隨著全球能源格局由依賴化石能源向追求清潔能源轉變，能源的持續穩定供給，日益成為公眾關注的重要問題。其中，儲能技術貫穿新能源開發與利用的全部環節，成為新能源發展的核心支撐。國家發展改革委和國家能源局聯合發布《能源技術革命創新行動計劃（2016—2030年）》，部署十五項重點任務，其中就包括先進儲能技術創新。

 

儲能技術是指通過裝置或者物理介質將能量儲存起來以便后續需要時進行利用的技術。目前，按照存儲介質進行分類，儲能技術主要可以分為機械類儲能、電化學類儲能、電磁類儲能、熱儲能、化學類儲能等。實際應用中，機械類儲能以及電化學類儲能的應用范圍相對更加廣泛。

 

機械類儲能是指利用機械原理將能量進行存儲的技術，例如典型的抽水蓄能、壓縮空氣儲能以及飛輪儲能等。以目前主流的抽水蓄能為例，抽水蓄能主要是在用電低谷階段，利用過剩的電力將作為液態能量媒體的水從低海拔位置移動至高海拔位置，以將過剩電力所具有的電能轉換為這部分水增加的重力勢能，實現能量的儲存。這樣，在用電高峰階段，通過控制高海拔位置的水流動至低海拔位置，再將這部分水的重力勢能轉換為電能輔助電力供應。僅針對這種削峰填谷的電力供應思路，截至2021年10月國內已經研發出300件以上的專利，用于不斷優化儲能效率以及電力供應效果。

 

電化學類儲能是指利用化學反應原理將能量進行儲存的技術，主要是基于電池實現能量在電能與化學能之間的轉換。主流的電池包括鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池和液流電池等。目前，鋰離子電池在電動汽車、計算機、移動設備上應用普遍，幾乎已成為世界上應用最為廣泛的電池。基于鋰離子電池的儲能技術也得到迅速發展，國內公開的關于鋰離子電池的專利已超過2300件。

 

電磁類儲能、熱儲能以及化學類儲能在一些領域中也有相關應用。其中，電磁類儲能是指利用電磁原理實現儲能的技術，主要包括超級電容器儲能和超導儲能。熱儲能是指將能量在熱能與電能之間進行轉化的技術，主要包括顯熱儲能以及潛熱儲能等。化學類儲能主要是指利用氫或合成天然氣作為二次能源的載體的技術，如將氫與二氧化碳合成為甲烷的P2G技術等。

 

截至2021年10月，筆者檢索到國內在儲能技術方面約有7.55萬件專利，包括約4.33萬件發明專利與約3.22萬件實用新型專利。其中，98%的專利均與電儲能相關，即用于實現能量在電能與其它類型能量之間進行轉換，在智能電網、動力電池等領域應用廣泛。電儲能具備優異的調節性能、靈活的安裝方式、環保等多種優勢。

 

在大規模的電儲能技術中，抽水蓄能技術相對更加成熟，但是其受地理條件制約，在不滿足地理條件的情況下難以實現抽水蓄能。而以鋰離子電池為代表的電化學類儲能受地形等因素影響較小，可靈活運用于發電側、輸配電側和用電側，并具有放電電壓穩定、工作溫度范圍寬、儲存壽命長、無記憶效應及無環境污染等優點。隨著電化學類儲能技術的發展，電化學類儲能技術的成本不斷下降，商業化應用日益成熟，這使得電化學類儲能的優勢愈發明顯，并逐漸成為儲能技術的主流，且未來仍有較大的成本下降空間，發展潛力較大。

 

截至2021年10月，筆者檢索到國內約有1.92萬件電化學類儲能專利。由于電化學類儲能技術的應用前景較廣，針對電化學類儲能技術的研究投入愈來愈多，后續會有更多的專利產出。以國家電網以及寧德時代(626.020, 15.78, 2.59%)為代表的多家企業，對電化學類儲能技術的研究水平已經處于領先地位，并已經在全國范圍內加速儲能布局，包括搭建儲能電站、構建儲能產業鏈（如動力電池產業鏈）等。另外，清華大學、重慶大學等高校也在積極致力于儲能技術的研究，不僅擁有數量較多的專利，也將專利付諸于實際應用。

 

隨著儲能技術的不斷發展，新能源產業日益興起，只有將最新的儲能技術應用到智能電網、動力電池等領域，方可保障電網高效安全運行和電力供需平衡，提高電網穩定性以及電能質量，滿足社會公眾不斷增長的對于新能源的需求。