2024年度十大储能技术“复盘”

2024年以来，愈发内卷的储能产业加速进入技术比拼阶段。

一方面是，单纯卷价格，让越来越多业界人士对储能产业可持续发展表现出了担忧。另一方面，储能技术的发展远未达到格局将定的时候。技术比拼的压力既来自内卷，也来自行业真实的需求。

宁德时代董事长曾毓群表示，储能设备市场虽然规模较小，但其复杂性远超运输市场。曾毓群将一个千兆瓦时的电池储能系统比作一架波音787飞机，其零部件数量多达700万到900万个。

阳光电源董事长曹仁贤在今年4月对外指出，当下储能设备平均利用率偏低，且电力现货、辅助服务等商业模式尚未完善。此外，目前中国有上万家储能企业，大部分产品毛利率较低，企业缺乏后续资源与经费继续投入研发，安全隐患问题依然存在。

亿纬锂能董事长刘金成则表示，一个亏本销售的大产业是不可以持续的，一定要跟产业链上的每一个有创新能力、有质量保证能力的企业留出他生存的空间，这个产业才能持续发展。

行业领袖对当前储能产业的“洞察”，体现了当前产业的“畸形”。那么，储能产业要想早日步入正轨，技术领域的比拼不可缺少。

当前，储能技术的比拼，一方面从锂电池的安全、降本、性能等多维度提升；另一方面，液流电池、钠离子电池加速在储能领域的研发、应用等，使得储能技术呈现“百花齐放”的面貌。

基于今年多个展会新品情况，高工储能对今年度出现的一些重点储能技术做了梳理，其中组串式、构网、交直流一体、全液冷、大容量电芯、叠片工艺、高温电池、碳化硅、液流电池、钠电池等或将是2024年度“十大”储能技术进化或者差异化发展方向。

本篇所盘点年度技术仅为基于各大展会观察所做盘点。

组串式

组串式储能系统通常由多个较小容量的储能单元串联而成，每个单元都具备独立的控制和管理功能。这种分散式的架构赋予了组串式储能高度的灵活性和可扩展性。

在今年的展会上，组串式PCS几乎成了5MWh及以上新品的“标配”。众多业界人士表示，伴随电芯、系统容量不断变大，组串式PCS可以大幅提高储能安全。

除了主流储能系统厂商阳光电源、华为数字能源等之外，众多PCS厂商跟进此路线。

盛弘储能12年始终坚持并精进模块化多分支技术，实现对电池的精细化分簇管理，有效消除并联失配及环流问题。在大储领域，其在2024年开发了针对大储的模块化PCS，也在9月的展会相继展出。

在组串式储能领域，禾望电气在9月SNEC展上带来了风冷250kW组串式PCS及1~5MW组串式变流升压一体机，系列产品认证齐全，且已实现批量发货。

同样，在9月SNEC展会上，上能电气展示了5MW组串式储能变流升压一体机。据了解，该产品采用高度集成化设计，单机具备IP66防护+C5防腐功能，可实现电池簇级管理、灵活配置扩容；IP68快插端子设计更加简化安装运维工作。

值得一提的是，上能电气为美国市场供货的首批22台组串式储能变流升压一体机发货。值得一提的是，崧盛创新也携多款组串式储能新品——235kW 三相高压储能变流器 SSE-HH235K-P3CN、三相高压 60kW 混合逆变器SSE-HH60K-P3EU以及北美裂相 8kW~15kW户储产品SSE-HL8K~15K-P2US亮相SNEC展会。

构网

构网型储能自2022年西藏一招标文件，业界逐渐意识到构网的重要性。伴随新能源渗透率不断攀升，储能构网刚性需求越来越明显，构网引发的储能技术革命仍在继续。

这种迫切需求主要来自于当前西部以及一些弱网区域的需求。但在未来，“双碳”目标的实现，新能源的大规模发展已不区分地域，支撑新能源电力系统稳定运行是全球性的需求。构网型储能在提高新能源发电能力、提升输电通道输送能力、提高供电可靠性、提升负荷中心电网电压支撑能力、增加电网黑启动资源、提升电网黑启动效率等方面优势明显，全球的构网型储能需求也将非常明确。

