5G、数据中心都在用,锂电池储能如何从幕后走向台前,重塑能源格局?
在全球能源转型的浪潮中,储能技术成为了推动可再生能源大规模应用、保障电力系统稳定可靠运行的关键支撑。其中,锂电池储能凭借其卓越的性能优势,如高能量密度、长循环寿命、快速响应能力以及相对成熟的产业链,脱颖而出,成为当前储能领域的主力军,正引领着能源革命的新征程。
蓬勃发展的市场现状
近年来,锂电池储能市场呈现出爆发式增长态势。知名研究机构 EVTank、伊维经济研究院共同发布的《中国储能电池行业发展白皮书(2025 年)》显示,2024 年全球储能电池出货量同比大增 64.9%,总量高达 369.8GWh。中国企业在全球市场中占据了绝对主导地位,出货量达到 345.8GWh,市占率飙升至 93.5%,较 2023 年提升了 2.6 个百分点,彰显了中国在全球锂电池储能产业中的核心驱动力作用。
宁德时代无疑是行业中的璀璨明珠。2024 年前三季度,宁德时代储能电池出货量约 75GWh,国际电池和能源研究公司 SNE Research 数据显示,2024 年其全年储能电池出货量达 110GWh,全球市场占有率 34.80%,连续四年稳居全球第一。
在技术创新方面,宁德时代投入大量资源,推出长寿命高容量先进活性材料技术、高效补锂技术等,显著提升了产品性能;产能布局上,积极在国内外建设生产基地,匈牙利德布勒森市的电池产业基地项目规划产能达 100GWh,为市场供应提供坚实保障;市场拓展层面,与 NextEra、Synergy 等众多海外能源企业建立深度合作,业务广泛覆盖电力系统储能、工商业储能、家庭储能等多个领域。2024 年,宁德时代还发布了全球首款可实现 5 年零衰减且能大规模量产交付的储能系统 —— 天恒,该系统标准 20 尺集装箱达到 6.25 兆瓦时 10 级高能量,单位面积能量密度提升 30%,占地面积减少 20% ,技术实力可见一斑。
除宁德时代外,国内众多企业也在储能市场崭露头角。比亚迪依托在电池技术和新能源汽车领域的深厚底蕴,储能业务发展迅猛。其储能系统广泛应用于全球多个国家和地区,在智利的 Oasis de Atacama 项目中,与西班牙独立发电企业 Grenergy Renovables 合作,将储能总量从 1.1GWh 增至 3GWh;2025 年初,更是中标沙特电力公司总装机容量达 2.5GW/12.5GWh 的电池储能系统项目。
亿纬锂能凭借技术优势和产品可靠性,收获美国 Powin、AESI 等海外订单增长,出货量增速超 70%,还积极部署马来西亚储能产能。厦门海辰重点布局北美市场,与美国本土多家业主战略合作,推动出货量增长。远景动力凭借大电芯超前布局和全球化运营,与远景能源、Fluence 等大客户深化合作,出货量跻身海外前三,在全球拥有 13 座制造基地,其中 9 座位于海外 。
多点突破的技术创新
技术创新始终是锂电池储能发展的核心动力源泉。当下,锂电池储能技术在多个关键性能指标上实现了重大突破。
在能量密度提升上,通过研发新型正极材料,如高镍三元材料、富锂锰基材料,以及对负极材料结构进行优化,锂电池的能量密度不断攀升。宁德时代天恒搭载的储能专用长寿命电芯 l 系列产品,实现了 430Wh/L 的磷酸铁锂储能电池超高能量密度,使得储能系统能够在更小的空间内储存更多电能,有效降低了储能成本。
循环寿命方面,企业通过改进电池制造工艺、优化电池管理系统(BMS)等手段,极大地减少了电池在充放电过程中的容量衰减。部分先进的储能锂电池循环寿命已突破 10000 次大关,以宁德时代发布的天恒储能系统为例,可实现 5 年容量与功率双零衰减,显著提升了储能系统的长期经济性,降低了全生命周期成本。
