內(nèi)容概要:超導(dǎo)儲能是一種利用超導(dǎo)線圈將電能直接以電磁能的形式儲存起來,并在需要時再將電能輸出給負(fù)載的儲能裝置。超導(dǎo)磁儲能具有能量轉(zhuǎn)換效率高(可達(dá)95%)、毫秒級響應(yīng)速度、大功率和大容量系統(tǒng)、壽命長等優(yōu)點,各國紛紛開始探索超導(dǎo)磁儲能,2023年全球超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)市場規(guī)模約為0.77億美元,其中北美為超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)的最大消費(fèi)市場,占比約35%。其次為歐洲、亞太地區(qū)。隨著高溫超導(dǎo)材料(-196℃,液氮,以上溫度工作的材料)的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用,超導(dǎo)磁儲能的成本有所下降,但當(dāng)前已有的超導(dǎo)體需要昂貴且笨重的冷卻系統(tǒng)才能實現(xiàn)零電阻導(dǎo)電,運(yùn)行及維護(hù)成本高,限制了超導(dǎo)磁儲能的工程化應(yīng)用和示范推廣。從長期來看,一旦室溫超導(dǎo)材料實現(xiàn)突破,則儲能技術(shù)將實現(xiàn)革命性突破。
關(guān)鍵詞:超導(dǎo)儲能工作原理、超導(dǎo)儲能行業(yè)相關(guān)政策、儲能裝機(jī)規(guī)模、超導(dǎo)儲能行業(yè)市場規(guī)模
一、超導(dǎo)儲能行業(yè)相關(guān)概述
儲能是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲起來,在需要時再釋放出來的過程。根據(jù)能量存儲形式的不同,廣義儲能技術(shù)主要分為熱儲能、電儲能、氫(氨)儲能三大類,電儲能包括電化學(xué)儲能、機(jī)械儲能和電磁儲能。其中電化學(xué)儲能又分為鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池等,機(jī)械儲能分為抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能,電磁儲能包括超導(dǎo)儲能、超級電容器。
超導(dǎo)儲能是一種利用超導(dǎo)線圈將電能直接以電磁能的形式儲存起來,并在需要時再將電能輸出給負(fù)載的儲能裝置。其核心在于超導(dǎo)線圈,這是超導(dǎo)儲能裝置中的儲能元件。超導(dǎo)線圈在超導(dǎo)狀態(tài)下具有無直流焦耳熱損耗的特性,因此可以長時間無損耗地儲存能量,且其儲能效率高達(dá)95%。此外,超導(dǎo)線圈的優(yōu)點還包括一次儲能可長期無損耗地保存,又可瞬時放出,儲存能量高,用低壓電源勵磁即可,裝置體積小,節(jié)省了常規(guī)所需的送變電設(shè)備和減少送變電損耗。
超導(dǎo)儲能具有能量轉(zhuǎn)換效率高(可達(dá)95%)、毫秒級響應(yīng)速度、大功率和大容量系統(tǒng)、壽命長等特點,能夠在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、混合儲能應(yīng)用等場景下發(fā)揮重要作用。
相關(guān)報告:智研咨詢發(fā)布的《2025年中國超導(dǎo)儲能行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展前景研判報告》
二、儲能行業(yè)市場現(xiàn)狀
隨著全球碳中和及能源轉(zhuǎn)型進(jìn)程的推進(jìn),儲能在世界范圍內(nèi)正迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。作為全球最大的能源生產(chǎn)和消費(fèi)國,中國既面臨著能源安全和環(huán)境可持續(xù)性的挑戰(zhàn),同時也蘊(yùn)藏著巨大的發(fā)展?jié)摿?。隨著我國能源轉(zhuǎn)型推動清潔能源發(fā)展進(jìn)入快車道,可再生能源裝機(jī)規(guī)模大幅提升。但與穩(wěn)定的化石能源不同,新能源發(fā)電具有間歇性、波動性、隨機(jī)性,急需儲能進(jìn)行穩(wěn)定調(diào)節(jié)。在此背景下,我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,2023年,中國儲能產(chǎn)業(yè)在政策、商業(yè)模式等多方利好下取得跨越式發(fā)展,已經(jīng)成為我國實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型道路上強(qiáng)有力的支撐。根據(jù)CNESA統(tǒng)計,截至2023年底,全球已投運(yùn)電力儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模289.2GW,年增長率21.9%。其中中國市場已投運(yùn)電力儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模86.5GW,占全球總規(guī)模的30%,同比增長45%。新型儲能累計裝機(jī)規(guī)模首次突破30GW,達(dá)34.5GW/74.5GWh,新增新型儲能裝機(jī)規(guī)模21.5 GW/46.6GWh,功率規(guī)模與能量規(guī)模同比增長均超150%,三倍于2022年新增投運(yùn)規(guī)模水平。
新型儲能新技術(shù)不斷涌現(xiàn),技術(shù)路線“百花齊放”。鋰離子電池儲能仍占絕對主導(dǎo)地位,壓縮空氣儲能、液流電池儲能、飛輪儲能等技術(shù)快速發(fā)展。截至2023年末,鋰離子電池占比97.3%,鉛蓄電池占比1.2%,液流電池與壓縮空氣均占比0.6%,飛輪儲能占比0.2%。
三、超導(dǎo)儲能行業(yè)相關(guān)政策
