储能技术类型及其应用发展综述

薛福，马晓明，游焰军

（1.中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司， 武汉 430071； 2.华电电力科学研究院有限公司，杭州 310030； 3.湖北华电武穴新能源有限公司，湖北 黄冈 435400）

0 引言

太阳能和风能等新能源的利用受出力波动性与间歇性的限制。为解决日益凸显的全球能源短缺和环境劣化问题，近年来储能技术得到大力发展。储能，是指通过特定的介质或者设备将能量进行存储，并在需要时再释能做功的技术。储能可实现能源系统负载的均衡，并在调峰、调频、振荡调节、改善电能质量和提高供能可靠性中发挥重要作用。随着新能源的兴起，储能技术的应用场景和形式也日趋多元化，比如超级电容耦合光伏发电系统、风-氢耦合储能等多能互补能源系统。多能互补协同优化可保障供能稳定性和节能效率［1］：将储热纳入热电联产系统的源侧和系统侧，控制电网调度，可提升我国“三北”地区（指东北、华北、西北）风电消纳能力［2］；开发利用超导磁储能及其混合储能系统，在风力发电系统调节控制、脉冲负载、智慧交通运输、电动汽车充电站等领域日益崭露头角［3］。

国内外学者对现有储能技术的类型和发展状况开展了一系列相关研究。Guney 等［4］系统介绍了储能系统的分类、特点、优势、环境影响和应用。Akram 等［5］则对现代电力系统中参与电网调频、满足快速响应需求的储能技术进行了综述，包括超级电容器储能技术、飞轮储能和超导磁储能等，并对储能系统响应模型、方案和控制等进行了阐述。李相俊等［6］对新能源侧储能配置进行了研究，并归纳了国内外储能在新能源侧的应用、配置方法、预评估等方面的研究进展。此外，也有大量关于新型储能技术集成示范工程和关键技术、储能检测评价、标准制定等方面的研究［7-8］。

然而，以往的综述往往受限于储能技术的覆盖范围，如部分综述只关注特定行业（如电力行业）的储能技术，或在论述储能技术特点时，缺少对储能技术在实际应用过程中的经济性分析。对所有储能类型进行全面审查、融合不同储能技术的特点和经济性进行对比分析，有助于更好地了解不同技术的差异及其潜在应用前景，有利于实现多重技术整合，为后期政策制定提供一定的建议。

本文对现阶段各类储能技术进行全面梳理，重点介绍不同类型储能技术的特点和影响因素，并概括其最新发展状况。基于国内外一些储能技术重点应用示范工程，对储能技术的典型应用场景及问题进行了说明。最后，对储能技术的经济性进行了研究，并对相关预测方法进行了初步探索。

1 储能技术的类型及发展现状

储能的类型很多，按照能量存储形式可大致分为电化学储能、热化学储能、热能储能、压缩空气储能、飞轮储能、抽水蓄能、磁储能、化学储能和氢储能。其他类型的储能，如生物储能，因现阶段尚处于研究阶段，大规模应用场景较少，本文不作重点讨论。

1.1 电化学储能

电能可以通过电化学反应被储存在电池和电容器中。电池是一种成熟的高能量密度、高电压的储能装置。电容器以电化学方式存储和传递能量，其中超级电容器（UC）具有多孔电极结构，单位体积的电容量大。近年来，关于电化学储能的研究侧重于新型电极材料和电解质、电池成本、能量和功率密度、循环使用寿命和安全性等方面。

1.1.1 常规电池

在各类电池中，锂离子电池具有高比能量和高能量密度。锂电池的性能主要受固体电解质界面的影响，传统锂电池的能量密度往往很快达到物理化学极限。李泓等［9］以锂离子电池为例，利用热力学、动力学、尺寸效应、非对称体系等简述了电化学储能器件中的非传统电化学问题。Nitta 等［10］对各种锂电池正负极材料进行了优劣势分析，并对改善锂离子电池性能提出了相关策略。

