內容概要:超導儲能是一種利用超導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載的儲能裝置。超導磁儲能具有能量轉換效率高(可達95%)、毫秒級響應速度、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磁儲能,2023年全球超導磁儲能系統(tǒng)市場規(guī)模約為0.77億美元,其中北美為超導磁儲能系統(tǒng)的最大消費市場,占比約35%。其次為歐洲、亞太地區(qū)。隨著高溫超導材料(-196℃,液氮,以上溫度工作的材料)的發(fā)現(xiàn)及應用,超導磁儲能的成本有所下降,但當前已有的超導體需要昂貴且笨重的冷卻系統(tǒng)才能實現(xiàn)零電阻導電,運行及維護成本高,限制了超導磁儲能的工程化應用和示范推廣。從長期來看,一旦室溫超導材料實現(xiàn)突破,則儲能技術將實現(xiàn)革命性突破。
關鍵詞:超導儲能工作原理、超導儲能行業(yè)相關政策、儲能裝機規(guī)模、超導儲能行業(yè)市場規(guī)模
一、超導儲能行業(yè)相關概述
儲能是指通過介質或設備把能量存儲起來,在需要時再釋放出來的過程。根據能量存儲形式的不同,廣義儲能技術主要分為熱儲能、電儲能、氫(氨)儲能三大類,電儲能包括電化學儲能、機械儲能和電磁儲能。其中電化學儲能又分為鋰離子電池、鉛酸電池、鈉硫電池等,機械儲能分為抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能,電磁儲能包括超導儲能、超級電容器。
超導儲能是一種利用超導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載的儲能裝置。其核心在于超導線圈,這是超導儲能裝置中的儲能元件。超導線圈在超導狀態(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95%。此外,超導線圈的優(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)所需的送變電設備和減少送變電損耗。
超導儲能具有能量轉換效率高(可達95%)、毫秒級響應速度、大功率和大容量系統(tǒng)、壽命長等特點,能夠在電源側、電網側、用戶側、混合儲能應用等場景下發(fā)揮重要作用。
相關報告:智研咨詢發(fā)布的《2025年中國超導儲能行業(yè)市場全景調研及發(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型進程的推進,儲能在世界范圍內正迎來前所未有的發(fā)展機遇。作為全球最大的能源生產和消費國,中國既面臨著能源安全和環(huán)境可持續(xù)性的挑戰(zhàn),同時也蘊藏著巨大的發(fā)展?jié)摿?。隨著我國能源轉型推動清潔能源發(fā)展進入快車道,可再生能源裝機規(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、隨機性,急需儲能進行穩(wěn)定調節(jié)。在此背景下,我國儲能產業(yè)發(fā)展迅速,2023年,中國儲能產業(yè)在政策、商業(yè)模式等多方利好下取得跨越式發(fā)展,已經成為我國實現(xiàn)能源轉型道路上強有力的支撐。根據CNESA統(tǒng)計,截至2023年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模289.2GW,年增長率21.9%。其中中國市場已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模86.5GW,占全球總規(guī)模的30%,同比增長45%。新型儲能累計裝機規(guī)模首次突破30GW,達34.5GW/74.5GWh,新增新型儲能裝機規(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年新增投運規(guī)模水平。
新型儲能新技術不斷涌現(xiàn),技術路線“百花齊放”。鋰離子電池儲能仍占絕對主導地位,壓縮空氣儲能、液流電池儲能、飛輪儲能等技術快速發(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、超導儲能行業(yè)相關政策
