赛迪-储能大挑战路线图-2021.03正式版.pdf

2021 年 3 月 1 日 第 7 期 总第 480 期
储能大挑战路线图
【译者按】2017-2019 三个财年中，美国能源部共投入 12 亿美元用于
储能研发产业化，但迟迟未出台促进储能发展的综合性战略。2020 年 12
月，美国能源部首次发布《储能大挑战路线图》，旨在加速下一代储能技
术的研发、制造和应用，并建立美国在储能领域的全球领导地位。路线图
针对国内创新、国内制造、全球部署三大关键挑战，提出技术研发、生产
制造与供应链、技术转化、政策与评估、劳动力发展五大方面 28 条措施，
并明确了阶段性产业发展目标。赛迪智库节能与环保研究所对该报告进行
了编译，期望对我国方兴未艾的储能产业发展有所帮助。
【关键词】储能 挑战 技术 制造 政策
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《储能大挑战路线图》（下文简称“路线图”）将集中能源
部的所有资源加速新一代储能技术的研发、制造和应用，确立并
保持美国在储能领域的全球领导地位。通过大规模应用储能，构
建弹性、灵活、经济、安全的能源系统，为电网、交通运输及整
个经济领域持续带来收益。具体目标见下文。
报告认为，要实现上述目标还存在三大关键挑战：一是国内
创新。要在储能技术研发领域保持领先，并将接受过能源部投资
的知识产权留在美国国内。二是国内制造。要减少对国外材料和
组件的依赖，降低技术的成本和能耗，确保国内供应链安全。三
是全球部署。要满足国内市场，同时向国外出口技术。针对这些
挑战，路线图提出了一个综合性战略，贯穿研发、制造和部署，
涵盖技术研发、生产制造与供应链、技术转化、政策与评估、劳
动力发展五大方面。
一、技术研发
路线图建立了一个匹配长期市场需求与长期研究计划的技术
研发框架，涵盖应用场景、技术组合以及发展道路三个部分。通
过协调实验室、学术界和产业构成的创新生态系统，强化终端用
户利益和每个研究阶段之间的联系，加速整个创新流程。从各个
应用场景的测试和示范中迅速判断其中包含的能够匹配终端用
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户需求的技术，实现更多的国内创新与部署。
（一）以应用示范带动技术发展
路线图描绘了 6 种未来可能实现广泛应用储能的场景（见表
1），涵盖早期高价值项目到未来超大规模应用各个阶段。能源
部将支持每种应用场景开展示范项目，以协助验证对未来储能系
统的需求与技术要求。
示范项目将集中在两个方向：一是新型或增强型技术路径基
础设施，特别是开发或测试设施，以便尽快、尽早地验证储能和
灵活性技术概念；二是准商业示范项目，可增强终端用户的信心
并促进市场应用。能源部也会争取外部支持，将这些示范项目打
造成结合技术、政策、制造和劳动力的综合性区域示范。
在电力系统的发电、输电、配电、用电、交通运输、离网电
力等部分均有应用。其中，“促进电网发展”、“移动设备电气
化”、“设施灵活性”等应用已有相对明确的市场价值，可通过
能源套利和需量电费等方式获利。而“相互依存的网络基础设施”
和“关键服务”的市场价值尚不明确，亟待开发并厘清，反过来
为技术研发设定成本目标。
表 1：应用场景概述
应用场景 应用范围
促进电网发展  波动性可再生能源比例高等稳定性差的电网
服务偏远社区  独立于大容量电力系统的岛屿、海岸和偏远社区
移动设备电气化  充电基础设施导致突发负荷高的配电网
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 电动汽车储能系统
对电网运行有影响的其他基础设施部门，包括：
 天然气、水
相互依存的网络基础设施  通信
 信息技术
 金融服务
提供关键服务的部门，包括：
 国防、政府设施
关键服