在可用能量密度方面，锂-空气电池较常规锂离子电池更为突出。但高性能锂-空气电池的商业化尚存在诸多技术挑战：比如阴极结构设计、电解液成分优化、充放电过程中的化学反应等［11-12］。

由于钠的资源丰富性、低温特性以及与锂离子相似的化学特点，钠离子电池可能成为未来集成可再生能源的智能低成本电池，但其结构特征和掺杂钠离子的阴极材料制备方面有待进一步研究。韩诚等［13］归纳了钠离子电池负极材料的储存机理和改性方法，并重点介绍了几种钠离子电池负极关键材料的研究进展，包括碳基材料、钛基材料、有机材料等。Ru等［14］则提出，铝离子电池是最合适替代锂离子电池的候选者，但在商业化应用之前，其能量密度、电池容量和循环稳定性方面仍需改进。

1.1.2 电容器

电容器具有较高的存储效率（＞95%），使用寿命长，但寿命难以监测，在使用过程中易自放电，工作电压受限于电解液发生化学反应的电位。前沿研究主要侧重于纳米结构材料的选择、研发等，以提高电容器的能量和功率密度。Lu 等［15］详细阐述了纳米级材料对电化学电容器的影响，包括改善电极材料、设备耦合度等。朱元元［16］着重进行了电化学电容器负极材料的设计和储能机理研究，通过构建多孔结构和引入表面含氧官能团，以α-Fe2O3/rGO 为负极复合材料，MnO2为正极组装成非对称电化学电容器，有效改善了电化学电容器的性能。

1.1.3 液流电池

相比能量密度较低、能量输出时间短的固体电池，液流电池独具优势，但其使用受限于外部存储容量，且电池的造价和使用成本比较高。如何开发具有更大比表面积和比体积的单片电极、增加电解液对电极的润湿性、研制新型隔膜材料以及创建开放的孔隙结构以增加传质将会是今后液流电池设计研究的重点。谢聪鑫等［17］重点介绍了已产业化的全钒液流电池及其关键技术，并分析了新型液流电池（包括水系和非水系电池）的技术特点及挑战。

2022 年3 月，中国科学院大连化学物理研究所李先锋课题组在碱性液流电池的离子传导膜研制上取得重要进展，研制出磺化聚醚醚酮（SPEEK）阳离子交换膜，材料成本不到国外同类产品的1/10［18］。该项研究有望大幅提高新一代液流电池性能，加速推进液流电池储能技术的规模化应用。

1.2 热化学储能

热化学储能系统可根据需要利用可逆的化学反应来储存或释放热能。由于其储能过程的能量损失小，因此热化学储能具有良好的长期储能应用潜力。

汪德良等［19］综述了热化学储能的基本原理和特点，详细介绍了几种有前景的热化学储能系统及其研究现状，指出未来热化学储能的重点研究方向包括合适的储能系统、添加剂、储能和释能过程优化等。Bermúdez 等［20］提出了一种基于碳材料微波诱导CO2气化的储能新技术，利用微波加热机制对各种碳材料进行能量消耗和回收方面的测试和评估，该项技术在实验室规模的能效达到了45%。杨天锋等［21］对基于金属氧化物的高温热化学储能技术进行了综述，构建了100 MW 太阳能超临界CO2布雷顿循环与金属氧化物储能耦合系统，并建立了稳态模型。模拟结果表明，在典型晴朗春分日，该系统循环热效率可达51.2%，并可实现24 h 不间断运行。

长远来看，热化学储能系统的大规模商业化仍面临着诸多技术挑战，未来研究重点主要集中在以下几点：选择最优材料或材料组合以降低储存能量的热量损失；提高储能体系循环寿命和综合性能；研究循环动态特性及建模；控制造价成本等。