近年來,全國各地紛紛加快新型儲能產業(yè)布局,加大政策支持力度。超導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業(yè)發(fā)展要求、發(fā)展目標、重點任務等作出明確規(guī)定,提出推動多元化技術開發(fā),集中攻關超導、超級電容等儲能技術。河北省在2023年9月出臺了《河北省新能源發(fā)展促進條例》,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當統(tǒng)籌布局建設電化學儲能、機械儲能、電磁儲能、儲氫、儲熱(冷)等新型儲能項目,推動新型儲能規(guī)?;瘧谩?024年5月,山東省人民政府發(fā)布的《科技創(chuàng)新引領標志性產業(yè)鏈高質量發(fā)展實施方案(2024—2027年)》中,表示要突破先進電池儲能、飛輪儲能、電磁儲能、新型壓縮空氣儲能等技術。在標準研制方面,2023年2月,國家標準化管理委員會、國家能源局發(fā)布了《新型儲能標準體系建設指南》,提出到2025年,在電化學儲能、壓縮空氣儲能、可逆燃料電池儲能、超級電容儲能、飛輪儲能、超導儲能等領域形成較為完善的系列標準。一系列利好政策的出臺,為我國新型儲能產業(yè)發(fā)展注入了強勁動能,也為超導儲能技術創(chuàng)新與應用提供了良好政策環(huán)境。
四、超導儲能行業(yè)市場現(xiàn)狀
超導磁儲能性能優(yōu)勢明顯,各國紛紛開始探索超導磁儲能,2023年全球超導磁儲能系統(tǒng)市場規(guī)模約為0.77億美元,其中北美為超導磁儲能系統(tǒng)的最大消費市場,占比約35%。其次為歐洲、亞太地區(qū)。隨著高溫超導材料(-196℃,液氮,以上溫度工作的材料)的發(fā)現(xiàn)及應用,超導磁儲能的成本有所下降,但當前已有的超導體需要昂貴且笨重的冷卻系統(tǒng)才能實現(xiàn)零電阻導電,運行及維護成本高,限制了超導磁儲能的工程化應用和示范推廣。從長期來看,一旦室溫超導材料實現(xiàn)突破,則儲能技術將實現(xiàn)革命性突破。
雖然中國在超導儲能方面的研究起步晚,但已經取得一些重要進展。主要研究機構有中科院電工所、清華大學以及華中科技大學。中國科學院電工研究所研發(fā)成功的1MJ/0.5MVA高溫超導儲能系統(tǒng),于2011年在10kV超導變電站并網示范運行,這是國際首臺并入實際電網示范運行的高溫超導儲能系統(tǒng)。在此基礎上,結合超導儲能和超導限流器的特點,中國科學院電工研究所與西電集團公司合作,聯(lián)合研發(fā)成功1MJ/0.5MVA高溫超導儲能—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超導儲能-限流系統(tǒng)樣機,在玉門低窩鋪風電場10kV母線并網運行。2021年12月,中國船舶第七一二所研制的高溫超導儲能樣機順利通過技術驗收。該高溫超導儲能裝置采用了特殊結構和冷卻方式,能快速實現(xiàn)兆瓦級功率釋放,極大促進我國在高溫超導儲能方向上的技術發(fā)展。
五、超導儲能行業(yè)未來趨勢
超導儲能技術仍處于初步發(fā)展階段,隨著關鍵技術的不斷突破,憑借其優(yōu)異的調節(jié)性能和響應速度,將作為未來重要的超短周期調節(jié)資源,成為新型電力系統(tǒng)不可缺少的一部分。傳統(tǒng)的超導儲能需要極低的溫度和壓強環(huán)境條件,限制了其應用范圍。隨著新型超導材料的涌現(xiàn),超導狀態(tài)的實現(xiàn)溫度逐漸從最初的4.2k,突破到110k甚至是250k。超導技術實現(xiàn)溫度的不斷提升,為超導儲能的商業(yè)化應用提供了更多可能性。超導儲能因成本較高,目前主要是示范工程。未來在技術進步、規(guī)?;瘧玫纫蛩仳寗酉?,超導儲能設備成本將逐步下降,競爭力將逐漸顯現(xiàn)。
以上數(shù)據及信息可參考智研咨詢(yhcgw.cn)發(fā)布的《2025年中國超導儲能行業(yè)市場全景調研及發(fā)展前景研判報告》。智研咨詢是中國領先產業(yè)咨詢機構,提供深度產業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號,每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。
2025年中國超導儲能行業(yè)市場全景調研及發(fā)展前景研判報告
《2025年中國超導儲能行業(yè)市場全景調研及發(fā)展前景研判報告》共九章,包括超導儲能行業(yè)相關概述、超導儲能行業(yè)運行環(huán)境(PEST)分析、全球超導儲能行業(yè)運營態(tài)勢、中國超導儲能行業(yè)經營情況分析、中國超導儲能行業(yè)競爭格局分析、中國超導儲能行業(yè)上、下游產業(yè)鏈分析、超導儲能行業(yè)主要優(yōu)勢企業(yè)分析、超導儲能行業(yè)投資機會、超導儲能行業(yè)發(fā)展前景預測。
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