这几年储能概念股夯，谈到储能，所有焦点都集中在锂电池，可是不只锂电池储能，很多东西都可以储能，之所以一直谈锂电池，是因为锂电池是目前高手擂台上最具冠军相的选手。我们今天就花三分钟的时间，为你建构系统性的储能系统知识框架。
三种储能方式：物理储能、电磁储能、电化学储能
储能是先将电力转化为其他形式的能量，存放在「储能装置」中，并在需要时释放，在充电与放电的过程中，自然实现了能量的跨时间转移，如同「水库」居中做个「削峰填谷」调节：水多的时候储存起来，水少的时候放出来大家用，这就是储能的角色。
储能装置有多种方式，我们可以将电能转化为动能、位能和化学能等，对应能量转换方式的不同，目前主要的储能类型分为物理储能、电磁储能、电化学储能。有些分类会拆分成五类甚至更多，我建议不需要花时间纠结在分类上，这种纠结拿来搞学术可以取得相当的成就，但如果你是个创业者或是投资人还这么想，我建议你应该改行。
| 种类 |
典型额定功率（kW） |
额定功率下的放电时间 |
特点 |
应用场景 |
| 物理储能 |
抽蓄水力储能 |
100,000～2,000,000 |
4～10小时 |
合适大规模储能、技术成熟、充放电速度中等、受地理条件限制 |
调峰、日负载调节、频率控制、系统备用 |
| 压缩空气储能 |
10,000～300,000 |
1～20小时 |
合适大规模储能、充放电速度慢、受地理条件限制 |
调峰/调频、系统备用、平滑可再生能源功率波动 |
| 飞轮储能 |
5～10,000 |
1～1,800s |
寿命长、无污染、成本高 |
调峰、频率控制、电压控制、不断电电源 |
| 电磁储能 |
超导储能 |
10～50,000 |
2～300s |
充放电速度快、需要低温条件才能运行、成本高 |
输配电稳定、抑制震荡 |
| 超级电容储能 |
10～1,000 |
1～30s |
充放电速度快、成本高 |
频率控制、电压控制 |
| 电化学储能 |
铅酸电池 |
几千瓦～几万千瓦 |
几分钟～几小时 |
技术成熟、成本低、寿命短、存在环保问题 |
备用电源、全黑启动 |
| 锂电池 |
几千瓦～几万千瓦 |
几分钟～几小时 |
能量密度高、寿命与安全问题仍需要持续改善 |
频率控制、电压控制、备用电源、平滑再生能源功率波动 |
| 液流电池 |
5～100,000 |
1～20小时 |
寿命长、可深度放电、便于组合、环保、能量密度稍低 |
备用电源、平滑再生能源功率波动 |
| 钠硫电池 |
100～100,000 |
数小时 |
需要高温条件才能运行、安全问题有待改善 |
频率控制、电压控制、备用电源、平滑再生能源功率波动 |
| 铝电池 |
几千瓦～几万千瓦 |
几分钟～几小时 |
能量密度稍低、安全性高 |
备用电源、全黑启动、其他对能量密度要求不高的应用 |
（表一）三种主要储能方式比较表
资料来源：谢芳吉
全世界最大的储能系统是抽蓄水力储能，而且短期来看它的主导地位不会改变
我们先来理解物理储能。物理储能包括抽蓄水力储能、压缩空气储能和飞轮储能等。抽蓄水力机组除了用来发电，也就是我们平时理解的「水力发电」之外，反向过来也可以做为储能电池，供电力调度之用。抽蓄水力储能容量大、储电成本低，可以说是一个天然电池，而且短期来看它的主导地位不会改变。
但抽蓄水力储能并没有太大的成长潜能，因为它的建设完全依赖于地理条件，也就是说当地水资源是否足够丰富且稳定供应，这几年开始，新建的水库几乎都面临到生态与环境争议而搁置。2016年以来全球的抽蓄水力机组装机量仅成长0.6%。
压缩空气储能顾名思义是用空气作为能量的载体，利用电力将空气压缩，储存在废弃矿井、过期油气井或储气井、海底、盐洞等，当需要时再将压缩空气与天然气混合，加热燃烧推动涡轮机发电。虽然运作仍然需要化石燃料，但还算环保，技术特点是输出功率大（MW级）；持续时间长，可达数小时；运行寿命长，可循环上万次，寿命可达40年。缺点是受地理结构限制，建设成本高，应用上不易普及。
飞轮储能同样顾名思义，是用电力将一个圆柱体用非常快的速度在真空中加速，从而将电能以动能的形式储存起来，再把动能转成电能使用。飞轮储能常用于工业里的不断电系统UPS中，或于电网上进行频率控制和电压控制，技术特点是储能效率高达90%、使用寿命长、环保无污染、使用起来很简单。缺点是能量密度低、保养费用昂贵、性价比差。
超导储能和超级电容储能目前成本都很高，短时间不会大量应用
电磁储能包括超导储能和超级电容储能。超导储能是把超导材料制成的线圈放在临界温度的容器中，在这么极端温度的环境之下，超导体内的电阻是零，传输电能时不会有电力损失，能量就以超导线圈中循环流动的直流电储存在磁场中。
但是为了要实现超导储能，它需要耗费能源创造出临界温度的环境，实在是太贵了，也不够环保，而且能储能的时间非常短，虽然已有超导储能产品可用，但在电网中应用很少，大多是试验性的。
超级电容储能则是采用特殊电极结构，使电极表面积增加几万倍，从而产生很大的电容量，技术特点是充放电速度快，可循环使用次数高，用在公车或捷运上，能够在加速时快速放电，在刹车时回收能量，即使频繁加速、刹车也不会影响电池寿命。
全世界成长最迅速的储能系统是电化学储能，其中又以锂电池储能最具冠军相
电化学储能是近年最热门，这也是近年来发展最迅速的储能类型。2018年可以说是电化学储能的元年，也是集中爆发的一年，电化学储能的种类非常多，其中铅酸电池挟带非常低廉的成本优势，大量使用在动力电池例如汽机车的启动电瓶、电动自行车，以及储能电池如不断电系统等。但其问题在于使用寿命短，不环保。
锂电池最大的优势就是能量密度高，制造成本随著电动车市场的规模效应而不断下降，是目前电化学储能应用最多的电池。
液流电池有好几种，我们最常听到的是全钒液流电池。技术特点是使用寿命长、充放电性能良好、容量也可达MW级，适合于应用在电力系统中，但制造成本较高。
钠硫电池的技术上有个前提，其电池的运行温度需保持在300℃以上，以使电极处于熔融状态。再加上制造成本也高，因此比较少大规模应用。
另一个是最近新闻常出现的铝电池，铝、石墨这种材料产量丰富，量产时，较其他电池便宜，而且寿命长、没有有机溶剂在其中。它的缺点就是能量密度不够高，所以要慎选应用场景。
我们在理解或使用储能电池的技术时，要先接受一个思维前提：这个世界上没有一种完美的储能技术，我们只是在不同的应用场景里做了选择。天生我才必有用，各种储能电池技术都有其合适的应用场景，有它的优势也有它一定的限制。
看完这篇文章相信可以帮助你脱离一知半解，不再靠著吸收碎片化的知识或资讯，片面解读储能。如果你还想了解更多，邀请你注册或登入成为绿学院用户，绿色产业最前沿的趋势、商机、人脉、资金一键抵达，也欢迎参加产业小聚，认识更多A咖！