1.3 热能存储（TES）

TES 是指在存储介质中存储热能或冷能。TES系统通常由一种存储介质和设备组成，用设备向介质中注入和提取热量。TES 有3 种储能模式：显热、潜热和热化学。

地面蓄热是最普遍的显热储能方式，它通常涉及在夏季使用循环介质（水或空气）从建筑物中提取热量，地面换热器将循环介质输送到更深的地下进行储存供冬季使用。受介质单位体积蓄热能力较低的影响，显热储能的效率偏低。该技术的发展主要受投资成本、政策、储热材料、地下空间以及规模化程度等因素的影响。Vijjapu 等［22］重点介绍了显热存储技术和不同显热存储材料的特性，并指出随着材料科学和技术的进步，显热储能的能力和效率将得到显著提高。

潜热储能主要涉及相变材料。由于其相变过程的等温性质以及单位储能容量质量低、结构紧凑等特点，潜热储能广受关注。目前，潜热储能的研究主要集中于开发和引进新的储存介质，并采取一定策略来提高现有储存介质的热力学性质［23］，比如，为提高相变材料的导热性，可以结合不同形式的高导电性嵌件。同时，高温蓄热也正处于稳步研究阶段，包括在相变材料中嵌入金属泡沫、利用数学建模来预测高温下复合材料的特性等。

1.4 压缩空气储能（CAES）

CAES 系统可将多余的能量用于压缩空气，并将其储存在地下洞穴或废弃矿井中。根据能源需求，这些压缩空气可以被释放到涡轮机中做功发电；另一种选择是利用可用能源将液化空气储存在低温、低压的绝热储气罐中。后者过程能量损失相比于前者更低，更适合长期存储，效率更高。CAES系统虽具有技术成熟、易操作、安全环保、储能容量较高等优点，但大规模开发较依赖特殊的地理环境。

CAES 系统当前效率为42%～55%，解决效率波动和提高系统效率将是今后研究的重点。为提高系统效率、减少液化废弃物和液化过程外部能源的需求量，可以联合其他热循环（比如布雷顿循环、低温有机朗肯循环）将液化空气蒸发阶段的废冷、液化前压缩空气产生的废热存储利用起来。She 等［24］提出了一种布雷顿循环装置，循环利用空气液化产生的热量，并将热量释放到液化天然气储存系统的蒸发器中，将2 个系统耦合起来后装置整体效率提高至70%左右。绝热压缩空气储能系技术与蓄热装置的综合利用也备受瞩目。在我国已建成并投产了首座绝热压缩空气储能电站——常州金坛盐穴项目，其采用了非补燃式压缩空气储能技术，系统储能效率约为60%。

1.5 飞轮储能

飞轮储能也称为动能储存，是一种机械储能形式，能提供较高的功率和能量密度，其储能形式环保性好、空间占比小、技术成熟。动能通过电机/发电机传入/传出飞轮，具体过程取决于充电/放电模式，储存的机械能按需释放为电能。飞轮储能主要适用于实现机器的平稳运行，在电力调峰、不间断电源、近地球轨道监测、脉冲功率传输等领域应用广泛。

与常规储能电池和超级电容器相比，飞轮储能系统的缺点主要围绕着放电时间、成本、噪音、机械应力和疲劳应力、使用安全等方面。由于飞轮储能的存储量与飞轮质量成正比，与速度的平方成正比，因此需要在飞轮储能应用中最大限度地提升转速和功率密度。为提高飞轮储能功率密度，Toodeji［25］提出了一种新的组合系统设计，将超级电容器置于飞轮旋转盘内，通过交换脉冲功率存储大量能量。

飞轮储能关键支持技术是转子材料的选择和结构优化设计。使用复合材料可以实现更高的转速和功率密度。比如使用T700/AG80的碳纤维增强树脂基复合转子材料，可优化飞轮转子的结构参数，根据数学模型计算，飞轮的储能密度提升了约22.8%［26］。李万杰等［27］则提出，在高温超导飞轮储能系统中采用超导磁悬浮轴承可以更好发挥其性能优势。