伴随构网需求逐渐涌现，储能系统构网设备主要有两种，一是低压储能系统的构网，二是高压储能系统的构网。

在高压构网领域，当前主要有南瑞继保、易事特、新风光、智光储能、为光能源等相继推出了高压直挂储能系统。

在低压构网中，除了南瑞继保外，阳光电源、华为数字能源、科华数能等均在项目中展示了构网能力。其中，PCS环节也将目光聚焦到构网储能上来，盛弘股份、上能电气、索英电气、为光能源等相继推出构网型PCS。

交直流一体

据了解，交直一体意味着省去PCS、LC等设备占地及维护空间，占地节省29%，百兆瓦时储能电站仅2000㎡。“交直一体”，可进一步免去现场PCS安装、直流接线、通讯测试、充放电测试四大环节。

传统的直流电缆长，裸露在外，风险隐患大。交直流一体系统直流不出柜，标准化短线缆内置于全液冷散热“空调房”，避免各类安全隐患。此外搭载大电流AI灭弧技术，秒级关断电弧，保护整柜安全。

2023年10月，阳光电源行业率先发布了交直流一体、全液冷的PowerTian 2.0。据阳光电源高管表示，“交直流一体”设计具备多种优势，（1）大大简化现场安装调试，提高工程安全性和效率；（2）能量密度高；（3）安全性强；（4）循环寿命长，可维护性高；（5）实现构网型技术，电网友好；（6）采用液冷多种模式自动调节，运行能耗低。

据不完全统计，阳光电源、远景能源、科陆电子、力神电池、融和元储等均发布了交直流一体的储能系统。

今年上半年，由中国华能集团投资、十一科技EPC承建的“华能龙腾特钢20MW/40MWh用户侧储能项目”全容量并网发电，共投运8套2.5MW/5MWh阳光电源PowerTitan2.0液冷储能系统。这是国内首座采用“交直流一体”设计的储能电站，系统效率高于传统储能2%-3%，标志着“AC存储”时代加速到来。

今年4月，远景储能发布全球首个“交直一体”5.6MWh储能系统；今年6月，力神电池发布全新一代20尺5MWh“交直流一体”液冷集装箱；9月，融和元储发布了新一代交直流一体液冷储能系统集装箱——“融和·玄武”。同在9月，海博思创也对外发布了“交直流一体”储能技术路线。

全液冷

全液冷储能系统指的是电池PACK以及PCS的温控方式，采用的全部是液冷。

去年，新发布的PowerTitan2.0采用液冷PACK+液冷PCS“全液冷”散热。在温控的革新上，科华数能、英飞源、禾迈电子、盛弘股份也加速加入液冷PCS阵列。

有设备厂商表示，储能PCS的液冷与风冷的路线选择上，实际是功率与散热需求的平衡，2.5MW功率等级下，风冷已基本达到散热极限。液冷PCS因为采用了高导热系数的冷却液作为介质，通过水泵驱动防冻液在液冷板内循环流动，能够更直接地与PCS组件接触，因此散热效率更高。

今年8月，科华数能推出了全新一代S³—EStation2.0 5MW/10MWh智慧液冷储能系统。系统采用“全液冷散热+全站顶出风”的创新设计，破除“热岛”危机。

据透露，冷却液的换热系数与比热容更高，且不受海拔和气压等因素影响，液冷系统拥有比风冷系统更强的散热能力，更加适应大规模、高能量密度的储能项目。

在英飞源人士看来，液冷充电系统可靠性远高于传统的风冷充电系统，同时液冷充电模块无散热风扇，通过水泵驱动冷却液散热，模块自身零噪声，系统则采用大风量低频风扇噪声低。英飞源自2022年就开始做液冷PCS，他们认为液冷在充电模块的优势可以复刻到储能PCS领域。

今年4月，英飞源发布了Blue Ozean系列全液冷储能系统，针对工地、矿山、海岛等极端恶劣环境应用而设计。系统采用液冷PACK+液冷PCS的全液冷散热设计，效果极佳，满足持续1C充放电的散热需求。