安全性是锂电池储能应用的重中之重。行业加大了对电池热管理系统、阻燃材料、安全监测技术等方面的研发投入。宁德时代通过技术创新,成功解决了 “零衰减” 电池中锂金属高度活性难题,有效遏制氧化反应引发的热失控现象。在电池设计上,采用如宁德时代 CTP(无模组电池包)技术,减少电池内部连接部件,降低热失控风险;电池管理系统则实时精准监测电池状态,及时发现并处理异常情况,全方位保障电池安全运行。
在主流锂电池技术持续升级的同时,多元化技术路线也在加速拓展。固态电池作为下一代锂电池技术的重要发展方向,具有更高的能量密度和安全性,成为众多企业布局的重点。宁德时代、赣锋锂业等企业纷纷投入研发,部分企业已取得阶段性成果,有望在未来实现商业化应用,为储能市场带来新的变革。此外,钠离子电池凭借资源丰富、成本低等优势,在储能领域展现出良好前景。中科海钠、鹏辉能源等企业在钠离子电池技术研发和产业化方面积极探索,取得了一系列积极进展,未来有望在对成本敏感的储能应用场景中发挥重要作用 。
广泛多元的应用领域
锂电池储能在众多领域得到了极为广泛的应用,并且应用场景还在持续拓展和深化。
在电力系统中,锂电池储能扮演着举足轻重的角色。在发电侧,有效平抑可再生能源发电的功率波动。以光伏发电为例,光伏发电具有间歇性和波动性特点,通过配置锂电池储能系统,能够将光伏发电在不稳定时段产生的多余电能储存起来,在光照不足或用电高峰时释放,实现 “光伏 + 储能” 的协同稳定发电,大大提高了光伏发电的稳定性和可调度性,保障电力可靠供应。如我国西部某大型光伏电站,配置了大规模锂电池储能系统后,电力输出稳定性提升了 30%,弃光率降低了 15% 。
电网侧,锂电池储能系统用于削峰填谷效果显著。当用电高峰来临时,储能系统释放电能,补充电网电力供应,缓解用电压力;用电低谷时,储能系统充电,储存多余电能。在一些大城市的电网中,锂电池储能系统已成为缓解用电高峰压力的关键手段。以上海电网为例,部分区域引入锂电池储能系统后,电网峰谷差缩小了 10%,有效减少了电网扩容投资,提升了电网运行效率和可靠性 。
用户侧的应用同样丰富多样。工商业用户利用储能系统进行峰谷电价差套利,降低用电成本。不少大型商场、工厂安装储能系统,在低谷电价时段充电,高峰电价时段放电,大幅降低电费支出。据统计,某大型制造业工厂安装储能系统后,每年电费支出降低了 20%。家庭储能市场潜力巨大,随着居民对分布式能源利用和能源自主管理需求的增长,家庭储能系统可实现余电存储、应急供电等功能。
在一些分布式光伏发电普及的地区,居民安装家庭储能系统后,不仅能将多余的光伏电能储存自用,在停电时还能保障家庭基本用电需求,提高了家庭能源使用的灵活性和可靠性。此外,在 5G 基站、数据中心等领域,锂电池储能作为备用电源,可保障关键设备在停电情况下持续运行。例如,某大型数据中心配置锂电池储能系统后,在多次短时间停电中,成功保障了服务器等关键设备的正常运行,确保数据服务的稳定性,避免了因停电造成的数据丢失和业务中断 。
亟待攻克的现实挑战
尽管锂电池储能发展形势一片向好,但也面临着诸多严峻挑战。
成本问题依旧是制约其大规模推广的关键因素。虽然近年来随着技术进步和规模化生产,锂电池成本有所下降,但在一些对成本极为敏感的应用场景中,仍需进一步降低。以大规模储能电站建设为例,储能系统成本在整个项目投资中占比较高。为解决这一问题,企业积极采取措施,通过优化生产工艺,提高原材料利用率,降低生产过程中的能耗和废品率;加强供应链管理,与上下游企业建立长期稳定合作关系,降低原材料采购成本等方式,不断压缩生产成本。同时,随着产业链的不断完善和技术的持续创新,如新型材料的应用、生产规模的进一步扩大,预计未来锂电池成本将继续下降 。