从表2的统计结果可以看出,除环境/生态科学和地球科学这个研究领域外,在其他领域,高被引论文作者认为存在5个以上竞争者的比例均高于普通论文作者,这说明整体而言,高被引论文作者所面临的竞争环境比普通论文作者更加严峻。但是,学者们进行科学研究所面临竞争环境的激烈程度是有上限的。调查结果显示,仅有3%的高被引论文作者认为存在超过10个竞争者,仅有5%的普通论文作者认为存在超过10个竞争者。除计算机科学和数学、环境/生态科学和地球科学以外,在其他学科中,非常关心优先发表权的高被引论文作者比例远远超过普通论文作者。

1.6 抽水蓄能（PHES）

PHES 是一种以水力势能形式储存电能资源的驱动设施，利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库，带动涡轮机进行发电，完成储能与释能转换的过程。PHES系统的能源效率在70%～80%，容量大小通常为1 000～1 500 MW。PHES 系统的主要优点是资产寿命长，达50～100 年，运行和维护成本低。抽水蓄能的缺点是由于机组规模大，前期开发建设投入成本高；选址受地形限制，同时伴随着环境和生态影响等。地下PHES 系统被认为是一种技术上可行的选择，可以通过地下水库（例如废弃矿井）来解决常规抽水蓄能电站建设成本高、地形受限等缺点。但目前，地下抽水蓄能仍面临着前期地质勘测和施工难度大等问题，尚未正式规模化应用。

为提高传统PHES 的运行灵活性和效率、增加机组运行小时数，Deane 等［28］开发变速PHES 技术，采用旁通泵/涡轮机布置。在小容量情况下，设计泵送系统容量调控范围为60%～100%，发电容量调控范围为20%～100%。PHES 变速运行可提升区域电网新能源消纳水平，减少火电调峰［29］。为了提高多能联合系统接入电网运行的安全性，促进间歇式能源有效消纳，刘芳等［30］采用置信区间建立了考虑风电不确定性及抽水蓄能电站水头变化影响的联合优化机组模型。为了缓解PHES 系统对环境影响，新的开发和设计路线也正在研究中，包括在PHES中使用废水，耦合更多的风电、光伏等间歇性可再生新能源［31］。

随着国家政策、规划等的大力引导和支持，抽水蓄能迎来发展契机。如何解决地下抽水蓄能电站的前期工程建设、优化电站电气系统配置、设计开发超高水头超大容量电站及其装配技术、实现与可再生新能源耦合调度等将是今后PHES研究的重点。

1.7 超导磁储能（SMES）

SMES 是采用超导线圈将电磁能直接储存起来，需要时再将电磁能返回电网或其他负载的一种电力设施。SMES 目前主要应用于均衡电网负载、调相、调频、改善电网电能质量、自动发电控制和不间断电源、保障电力系统安全等方面。

由于超导线圈在超导状态下电阻几乎为零，SMES 在能量存储和利用过程中热损耗极低，电流和功率密度高，具有储能容量高、响应速度快（1～100 ms）、无噪声污染等优点。目前仍存在超导材料费用较高、低温制冷系统配置不足、退化和失效机制不够透彻、绝缘设计缺乏可靠性、缺少失超保护等问题，相关技术正在研究中：夏亚君等［32］介绍了超导磁储能装置的应用现状，从装置及系统2 个层面分析了SMES 应用的关键技术问题，包括动态特性、绝缘特性、控制特性，安全可靠性等方面，并针对不同层面的问题提出了具体的研究思路；郭文勇等［33］重点探讨了SMES 中的2 个基本核心部件——超导储能线圈和功率调节系统的研发现状，并指出未来应聚焦高温超导材料的研发将极大降低SMES成本，提高其性能和寿命。

