作者：陈海生，中关村储能产业技术联盟理事长、中国能源研究会储能专委会主任委员、中国科学院工程热物理研究所所长
实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，其核心是能源结构转型。能源结构转型是指由化石能源为主逐步转变为可再生能源为主的新型能源体系，相应地，电力系统也将发生系统性变革。随着双碳目标的深入推进，可再生能源规模化发展与其不稳定天然属性的矛盾日益突出，已成为构建新型能源体系的重大挑战。
一、长时储能的定义
山东肥城300MW
先进压缩空气储能国家示范电站
从电网结构与用电规模看，中国和美国的情况较为相似；但是从可再生能源发展规模与技术水平而言，我国在装机容量和发电量两个关键指标上，均远超美国当前水平。因此，基于我国可再生能源和电力系统的现状和发展趋势，我们认为适合我国国情的长时储能的定义为：在额定功率下能够实现持续放电4小时及以上，或者数天、数月的大规模低成本储能技术。具体地，根据我国新型能源系统的发展阶段和灵活性储能的总体需求，长时储能技术又可以分为：
（1）中长时储能，主要是指在额定功率下持续运行（放电）4-10小时的储能系统；
（2）长时储能，主要是指在额定功率下持续运行（放电）10小时到1周的储能系统；
（3）超长时储能，主要是指在额定功率下持续运行（放电）1周以上的储能系统。
二、长时储能技术的主要特征和功能
目前，长时储能可分为物理储能、化学储能、热储能和氢储能4条主线，具体技术包括：抽水蓄能、压缩空气储能、重力储能、液流电池、熔盐储热以及各类储氢技术等。随着可再生能源的大规模发展，长时储能技术将是未来新型能源系统中的关键环节，它具有以下主要特征：
二是储能容量大，长时储能具有较大的储能容量，功率与容量一般可以实现解耦，可根据不同的功率和容量需求存储和释放大量电能。
三是单位成本低，大规模长时储能可以大幅降低度电成本。以抽水蓄能为例，其度电成本仅0.21-0.25元/kWh。
四是技术多样性，长时储能涵盖了多种技术路线，每种技术都有其独特的工作原理和适用场景，可以根据实际需求进行选择和优化。不同技术之间可以相互补充，共同构成更加完善的储能系统。
格罗夫木垒200MW/1600MWh
氢储能调峰电站及风光氢储车一体化项目开工
一般认为，可再生能源装机及其发电量占比不断提升带来的量变，将逐步引发能源系统特别是电力系统在物理形态和技术框架上产生本质性变化，在这个过程中，长时储能的占比也将逐步扩大。国际长时储能理事会(LDES)在2021年《联合国气候变化框架公约》第26次年度峰会上宣布，当可再生能源发电量占比达到60%至70%，长时储能将成为“成本最低的灵活性解决方案”，并且预测到2030年，全球长时储能的累计装机将达到150-400GW，到2040年，长时储能的累计装机进一步提升到1.5-2.5TW。
我国已成为可再生能源大国。2023年底，中国可再生能源装机突破14.5亿千瓦，占全国电力总装机超过50%，超过火电装机，迎来历史性的时刻。长时储能在这种大规模新能源接入的新型能源系统中将发挥更加重要的作用：
二是应对极端天气下的能源需求，增强电网安全特性。利用长时储能与超长时储能技术可以提高极端天气下电力系统的安全稳定运行。
三、发展现状与主要建议：
“十四五”期间，我国在长时储能技术领域取得了突出的成绩。在压缩空气储能、液流电池和氢能领域创造了多个国际首台套示范项目；抽水蓄能的单机机组迈向300MW交流励磁变速抽水蓄能机组；国际首套300MW先进压缩空气储能技术实现并网；储热技术实现了全球首座电热熔盐储能试验站和660MW煤电机组耦合蒸汽熔盐储热调峰的投运。新的储能建设项目中，百兆瓦级和中长时储能成常态。预计我国在2030年长时储能装机规模约2300万千瓦，约占同期新型储能装机总规模的20%；2060年超长时储能装机规模约1.5亿千瓦。
广东梅州抽水蓄能电站
构建新型能源系统是一个长期的系统性工程，需要立足国家能源资源禀赋，在新能源安全可靠替代的基础上稳步推进。我国幅员辽阔，可再生能源的发展在各个省市各不相同，资源和电力需求都不一样，对于储能，部分地区属于超前发展模式，部分地区选择各种储能技术全面部署，部分地区则是重点发展某一类型或某一应用场景的储能技术，因此，对于未来我国长时储能的技术与产业发展，更是需要发挥国家和地方在政策规划上的联动及区域协同机制，群策群力，共促长时储能技术的健康发展，建议具体举措如下：
二是坚持可再生能源与长时储能的协同发展。对可再生能源配储规模和比例开展科学论证，因地制宜，因时制宜，统筹布局不同时长和规模的长时储能技术。充分发挥国家和地方政府上下联动机制，在能源基地积极引导长时储能技术的示范与产业化工作，探索完善可再生能源与长时储能协调和融合发展模式。同时在政策上尽早明确税收抵免、碳定价、温室气体减排目标，引导市场、资本、人才等各种积极因素的汇集，共促发展。
三是进一步完善长时储能市场机制。首先，建立完善储能价值评价体系，探索分级容量竞价机制，完善包含长时储能源网荷储项目的电价机制。其次，建立健全长时储能政策保障机制，从项目管理、科技创新、市场环境、价格机制、产业发展等方面逐步完善。最后在示范应用阶段，还可以探讨直接的技术支持和扶持措施，包括技术转让奖励、国债优先支持和贷款担保等措施，以及对长时储能系统提供的服务和资源进行直接补偿，提高进入该领域的投资者对部署长时储能的信心。
本文共同作者：
张华良中国科学院工程热物理研究所研究员，中关村储能产业技术联盟长时储能专业委员会秘书长