解決可再生能源波動的核心武器。通過將用電低谷時期的新能源電力加以儲存，并在用電高峰時期釋放，實現更高效的可再生能源利用，是未來能源低碳利用的核心理念之一。

然而，僅僅是“白天光伏夜間用”這種程度的儲能，并不足以解決新能源電力波動的問題。可再生能源存在以天為單位，甚至是以季度為單位的長時間不均衡，需要用儲存能量時間更長的技術來解決——這就是長時儲能。

長時儲能報告：爆炸式增長的長時儲能市場

長時儲能委員會由能源技術開發商、能源終端用戶和投資商共同組建，初始成員共有25家，其中有16家長時儲能技術企業。

成立不久后，長時儲能委員會就發布了第一份報告《Net-zero power:Long duration energy storage for a renewable grid》。長時儲能裝機容量需要擴大400倍的說法正是寫在這份報告中。

除此之外，報告還指出，近年來，投資者對長時儲能的興趣有所增加，對長時儲能技術公司的投資超過25億美元。但這還遠遠不夠，從2022年到2040年，全球長時儲能所需要的投資規模是1.5萬億美元到3萬億美元。

如此“爆炸式”增長的市場現在發展如何？

多種儲能技術路線競爭，熱儲能前景良好

報告中對多種長時儲能技術路線進行了梳理。與常規短時儲能類似，長時儲能也可分為電儲能、熱儲能、化學儲能、機械儲能四大類。

逐步發展的巨大市場下，長時儲能技術該走哪條路？多種長時儲能技術路線各自有何優劣？

從目前各國長時儲熱技術的科研和應用情況來看，目前電儲能仍然是主流技術路線。然而，長時儲能委員會指出，對于超過8小時的儲能時間而言，電儲能技術的成本將成為巨大的絆腳石，其他儲能技術的開發也是必要的。

報告中提出了一個評價儲能技術經濟性的參數：學習率（LearningRate），指在一項儲能技術目前的規模與成本的基礎上，規模每翻一倍，其成本的預期下降空間。

從上圖不難看出，電儲能的學習率低于長時儲能技術平均值，并遠低于機械儲能和熱儲能。在長時電儲能技術本身成本就較高的前提下，未來長時儲能產業加速發展帶來的不同儲能技術的經濟性差異將進一步拉大。

因此，發展長時機械儲能和長時熱儲能是必要的。抽水蓄能、壓縮空氣儲能、大規模地下水儲熱等技術有著遠大于電儲能的儲能規模和儲能時長，是未來長時儲能的重要角色。

從近期動態來看，成立長時儲能委員會的成員在COP26前后均有一些商業動作，而其中幾家長時儲熱技術廠商的成果頗為豐厚。

Azelio鋁儲熱技術：光熱電站的潛在新技術

Azelio近日獲得了南非農業公司Wee Bee Ltd的訂單，將為其提供1.3MWh規模的8臺儲熱機組。其主打的鋁儲熱技術具有儲熱溫度高、總能量轉化率高的優勢，已投建了十余個項目。

Azelio的前身是全球領先的碟式斯特林技術公司Cleanergy。早在2012年9月，尚未更名的Azelio就在中國內蒙古鄂爾多斯參與建成了首個110kW級的碟式斯特林光熱示范電站，并在該示范項目的成功基礎上積極推進大規模商業化碟式斯特林光熱電站的開發。

目前大多數光熱發電項目使用的儲熱材料均為熔融鹽，其中名為Solar Salt的硝基混合熔鹽是主要材料。熔融鹽的儲熱性能優秀，但具有一定的腐蝕性，同樣儲熱性能優秀的鋁合金將是未來具有一定可行性的替代技術。

Malta熔鹽儲熱技術：與熱泵結合的冷熱雙儲新嘗試

在今夏完成6000萬美元融資之后，Malta近日宣布與Bechtel Corporation建立合作伙伴關系，進一步推動其熔鹽儲熱技術的落地。

基于其熔鹽儲熱技術，Malta提出了一種利用兩個儲熱罐實現冷熱雙儲，并通過熱泵進行熱量交換，實現區域內儲熱冷熱聯供的技術。Malta稱該技術路線可實現10~150小時的儲能。

目前，Malta正在與加拿大能源公司NB Power攜手籌建規模達1000MWh的長時儲熱項目，若順利建成，將成為世界最大規模的長時儲熱項目。這家熔鹽儲熱技術公司的探索將為全球長時儲熱技術的應用探索一條重要的路徑。

Energy Dome：新型發電技術的探索者

正如其公司名稱中的Dome(穹頂)一詞，Energy Dome的儲能核心技術路線是將二氧化碳儲存在一個類似穹頂的大型圓頂建筑內。在儲能時，從其圓頂建筑抽取空氣中的二氧化碳并冷凝，冷凝過程產生的熱量則存儲在熱儲能系統中；在釋放能量時，使用熱儲能系統加熱液態二氧化碳使其蒸發膨脹，驅動渦輪機發電。

這項技術類似壓縮空氣和液化空氣儲能，但二氧化碳在高溫高壓時呈現的優質的流體力學性能將使發電機組擁有更高的效率。實質上，這項技術技術與近期我國西安熱工研究院研發并投運的投運的超臨界二氧化碳循環發電機組相似。

本次Energy Dome獲得1100萬美元的融資后，將加速籌建其二氧化碳儲能發電項目。其第一個示范系統正在意大利南部的撒丁島建造，據稱可實現4~24小時儲能時長的最優儲能效率。

二氧化碳儲能的技術路線屬于機械儲能，但與壓縮空氣和液化空氣儲能相同，該技術路線本身需要結合儲熱，而儲熱模塊的效率提升和成本降低將是二氧化碳儲能的核心增長點。未來二氧化碳儲能的發展同樣需要儲熱技術的優化改進。

長時儲熱有望迎來爆炸式增長

Azelio在南非斬獲訂單，進一步擴充業務規模；Malta與柏克德工程公司展開合作，并即將在加拿大部署1000MWh的儲熱項目；Energy Dome則獲得了1100萬美元的融資，開始籌劃首次商業部署——這些還只是長時儲能委員會中熱儲能委員企業的近期動向，整個長時儲能行業的活躍程度顯然不止于此。

與短時儲能不同，長時儲能更加重視儲能時長和儲能規模，在諸多在研或已商業化的項目動態中，我們可以看到，儲熱技術的諸多優勢已經逐漸浮出水面，即將迎來新一階段的發展。

“十四五”的第一年，我國的太陽能光熱發電行業就迎來了諸多項目的籌建和落地，可以說是光熱行業里程碑式的一年。光熱是儲熱技術的最重要應用場景之一，我們同樣也可以期待儲熱技術在其他領域的發展。正如近十年鋰電行業的爆炸式增長，未來十年的儲熱行業也讓我們充滿希望。