1.8 氢储能

氢储能具有能量密度高、容量增减适应性强、放电时间长、与环境兼容性较好等突出优点，氢能显示出与电能互补的特性，在新型电力系统中应用价值明显。随着“氢经济”的兴起，许传博等［34］描述了氢储能的优势，探讨了氢储能在新型电力系统“源网荷”中的应用价值及规模分析。氢储能的劣势在于能源转化效率整体偏低、投资成本高，存储、运输等环节的技术尚未成熟。

不少学者开展了大量相关研究。在制氢技术方面，谢欣烁等［35］将传统制氢技术同新型制氢技术的生命周期评价进行了比较，阐述了各类制氢技术的基本原理和应用现状，并归纳了其制氢成本。文献指出风电制氢技术的环保性最佳，而核能热化学制氢在未来具有大规模应用的潜力。在氢能存储环节，Lamb 等［36］探索了从氨气流中提纯氢气的技术，并提出氨气的节能分解、氢气的分离和提纯是将氨气制氢储氢技术的2个关键环节。霍现旭等［37］则分析了现有成熟氢能储能系统的不足与限制，并结合国内外氢储能示范工程，指出今后氢储能的研究重点应集中在电解槽技术、储氢材料研发和燃料电池技术及性能综合评估等方面。Preuster 等［38］指出氢的成本是阻碍其在电力市场中使用的主要障碍，建议在高压和高质量条件下小规模使用氢能，如移动加氢站或小型工业用氢，可能是氢产业发展的突破口。该文献同时指出，第三世界国家可通过氢与有机液体结合运输的方法发展氢经济。

2 储能技术的应用

储能技术的应用场景广泛，如电力调峰、可再生能源利用、净零能耗建筑能源系统、智慧交通等。储能技术的应用形式也日趋多元化，比如多种储能技术耦合互补、与传统石化能源的多源耦合、便携移动式储能充电站等。选取储能技术几个典型的应用场景，并简要阐述了部分储能技术在开发过程中需要注意的问题。

表1列举了国内外一些已投产运行或在建的储能系统典型示范工程。可以看出，当前储能技术的应用和发展规模程度不尽相同。预计随着全球储能技术和市场蓬勃发展，未来储能技术将逐步由产业化初期向商业化、规模化发展，同时在新型电力系统中也将主动承担更多的功能。

表1 国内外目前在运或在建的储能系统示例Table 1 Examples of current energy storage systems in operation or under construction in the world

2.1 能源公用事业应用

随着储能形式的多样化，储能系统在公用事业中的使用颇受关注。通过将可再生能源系统与储能技术相结合，可提高可再生能源的推广率，使得电网控制和维护更加灵活。

传统形式的抽水蓄能技术已发展成熟，成为大规模储能的主要技术；电化学储能是在电能需求量较低时的方法，电池储能主要集中在运输系统、小型便携式电源或间歇性备用电源系统上，未来可集中应用于公用事业领域，如提供变电站峰值配电容量延迟、调峰以及增强其可靠性。He等［39］介绍了在公用事业中规模化便携式储能系统的潜力，并使用时空决策模型研究了其应用的经济性。该文献表明，在一些地区应用移动储能的方式可以将储能设备生命周期内的收入提高70%，并能有效促进当地可再生能源融合。

2.2 可再生能源应用

可再生能源的使用正在迅速增长，但这些资源的多样性为其大规模集成时的运营和使用带来了部分技术和经济性挑战。如何将可再生能源同储能系统/分布式储能系统相结合，解决其间歇性波动问题，很多学者对其做了大量研究工作。

Beaudin等［40］认为，可扩展、模块化、耐用和低维护的储能技术可能是分布式可再生能源获取的理想选择，单一形式的储能方式未必能满足全部应用特性，可以联合其他储能形式。Koohi-Kamali 等［41］回顾了电能存储技术在包含可再生能源的电力系统中的各种应用，包括提高可再生能源渗透率、负载均衡、频率调节、提供运营储备和改善微智能电网。

