美国非抽蓄储能产业发展分析及启示

美国非抽蓄储能产业经过多年发展已相对成熟，形成了清晰的技术选型路线和有效的商业模式，整个产业已具备规模化和经济效应；美国政府也出台配套了一系列政策，推动相关市场发展。我国非抽蓄储能产业正处于从示范应用向商业化过渡阶段，美国经验对于我国具有重要的借鉴价值。

美国非抽蓄储能技术路线
 

　　美国非抽蓄储能保持多年快速增长，装机规模从2007年245兆瓦发展到2018年1799兆瓦，年复合增长率19.9%。电化学储能技术（以锂离子电池、铅蓄电池、液流电池为代表）、储热技术（以太阳能光热发电为代表）是主要技术类型。

　　美国非抽蓄储能应用早期主要采用铅蓄技术。铅蓄电池是电化学储能中较早实现商业应用的技术。从技术特性看，传统铅蓄电池能量密度低、循环寿命短，新一代铅炭电池性能指标有所提升。从经济性看，由于铅蓄电池整体相对成熟，预计未来5年内传统铅蓄电池、铅炭电池成本下降空间不大。从产业发展看，截至2018年底，美国铅蓄电池装机规模144.6兆瓦，主要应用于微网及用户侧，目前美国掌握新一代铅炭电池核心技术的是Axion和East Penn两家公司，在美国实现商业化已有7年。

　　近年来锂离子电池是美国储能发展的主流。从技术特性看，锂离子电池能量密度高、循环寿命长，应用场景最为广泛，目前是电网辅助服务、可再生能源并网、工商业用户侧等应用场景下非抽蓄储能首选技术路线。从经济性看，受电动汽车行业和规模效应的驱动，近年来锂离子成本下降速度较快，商业应用已具规模，成本下降趋势还将持续。从产业发展看，截至2018年底，美国锂离子电池装机达到1093兆瓦，主要供应商多为系统集成商，电池组主要由中、日、韩三国企业提供，本地生产厂商包括特斯拉与松下的合资公司、中国比亚迪、日产汽车旗下AESC和韩国LG化学。

　　液流电池技术在美国商业化程度较低。目前相对成熟的液流电池包括全钒液流电池和锌溴液流电池。从技术特性看，全钒液流电池主要技术优势在于循环寿命长，适用于电网辅助服务、大规模可再生能源并网等应用场景；锌溴液流电池能量密度相对较高，主要应用于工商业用户侧。从经济性看，液流电池投资成本较高，投资成本比锂电池高60%左右，由于液流电池尚未在美国实现规模化生产与应用，预计未来5年下降幅度不会超过锂离子电池。从产业发展看，截至2018年底，美国液流电池装机为42兆瓦，全钒液流电池和锌溴液流电池各占一半，商业化应用水平不高。美国UET公司和Primus Power公司分别掌握了全钒液流电池和锌溴液流电池的核心技术，而部分电池组件则由中国厂商生产。

　　太阳能光热技术在美国仍然处于示范应用阶段。从技术特性看，光热发电技术调节性能良好，是目前美国应用最成熟的储热技术，但是光热电站对于选址要求较高，占地面积也高于光伏电站。从经济性看，光热发电技术设备造价和投资成本高昂，美国光热电站投资成本约为锂离子电池的7~10倍。从产业发展看，目前美国共有6个带储热装置的太阳能光热发电项目，装机容量达到458兆瓦，但整体发展还是受成本限制。美国SolarReserve公司已拥有相对成熟的光热发电技术和设备生产线。

　　综合来看，锂离子电池综合性能较好，应用场景较广，成本下降较快，未来仍将是美国储能产业发展的重点技术路线；传统铅蓄电池性能较差，应用场景受限，将逐渐被其他电化学储能技术取代；铅炭电池性能有所提升，但竞争力有限；全钒液流电池、锌溴液流电池技术成熟度有待提升，短期内大规模应用可能性不高；太阳能光热发电技术发展受投资成本和占地面积所限，大规模应用仍需大幅降低成本和政策体系支持。

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