储能科学与技术EnergyStorageScienceandTechnologyISSN2095-4239,CN10-1076/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（ISSN2096-4188，CN11-6037/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：tangy@mail.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：chenw@whlib.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：AInternationaldevelopmenttrendanalysisofthenextgenerationelectrochemicalenergystoragetechnologyTANGYun1,2,YUEFang1,2,GUOKaimo1,2,LILanchun1,2,CHENWei1,2,3(1WuhanLiteratureandInformationCenter,ChineseAcademyofSciences,Wuhan430071;2HubeiKeyLaboratoryofBigDatainScienceandTechnology,Wuhan430071;3SchoolofEconomicsandManagement,UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100190)Abstract:Inthecontextofglobalcarbonneutrality,theinternationalenergypatternischangingfromtheabsolutedominanceoffossilenergytotheintegrationoflow-carbonandmulti-energy.Energystoragetechnology,asakeytechnologytopromotethetransformationofrenewableenergyfromalternativeenergytomainenergy,hasattractedmoreandmoreattentionfromtheindustry.Thispaperanalyzesthestrategiclayout,projectdeploymentandkeydemonstrationprojectsofelectrochemicalenergystoragetechnologyintheUnitedStates,theEuropeanUnion,Japanandothermajorcountriesandregions.WithChina'scommitmenttocarbonpeakby2030andcarbonneutralby2060,theChinesegovernmenthaspaidincreasingattentiontothedevelopmentofelectrochemicalenergystoragetechnology,issuedaseriesofsupportingpolicies,launchedmajorresearchanddevelopmentprojectstocarryouttechnicalresearch,anddeployedseveraldemonstrationprojectsforelectrochemicalenergystorage.However,althoughChinahasmadeeffortstocatchupwithadvancedtechnologycountriessuchasEurope,theUnitedStates,JapanandSouthKoreainelectrochemicalenergystoragemanufacturingtechnology,thereisstillacertaingapbetweenChinaanddevelopedcountriesintermsofenergystoragebatterymechanismresearch,technologicalbreakthroughandkeymaterialmanufacturing,andthedemonstrationandapplicationofvarioustypesofelectrochemicalenergystoragetechnologyhasjuststarted.Therefore,itisnecessarytotakefurthermeasuresfromtheaspectsoftop-leveldesign,technologyresearchanddevelopment,industriallayoutandinfrastructureconstructiontoacceleratethewideapplicationofnext-generationnewelectrochemicalenergystoragetechnology,promote网络首发时间：2021-08-2517:47:53网络首发地址：https://kns.cnki.net/kcms/detail/10.1076.TK.20210824.1938.003.htmlenergyefficientutilization,multi-energyintegrationandcomplementarization,andbuilda"clean,low-carbon,safeandefficient"modernenergypattern.Keywords:electrochemicalenergystoragetechnology;nextgenerationbatterytechnology;internationaldevelopmenttrend;strategicplan;projectresearchanddevelopment;carbonneutral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.1Thedevelopmentofelectrochemicalenergystoragetechnology表1欧盟电池技术分类Table1EuropeanUnionClassificationofBatteryTechnology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>20251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（WoodMackenzie）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651MW储能系统中，电网侧储能贡献了529MW。