在压缩空气储能应用方面，将风能、太阳能和潮汐能等可再生能源与电网进行整合，可增加CAES 的灵活性。韩越等［42］则从多能源耦合的角度分析了压缩空气储能与其他火力发电机组及可再生能源的耦合形式和技术特点，为压缩空气储能技术的应用形式提供了综合全面的参考与指导。田崇翼［43］重点开展了压缩空气储能与风电系统能量优化与控制策略研究，建立了相关热力学模型，并搭建了基于涡旋机的压缩空气储能试验平台。

2.3 物流运输应用

随着现代物流运输技术快速发展，面向先进储能系统也逐步显现。车载储能系统混动汽车需追求高功率密度，以满足快速充放电、加速、高循环效率、易于控制和系统再生制动能力强等需求。地面电动车辆中使用的主要储能装置是电池，电化学电容器具有比电池更高的功率密度，可用于电动和燃料电池汽车。Cao等［44］提出了一种新的电池/超级电容混合储能系统，用于电动汽车，该设计充分利用了超级电容器的功率能力，而不需要匹配功率转换器来满足实时峰值功率需求，能明显改善蓄电池负载状况和车辆驾驶性能。为了提高储能能量密度，使用飞轮和电池的混合动力系统很具吸引力，其中飞轮具有高功率密度，可以很好地应对波动的功耗，而电池则具有高能量密度，可以作为推进的主要动力源。此外，对于大型车辆，比如火车，则可以通过在供电变电站、铁路轨道沿线或列车上安装储能装置，以获取车辆制动能量。有学者研究指出，铁路运输中关于再生制动，应用储能技术主要面临2 方面的挑战：一是针对特定的应用选择正确的储能系统；二是如何优化使用问题，这其中包括安装位置、系统尺寸、最优的充电放电控制等，以获取最多的能量［45］。

关于使用氢气作为车辆燃料，前沿是开发以液相储存氢气的物理和化学方法。采用合成或加工现有材料的新方法制备有改进性能的新材料是非常可取的。高佳佳等［46］重探究了4类新型储氢材料特性和应用场景，并对其研究进展、存在的问题以及发展趋势进行介绍。

3 储能技术性能比较

不同储能的技术特征差异较大，单一的储能技术难以具备快速充放、大容量存储、持续一致性好、可靠性高、成本低等全部条件。表2 和表3［47-48］分别列出了不同储能技术的优缺点和技术特征。可以看出，在电化学储能中，锂离子电池相比其他形式电池功率和能量密度高，但循环使用寿命缺不及超级电容；抽水蓄能具有高储能容量特性，持续使用周期长，适合大规模耗能场景应用，但存在环境和投入成本问题；超导磁储能因超导效应其循环效率比较突出，但能量密度相比却不占绝对优势；氢储能则呈现能量密度最高特点，但其循环效率偏低。针对特定的储能技术的应用场景和需求，应综合权衡选择合适的开发路径和类型，同时可以采取多种储能技术并行开发利用。

表2 不同储能技术的优缺点Table 2 Advantages and disadvantages of various energy storage technologies

表3 不同储能技术特征［47-48］Table 3 Technical characteristics of various energy storage technologies［47-48］

4 储能技术经济性分析

储能系统的成本通常取决于应用场景。不同技术的发展水平和规模不同，比较各种储能技术的经济性往往具有一定的不确定性。

国内外许多学者从不同出发点阐述储能技术经济性的研究方法。刘畅等［49］综述了国内外储能经济性的研究进展和方法，初步建立了储能在不同应用模式（包括传统发电领域、可再生新能源领域、辅助服务领域等）下的收益模型。该文献以区域电力系统为研究对象，比较了有无储能系统下系统生产运行成本和社会效益的不同，这种计算方式可分析储能经济性的趋势。Carnegie 等［50］确定了储能设备的应用场景，并比较了这些应用中存储设备的成本。此外，特定使用场景下储能系统的成本因位置、施工方法和规模而显著不同，成本效益取决于能源（如天然气）价格。Marean［51］研究了基于各种地质构造CAES 系统的投资成本：盐穴（溶浸开采）投资成本为1 美元/（kW·h），硬质岩石矿山（使用现有矿山）的投资成本为30 美元/（kW·h）。

