中国科学院院士赵天寿：我国需重点突破长时储能技术瓶颈

近日，2025工业绿色微电网创新发展山东推进会在泰安市召开。会上，中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿发表题为《双碳目标下我国储能技术发展趋势》的主旨报告。赵天寿指出，实现“双碳”目标的核心在于能源转型，储能技术作为破解风光发电间歇性难题的关键，正迎来从技术突破到产业化落地的重要窗口期。赵天寿强调，我国需在保持中短时储能技术优势的基础上，重点突破长时储能技术瓶颈，使“光电+风电+储能”成为新型能源体系的压舱石，为2060年碳中和目标筑牢能源根基。
 

储能成风光消纳“刚需”
 
赵天寿在报告中开篇点明，实现碳中和关键在于推进能源革命。当前我国能源结构中，太阳能、风能等可再生能源装机容量占比已达40%，但实际发电量仅占20%，核心痛点在于风光发电间歇、不可控，电网难以完全接纳。“2060年碳中和实现时，风光能源占比需从当前5%跃升至60%以上。若没有储能技术支撑，‘弃风弃光’现象将加剧，部分地区‘弃风弃光率’已超30%，甚至电网稳定性也将面临挑战。”赵天寿说道。
 
在应对风光电的不可控性上，储能技术至关重要。赵天寿指出，储能技术通过物理或化学过程，将不稳定的风光能源转化为稳定、可控的电能、热能或燃料，从而保障能源的可控供应。
 
在新型电力系统中，储能技术在发电侧、电网侧、用户侧各环节均发挥重要作用。在发电侧，储能可以助力可再生能源并网，提供尖峰负荷，避免供电间断；在电网侧，储能可以缓解输配电阻塞，降低输配电增容成本，提供电力辅助服务；在用户侧，储能可以降低用电成本、提高用电质量，或作为备用电源保障安全供电。
 
赵天寿特别强调，大型储能装备需满足三大技术要求——安全可靠、经济可行、资源可及，安全可靠是对储能系统的基本要求，经济可行的储能技术才能被社会接受，资源可及才能大规模应用，因此提出“安全是底线，经济性是生命线，资源供给决定技术发展上限”的结论。
 
长时储能需求迫切
 
作为当前装机容量增速最快的中短时储能技术，锂离子电池凭借能量密度高、响应速度快、转化效率高等优势，在我国储能总装机中的份额已经达到55.2%，超越了传统抽水蓄能。当前，我国依托电动汽车产业的爆发式增长，形成了从电池材料、电芯制造到系统集成的完整产业链。未来，以风光电为主的新型电力系统将为锂电储能带来更大的发展机遇。
 
目前长时储能需求日益迫切，成为领域焦点。赵天寿指出，随着风光能源占比提升，当出现连续多日阴雨或无风天气时，电力系统将面临断电风险。为了电力系统安全运行，需要在发电侧部署长时储能技术，储能时长应覆盖风光间歇的时长。赵天寿指出，我国新建的多条风光电外送跨区域电网，存在低谷时段，一般超过6小时，所以也需要在电网侧提供长时储能以提高电网利用率、输电能力。
 
另外，从用户侧看，北京、深圳等城市低谷时段超过6小时，传统的4小时储能技术难以满足需求。为了峰谷套利、降低用电成本，也需要大于6小时的长时储能技术。因此，长时储能技术对于发电侧、电网侧和用户侧都非常重要。在全球范围内，美国、英国、欧盟都已将长时储能列为战略重点。
 
液流电池成“破局关键”
 
在长时储能领域中，赵天寿认为，水系液流电池具有本征安全、时长灵活、扩容方便、寿命长、应用场景广等优势。液流电池通过“电堆”与“储液罐”分离的设计，实现能量与功率解耦，储液罐容量决定储能容量，电堆决定功率，这一设计使其非常灵活，是一种理想的长时储能技术。
 
液流电池另一大重要优势是其安全性，水系电解液不易燃，可部署于楼宇、停车场等场景。此外，液流电池循环寿命长，理论使用寿命可达30年。无论是在电网侧、电源侧，还是在用户侧，液流电池均可以满足相应需求。
 
然而液流电池的高额建造成本，成为该技术广泛应用的主要挑战。针对液流电池成本高的痛点，赵天寿团队通过跨学科融合取得多项突破：在隔膜技术上，开发高选择性、高导电性隔膜，在抑制电解液掺混的同时，提升离子传导速率；在电极技术上，优化电极结构与表面性质，提高反应速率；在流道结构上，降低流阻并提高活性物质分布均匀性；目前已将电堆功率密度提升至500毫瓦/平方厘米，推动了液流电池成本下降。
 
过去十年，我国在光伏、风电领域创造了快速领跑的奇迹，储能领域同样具备这样的潜力。赵天寿强调，“风光发电技术已经成熟，只要实现储能技术的突破，我们就可以建立一个以风光等清洁能源为主体的新型能源体系，也就能够充满信心迈向碳中和时代”。

(本文不涉密)
责任编辑：龙敏

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