值得一提的是，第三方PCS厂家盛弘股份9月的上海展会上也发布了一款大功率液冷模块化储能变流器PWS1-225/450K-H-L，适配交直流一体系统，通过高效液冷设计，不仅提升散热效率，更是在大型储能电站中，破除长期困扰行业的“热岛”效应。

除了全液冷之外，中车株洲所近期联合14家产业链企业发布了一款面向未来的6.9MWh系统。其中，采用了首款储能直冷机，采用相变直冷，无水循环。从此来看，直冷正在进入储能领域。

此外，风液智冷或者智能温控等或将成为全液冷温控下的另外一种“升级”。其中华为数字能源在工商业储能运用了风液智冷；而阳光电源则在大储新品了采用了智能温控模式，即通过搭载的AI仿生热平衡技术，允许系统根据电芯、环境温度和运行工况智能切换速冷、微冷和加热三种控温模式。

大容量电芯

2020年以来，储能市场推出主打长循环寿命的280Ah电芯，成为储能项目招标或产品采购的标配，为追求更好性能，更低成本，市场电芯产品层出不穷。

尤其近一年，20多家电芯厂商发布40余款电芯新品，并朝着更大、超大容量方向快速迈进。按照容量不同，市场主流应用电芯可划分为三代产品：第一代为280Ah产品，第二代以314Ah容量为代表。当前，电芯厂商陆续发布500Ah乃至600Ah以上的第三代储能电芯，规格容量“五花八门”。

在第三代储能电芯中，目前阳光电源、中车株洲所两大系统集成商纷纷加入争夺定义权行列。

阳光电源光储集团副总裁徐清清表示，电芯是系统中重要部件，如何把开发和设计有效结合，一定要对电芯的整体规格、产业布局、设计性能有深厚了解，适配最优产品。一方面要从上游电芯乃至原材料视角，考虑技术发展的趋势和工艺；另一方面从客户视角，考虑产品的寿命、效率、能量密度、占地面积等需求。与此同时，还要兼顾产品各性能标准、消防标准、海外标准的兼容，以及不同场景的应用特点和物流运输情况。“625Ah系统方案在我们内部已有超一年半的研发积淀、多轮论证，集合了市场、研发等多类投入和客户需求判断，所以认定这款电芯。”徐清清称。

9月初，中车株洲所与14家产业链上下游企业举行了签约仪式，涉及电芯、温控和BMS/EMS三个细分领域。其中，电芯部分，中车株洲所联合欣旺达、中创新航、蜂巢能源、国轩高科、兰钧新能源联合发布了688Ah大电芯。

叠片工艺

一直以来，卷绕、叠片工艺各有优劣。但从成熟度而言，卷绕工艺较叠片程度要高。但目前600Ah以上大容量储能电芯，普遍改变了71773方形尺寸，制造工艺上也集体转向了叠片工艺。

据不完全统计，目前已有9家电芯厂商推出超10款以上600Ah+储能电芯，均使用了叠片工艺：包括瑞浦兰钧625Ah电芯、亿纬锂能Mr.Big 628Ah电芯、蜂巢能源L500-660Ah/710Ah/730Ah储能电芯、海辰储能1130Ah、昆宇电源720Ah电芯、楚能新能源625Ah、欣旺达欣岳625Ah、南都电源690Ah电芯、天弋能源630Ah电芯等。

总体而言，叠片工艺有望在大容量储能电池趋势下加速渗透。

高温电池

2023年，宁德时代“零辅源”光储融合解决方案对外发布。据了解，该方案通过自研的光储变流器，配合高温电芯技术和先进的自加热技术，摆脱了传统储能解决方案对冷却系统及其辅助电源的依赖，光与储实时联动，实现毫秒级功率控制响应，同时充放电效率提升10%。