修晓青等［52］构建了基于等效能折算的储能全寿命周期成本模型与平准化电力成本模型，指出受投资成本影响，现阶段抽水蓄能具备成本竞争力；若离子电池储能的投资成本降低30%，它将具备显著竞争优势。

Elshurafa［53］则回顾了储能技术在发电系统中的应用价值，从定性和定量方面审查了平准化储能成本模型、生产成本模型和基于市场的模型在评估储能价值方面的优点，同时指出在储能电力价值链中需要监管和市场改革更多的创新，以此真正发挥储能潜力。

表4 列出了不同储能技术的经济性评估数据。预计随着技术革新和应用规模化水平提高，未来部分储能技术的经济成本会有所降低，如应用于公用事业的锂离子电池、氢储能（氢燃料电池）等［54］。

表4 不同储能技术经济性评估［48，54-55］Table 4 Estimated costs of various energy storage technologies［48，54-55］

尽管许多文章通过探讨储能技术成本确定特定技术在未来的竞争力［55-56］，然而，由于缺乏相关技术革新、知识溢出以及预测商品价格变动趋势的能力，此类分析往往具有一定程度的不确定性。Schmidt 等［57］根据各种储能技术的历史价格和累计装机容量得出经验曲线，对各种技术未来的价格做了预测和探讨。

关于储能技术经济性分析需要权衡各种要素，不同的评价体系和模型分析各有侧重点，结果也有一定差别。在今后决策制定中，预测各种储能技术的应用潜力和发展规模方面，需要结合不同模型或开发优化更具代表性的模型来进行更深入分析。同时，储能经济性和市场价值也需要更多的考虑市场监管和市场改革等大环境影响，以获得更大竞争力。

5 结论

储能技术对于新型电力系统调频、提升电能质量、促进可再生新能源消纳、备用电源等发挥着重要作用。不同的储能技术特征差别较大，单一的储能技术或系统难以全部满足实际储能应用场景需求。随着技术革新和市场机制的稳步创新，储能技术将会在未来参与构建新型电力系统、推进能源革命、实现碳中和目标等方面发挥更大作用。

本文通过梳理总结近年来国内外一系列关于储能技术的研究成果，对现有储能技术的类型和发展状况进行了综述，着重分析了不同储能技术的差异及应用领域，并对其研究重点和经济性进行了阐述。

（1）电化学和电池储能技术重点是引入新的储能材料。本文深入剖析其储能机理，并分析了其对储能需求的适用性。

（2）热化学储能技术实现大规模商业化运行需掌握循环动态特性及建模，以提升使用寿命、降低成本。

（3）抽水蓄能和压缩空气蓄能技术是成熟、可靠的技术，常用于具有大规模电力存储，然而仍需研究如何提高其循环效率，解决开发前期的基建相关问题。

（4）飞轮储能则适用于频繁启停、放电时间短的场合，采用新型材料并对转子结构设计进行优化将是其未来研究方向。

（5）超导磁储能技术具有响应速度快、能量功率密度高等特点，目前需要突破超导材料研发、退化和失效机制等技术瓶颈。

（6）氢储能在新型电力系统应用价值和潜力明显，但技术在大规模实施应用之前仍需克服储运、跨领域协同、经济成本、市场认知度等方面的障碍。随着更多可再生能源系统与储能系统相结合，新型混合储能技术并行发展，预计未来氢和电作为能源载体的使用将得到大力改善。