住宅储能占第四季度总储能的14%，为90.1MW，剩余31.9MW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22018-2022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Table2KeyresearchareasrelatedtoelectrochemicalenergystoragesupportedbytheU.S.DepartmentofEnergyJointResearchCenterforEnergyStorage,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‖（BatteriesEurope）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.2TheEuropeanBatteryResearchandInnovationEcosystem-ConnectionsbetweentheEuropeanBatteryAlliance,theEuropeanPlatformforBatteryTechnologyandInnovationandBattery2030+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240GWh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40GWh。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100MW级全钒液流电池储能系统、10MW级钠硫电池储能系统和100MW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Table3Comparisonofcompetitivesituationandlayoutofnewhigh-energyelectrochemicalenergystoragetechnologiesinmajorcountriesaroundtheworld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537MW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42020年我国首批科技创新（储能）试点示范项目Table4China'sfirstscientificandtechnologicalinnovation(energystorage)pilotdemonstrationprojectsin2020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20MW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螺水泥厂32MWh储能电站项目用户侧江苏省苏州昆山110.88MW/193.6MWh储能电站电网侧福建省福建晋江100MWh级储能电站试点示范项目电网侧广东省科陆-华润电力（海丰小漠电厂）30MW储能辅助调频项目配合常规火电参与辅助服务广东省佛山市顺德德胜电厂储能调频项目配合常规火电参与辅助服务根据国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟（CNESA）于2021年4月发布的《储能产业研究白皮书2021》[34]数据，截至2020年底，中国已投运电化学储能示范项目累计装机规模位列全国储能总装机规模第二，达到3269.2MW，较往年同比增长91.2%。其中，锂离子电池累计装机规模最大，达到2902.4MW。从我国电化学储能主要提供商装机规模来看，2020年，中国新增投运的电化学储能项目装机规模排名前十位的公司依次为：宁德时代、力神、海基新能源、亿纬动力、上海电气国轩新能源、南都电源、赣锋电池、比亚迪、中航锂电和国轩高科。3我国电化学储能发展启示与建议近年来，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，如理解充放电和物质转移/传输的物理化学过程；技术突破，如开发高安全性、长寿命、低成本的锂离子电池、钠离子电池及其他新型高能化学电源体系，集成系统、改进封装设计以及应用新材料等方面仍面临诸多挑战，在离子传导膜、电解液、双极板等关键材料制造上距离技术发达国家有一定差距，多种类型电化学储能技术的示范应用才刚刚起步。通过对电化学储能技术相关国际政策规划的解读，对该领域发展提出以下建议：（1）明确顶层设计，提出下一代新型电化学储能技术的中长期发展路径国家战略层面上，通过综合考虑―双碳‖目标背景下，我国能源格局发展方向以及相关基础设部署规划，加快出台推进下一代新型电化学储能技术的顶层设计方案。在中长期能源转型过程中，明确新型电化学储能技术阶段性发展目标、设立重点专项、鼓励创建新型储能研发创新平台，支持产业转化应用，构建新型电化学储能技术的长期稳定发展环境。（2）加大技术研发，促进新型电化学储能技术的项目示范技术研发层面上，进一步提升锂离子电池性能及安全性，降低系统成本，促进市场规模化生产。加快全固态锂电池技术的研发应用，不断推进以钠离子电池、金属-空气电池、多价离子电池等为代表的下一代新型电池技术研发，开展电池制备关键材料、单元和集成管理等全系统的技术攻关。探索新型电化学储能技术应用场景，不断推进下一代新型电化学储能技术大规模示范部署。（3）注重产业转化，建立有利于新型电化学储能技术的市场机制产业运营层面上，应尽快明确电化学储能独立市场运营体身份，从电力系统辅助服务角色中剥离，赋予电化学储能技术应用更大的灵活性，作为独立市场主体从产业全系统多角度实现电力高效利用，激发市场竞争活力。加快建立新型电化学储能市场机制，充分体现储能技术对电力系统之外其他终端应用的商业价值。（4）完善配套基础设施建设，推进新型电化学储能设备智慧化运行基础设施建设层面上，面对终端应用的日趋多元化，新型电化学储能基础设施应加快推进标准化、易拆解以及通用性的连接方式，实现储能设施灵活高效并网运行。此外，结合我国―新基建‖涵盖领域和多种数字化技术推成出新，建立新型电化学储能云平台，利用大数据、云计算、移动互联网、物联网、人工智能、区块链等数字化技术，加强发电侧和终端应用同储能设施的灵活互控，实现储能设施混合配置、协调优化、高效操控的智慧化运行。参考文献[1]IbrahimKhan,NadeemBaig,ShahidAli,MuhammadUsman,SafyanA.Khan,KhalidSaeed.Progressinlayeredcathodeandanodenanoarchitecturesforchargestoragedevices:Challengesandfutu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