今年，天合、新能安进一步公布类似解决方案思路或产品。其中，天合储能进一步透露其无空调系统的解决方案上市时间节点。

4月11日，Ampace新能安在北京推出全新工商业储能户外一体机“Ampace C5”，该产品通过独创的“无助冷全温域控制方案”，实现架构及电芯双重革新。新能安首席技术官袁庆丰博士介绍，在电芯层级，该款新品运用的全新GT40技术加持的昆仑电芯2.0，采用新型负极、正极和新型电解液材料以及双头极耳结构设计，有效提高电芯的高温耐受性，保障电池在不同工作环境的高可靠、长循环性能。

新能安此次重磅推出的全新工商业储能户外一体机“Reno C5”，于2024年7月实现量产。

从系统进化角度，高温电池或将是今年储能领域重要进化方向。

碳化硅

碳化硅在带隙能量、击穿场强、热导率等几个参数方面具有优越的特性。碳化硅使得储能系统以更高的频率运行而不会损失输出功率，从而可以减小电感器的尺寸。在某些情况下，可以移除散热片以节省资金和减轻重量。

碳化硅作为更为高效的PCS功率器件核心材料，已经加速在工商业储能新品中得到运用。据高工储能不完全统计，盛弘股份、英飞源技术、崧盛创新等相继推出碳化硅器件的储能PCS或者系统。

其中盛弘股份在2023年下半年已经推出碳化硅版本的储能变流器。且在今年的展会持续展出了碳化硅版本的工商业PCS。

面对中小型工商业储能市场的日益增长需求，崧盛创新在9月SNEC储能展上推出了 SSE-HH40K~60K-P3EU 系列，采用全碳化硅技术，具备卓越的能量效率和轻便的机身设计，全面提升了储能系统的功率密度与可靠性。

而英飞源技术由于在碳化硅原材料有布局，加之其充电模快产品已经普及碳化硅器件，因此，英飞源技术很在工商业储能领域尝试碳化硅，且已经实现批量出货，其在9月初的展会重磅展出。

液流电池

高工产业研究院（GGII）预测，2025年国内液流电池出货量有望超过10GWh（按4小时测算，含出口），复合增速超90%。

当前，液流电池将进入高速发展期，新玩家将持续涌入液流电池行业赛道，全钒、锌溴、铁铬、锌铁、硫铁等液流电池技术路线百家争鸣。

GGII预测，未来10年液流电池有望进入高速增长阶段，其主要驱动力有：

1）液流电池技术与长时储能匹配性高，电池循环寿命一般在10000次以上，没有起火爆炸风险，功率与容量可分开设计，能根据具体容量灵活扩充储能容量；

2）液流电池经过过去十年的工程示范，国内产业配套成熟度快速提升，制造成本下降明显；随着示范规模突破百兆瓦和头部企业产能的扩张，其投资成本有望进一步下降；

3）十四五储能规划提出重点支持百兆瓦液流电池技术项目示范，预计更多的央企和地方政府将会采用该技术路线。

2023年以来，液流储能已经进入产能、技术全速发展期。液流电池由于循环寿命长、安全性高、应用场景广等优点，成为储能领域一股关键力量。

钠电池

钠离子本身起步跟锂离子电池差不多80年代同时起步的，但是受制于和锂离子电池本身的特性差异，钠电正极材料这块一直产品开发不成熟，直到2015年，才有些产业化的苗头。而推动钠离子电池的崛起，有两个逻辑：成本和市场。

在国家发展改革委、国家能源局2022年印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》中，钠离子电池技术是新型储能核心技术装备攻关重点方向之一。

2023年是钠电储能高速发展的一年。一是，钠储示范项目破百兆瓦时，二是钠电在户储、工商储、大储场景的低温优势明显。

2024年则是钠电储能的集中示范期，规模有望突破GWh。除了备受关注的聚阴离子，普鲁士蓝技术路线同样值得关注。2023年，普鲁士蓝钠电储能示范项目在国网辽宁省电力有限公司管理培训中心投入使用。

且由于普鲁士蓝材料的合成比较简单，只要水溶液共沉淀法就可以合成，不需要经过高温烧结过程，合成成本比较低，在切入储能领域具备价格优势。