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储能的度电成本和里程成本分析

摘要：储能是促进可再生能源消纳和提升电网韧性的重要手段，而储能成本是

决定储能技术应用和产业发展规模的重要参数。本文针对典型的容量型和功率型

储能应用场景，结合产业调研数据和储能全生命周期技术分析，对储能度电成本

和里程成本进行测算。结果表明，电化学储能目前的度电成本大致在0.6～0.9元

/(kWh)·，距离规模应用的目标成本0.3～0.4元/(kWh)·还有相当的差距。因此，

储能技术的发展需要围绕“低成本、长寿命、高安全和易回收”的目标，在综合

考虑系统制造、系统寿命、系统安全和回收再生的基础上，开发变革性的储能技

术和产品。本文工作对于构建市场导向的绿色储能技术创新体系具有重要参考意

义。

关键词：容量型储能；功率型储能；度电成本；里程成本

1引言

储能是能源电力系统实现能量转换、存储和利用的有效途径，储能技术的应

用对于提高电力系统灵活性和促进可再生能源消纳具有重要意义。

[1-3]

根据时长要求的不同，储能的应用场景大致可以分为容量型(≥4h)、能量型

(约1～2h)、功率型(≤30min)和备用型(≥15min)四类：①容量型储能场景：该

场景一般要求连续储能时长不低于4h，例如削峰填谷或离网储能。利用长时储

能技术可以减小峰谷差，提升电力系统效率和设备利用率，降低新发电机组和输

电线路的建设需求。容量型长时储能技术种类较多，包括抽水蓄能、压缩空气、

储热蓄冷、储氢储碳以及各类容量型储能电池(例如钠硫电池、液流电池、铅炭电

池、锂浆料电池等)。②功率型储能场景：该场景下储能系统的连续储能时长一

[4]

般在15～30min，例如调频储能场景或平滑间歇性电源功率波动场景。在此场

景下，要求储能系统可以瞬时吸收或释放能量，提供快速的功率支撑。功率型短

时储能技术包括超导储能、飞轮储能、超级电容器和各类功率型电池(例如钛酸

锂电池、高电压电池、倍率≥2C型磷酸铁锂电池和三元锂电池)。③能量型储能

场景：该场景介于容量型和功率型之间，一般为复合储能场景，要求储能系统能

够提供调峰调频和紧急备用等多重功能，连续储能时长在1～2h之间，例如独

立储能电站或电网侧储能，0.5C或1C型磷酸铁锂电池就属于典型的能量型储

能电池。④备用型储能场景：在电网突然断电或电压跌落时，储能系统作为不间

断电源提供紧急电力，持续时间一般不低于15min，例如数据中心和通讯基站

备用电源等。铅酸电池、梯级利用电池、飞轮储能等都可以为该场景提供备用服

务。

不同应用场景对储能技术的性能要求有所不同，而储能成本则是决定储能技

术应用和产业发展规模最重要的参数。储能技术成本的下降将促进储能资本投

[5,6]

资回收期不断缩短并逐步靠近赢利点，提高市场积极性。近十年来，受益于新能

源汽车产业的发展，锂离子电池成本下降迅速，电化学储能的商业化应用机遇开

始显现。在储能产业的市场培育阶段，储能成本分析对于技术发展和产业规划至

关重要。目前，业界已有研究关注储能经济性评估和储能成本分析，其中基于储

能全生命周期建模的储能平准化(度电)成本是目前国际上通用的储能成本评价

指标。例如，WardT.Jewell等以度电成本作为评价指标，建立成本评价模

[7-10][11]

型，并以抽水蓄能为参比，以年运行比例、充放电时间等作为输入参数，对参与

并网运行的储能技术进行了比较，分析了影响储能技术度电成本的敏感性因素；

刘坚等评价了锂离子电池储能技术在峰谷套利和电网调频应用场景下的经济

[12]

性；潘福荣等建立了储能的全生命周期成本模型，用以评估储能在用户侧的收

[13]

益和投资风险。国际可再生能源组织(InternationalRenewableENergy

Agency,IRENA)于2017年发布了储能成本测算工具Cost-o