近年來,全國各地紛紛加快新型儲能產(chǎn)業(yè)布局,加大政策支持力度。超導(dǎo)儲能成為政策重點支持方向之一,如2022年1月,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)了《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》,對“十四五”期間我國新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求、發(fā)展目標(biāo)、重點任務(wù)等作出明確規(guī)定,提出推動多元化技術(shù)開發(fā),集中攻關(guān)超導(dǎo)、超級電容等儲能技術(shù)。河北省在2023年9月出臺了《河北省新能源發(fā)展促進(jìn)條例》,為我國首個省級新能源條例,要求縣級以上人民政府能源主管部門應(yīng)當(dāng)統(tǒng)籌布局建設(shè)電化學(xué)儲能、機(jī)械儲能、電磁儲能、儲氫、儲熱(冷)等新型儲能項目,推動新型儲能規(guī)?;瘧?yīng)用。2024年5月,山東省人民政府發(fā)布的《科技創(chuàng)新引領(lǐng)標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展實施方案(2024—2027年)》中,表示要突破先進(jìn)電池儲能、飛輪儲能、電磁儲能、新型壓縮空氣儲能等技術(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)研制方面,2023年2月,國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會、國家能源局發(fā)布了《新型儲能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》,提出到2025年,在電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、可逆燃料電池儲能、超級電容儲能、飛輪儲能、超導(dǎo)儲能等領(lǐng)域形成較為完善的系列標(biāo)準(zhǔn)。一系列利好政策的出臺,為我國新型儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了強(qiáng)勁動能,也為超導(dǎo)儲能技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用提供了良好政策環(huán)境。
四、超導(dǎo)儲能行業(yè)市場現(xiàn)狀
超導(dǎo)磁儲能性能優(yōu)勢明顯,各國紛紛開始探索超導(dǎo)磁儲能,2023年全球超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)市場規(guī)模約為0.77億美元,其中北美為超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)的最大消費(fèi)市場,占比約35%。其次為歐洲、亞太地區(qū)。隨著高溫超導(dǎo)材料(-196℃,液氮,以上溫度工作的材料)的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用,超導(dǎo)磁儲能的成本有所下降,但當(dāng)前已有的超導(dǎo)體需要昂貴且笨重的冷卻系統(tǒng)才能實現(xiàn)零電阻導(dǎo)電,運(yùn)行及維護(hù)成本高,限制了超導(dǎo)磁儲能的工程化應(yīng)用和示范推廣。從長期來看,一旦室溫超導(dǎo)材料實現(xiàn)突破,則儲能技術(shù)將實現(xiàn)革命性突破。
雖然中國在超導(dǎo)儲能方面的研究起步晚,但已經(jīng)取得一些重要進(jìn)展。主要研究機(jī)構(gòu)有中科院電工所、清華大學(xué)以及華中科技大學(xué)。中國科學(xué)院電工研究所研發(fā)成功的1MJ/0.5MVA高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng),于2011年在10kV超導(dǎo)變電站并網(wǎng)示范運(yùn)行,這是國際首臺并入實際電網(wǎng)示范運(yùn)行的高溫超導(dǎo)儲能系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合超導(dǎo)儲能和超導(dǎo)限流器的特點,中國科學(xué)院電工研究所與西電集團(tuán)公司合作,聯(lián)合研發(fā)成功1MJ/0.5MVA高溫超導(dǎo)儲能—限流系統(tǒng),在一套裝置上實現(xiàn)了兩種功能。2017年,由中國西電電氣股份有限公司與中科院電工所合作研制的世界首臺1MVA/1MJ超導(dǎo)儲能-限流系統(tǒng)樣機(jī),在玉門低窩鋪風(fēng)電場10kV母線并網(wǎng)運(yùn)行。2021年12月,中國船舶第七一二所研制的高溫超導(dǎo)儲能樣機(jī)順利通過技術(shù)驗收。該高溫超導(dǎo)儲能裝置采用了特殊結(jié)構(gòu)和冷卻方式,能快速實現(xiàn)兆瓦級功率釋放,極大促進(jìn)我國在高溫超導(dǎo)儲能方向上的技術(shù)發(fā)展。
五、超導(dǎo)儲能行業(yè)未來趨勢
超導(dǎo)儲能技術(shù)仍處于初步發(fā)展階段,隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破,憑借其優(yōu)異的調(diào)節(jié)性能和響應(yīng)速度,將作為未來重要的超短周期調(diào)節(jié)資源,成為新型電力系統(tǒng)不可缺少的一部分。傳統(tǒng)的超導(dǎo)儲能需要極低的溫度和壓強(qiáng)環(huán)境條件,限制了其應(yīng)用范圍。隨著新型超導(dǎo)材料的涌現(xiàn),超導(dǎo)狀態(tài)的實現(xiàn)溫度逐漸從最初的4.2k,突破到110k甚至是250k。超導(dǎo)技術(shù)實現(xiàn)溫度的不斷提升,為超導(dǎo)儲能的商業(yè)化應(yīng)用提供了更多可能性。超導(dǎo)儲能因成本較高,目前主要是示范工程。未來在技術(shù)進(jìn)步、規(guī)?;瘧?yīng)用等因素驅(qū)動下,超導(dǎo)儲能設(shè)備成本將逐步下降,競爭力將逐漸顯現(xiàn)。
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2025年中國超導(dǎo)儲能行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展前景研判報告
《2025年中國超導(dǎo)儲能行業(yè)市場全景調(diào)研及發(fā)展前景研判報告》共九章,包括超導(dǎo)儲能行業(yè)相關(guān)概述、超導(dǎo)儲能行業(yè)運(yùn)行環(huán)境(PEST)分析、全球超導(dǎo)儲能行業(yè)運(yùn)營態(tài)勢、中國超導(dǎo)儲能行業(yè)經(jīng)營情況分析、中國超導(dǎo)儲能行業(yè)競爭格局分析、中國超導(dǎo)儲能行業(yè)上、下游產(chǎn)業(yè)鏈分析、超導(dǎo)儲能行業(yè)主要優(yōu)勢企業(yè)分析、超導(dǎo)儲能行業(yè)投資機(jī)會、超導(dǎo)儲能行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測。
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