安全性是锂电池储能应用中绝对不容忽视的问题。锂电池在充放电过程中存在热失控风险,一旦发生安全事故,将造成严重的人员伤亡和财产损失。为提升安全性,行业从多个层面发力。在材料研发上,致力于开发高安全性的电极材料、电解液和隔膜,提高材料的热稳定性和化学稳定性;电池设计方面,采用更安全的结构设计,除了宁德时代的 CTP 技术外,还有其他企业研发的类似无模组、少模组设计,减少电池内部连接部件,降低热失控风险的传播路径;电池管理系统则利用先进的传感器技术和智能算法,实时、精准监测电池的电压、电流、温度等状态参数,及时发现并处理异常情况,如过充、过放、过热等,保障电池安全运行 。
废旧锂电池的回收与再利用是行业可持续发展面临的重要课题。随着锂电池装机量的快速增长,废旧锂电池数量将大幅增加。若处理不当,不仅会造成锂、钴、镍等宝贵资源的浪费,还会对环境产生严重污染。目前,我国已初步建立起废旧锂电池回收体系,格林美、邦普循环等企业在废旧锂电池回收领域处于领先地位。这些企业运用先进的回收技术,如物理拆解、化学提取等方法,将废旧锂电池中的有价金属进行高效回收再利用。以格林美为例,其每年可回收处理大量废旧锂电池,从中提取的锂、钴等金属重新进入电池生产环节,既减少了对原生矿产资源的依赖,又降低了环境污染风险,实现了资源的循环利用,为锂电池储能产业的可持续发展提供了有力支撑 。
前景光明的未来展望
展望未来,锂电池储能市场前景十分广阔。
从政策层面来看,各国纷纷出台支持储能发展的政策。我国工业和信息化部、国家发展改革委等八部门发布的《新型储能制造业高质量发展行动方案》明确提出,到 2027 年,我国新型储能制造业创新力和综合竞争力显著提升,产业体系加速完善。这将为锂电池储能产业发展提供强大的政策驱动力,引导更多资源向该领域聚集,促进技术研发、产业升级和市场拓展 。
技术创新将持续引领锂电池储能产业迈向新高度。新型材料、先进制造工艺、智能化管理技术等将不断涌现,进一步提升锂电池储能系统的性能和可靠性,降低成本。同时,随着储能与 5G、人工智能、大数据等新兴技术的深度融合,将催生出更多创新应用场景。例如,利用人工智能算法对储能系统进行智能调度和优化控制,提高储能系统的运行效率和经济性;通过 5G 通信技术实现储能设备的远程监控和管理,提升运维效率。
市场需求方面,除了传统的电力系统储能、工商业储能和家庭储能市场将持续增长外,随着新能源汽车产业的迅猛发展,退役动力电池在储能领域的梯次利用市场将逐渐兴起。退役动力电池虽然在能量密度、循环寿命等方面无法满足汽车动力需求,但经过检测、筛选和重组后,可应用于对能量密度和循环寿命要求相对较低的储能场景,如分布式光伏发电储能、电网调峰储能等。这既降低了储能成本,又实现了资源的高效利用,为锂电池储能产业开辟了新的市场空间 。
锂电池储能作为推动能源转型和可持续发展的核心技术之一,在当前已取得显著成绩的基础上,未来必将迎来更加辉煌的发展阶段。通过持续的技术创新、成本降低和市场拓展,锂电池储能有望在全球能源革命中发挥更为关键的作用,为构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系贡献巨大力量 。
来源丨储能消息
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