谈到储能，⼈们很容易想到电池，但现有的电池技术很难满⾜电⽹级储能的要求。实际上，储能的市场潜⼒⾮常巨⼤，根据市场调研公司Pike Research的预测，从2011年到2021年的10年间，将有1220亿美元投⼊到全球储能项⽬中来。⽽在⼤规模储能系统中，最为⼴泛应⽤的抽⽔蓄能和压缩空⽓储能等传统的储能⽅式也在经历不断改进和创新。今天，⽆所不能(caixinenergy)为⼤家推荐⼀篇⽂章，该⽂章分析了⽬前全球的储能技术以及其对电⽹的影响和作⽤。 现有的储能系统主要分为五类：机械储能、电⽓储能、电化学储能、热储能和化学储能。⽬前世界占⽐最⾼的是抽⽔蓄能，其总装机容量规模达到了127GW，占总储能容量的99%，其次是压缩空⽓储能，总装机容量为440MW，排名第三的是钠硫电池，总容量规模为316MW。
全球现有的储能系统
1、机械储能
机械储能主要包括抽⽔蓄能、压缩空⽓储能和飞轮储能等。
(1)抽⽔蓄能：将电⽹低⾕时利⽤过剩电⼒作为液态能量媒体的⽔从地势低的⽔库抽到地势⾼的⽔库，电⽹峰荷时⾼地势⽔库中的⽔回流到下⽔库推动⽔轮机发电机发电，效率⼀般为75%左右，俗称进4出 3，具有⽇调节能⼒，⽤于调峰和备⽤。
不⾜之处：选址困难，及其依赖地势；投资周期较⼤，损耗较⾼，包括抽蓄损耗+线路损耗；现阶段也受中国电价政策的制约，去年中国80%以上的抽蓄都晒太阳，去年⼋⽉发改委出了个关于抽蓄电价的政策，以后可能会好些，但肯定不是储能的发展趋势。
(2)压缩空⽓储能(CAES)：压缩空⽓蓄能是利⽤电⼒系统负荷低⾕时的剩余电量，由电动机带动空⽓压缩机，将空⽓压⼊作为储⽓室的密闭⼤容量地下洞⽳，当系统发电量不⾜时，将压缩空⽓经换热器与油或天然⽓混合燃烧，导⼊燃⽓轮机作功发电。国外研究较多，技术成熟，我国开始稍晚，好像卢强院⼠对这⽅⾯研究⽐较多，什么冷电联产之类的。
压缩空⽓储也有调峰功能，适合⽤于⼤规模风场，因为风能产⽣的机械功可以直接驱动压缩机旋转，减少了中间转换成电的环节，从⽽提⾼效率。
不⾜之处：⼀⼤缺陷在于效率较低。原因在于空⽓受到压缩时温度会升⾼，空⽓释放膨胀的过程中温度会降低。在压缩空⽓过程中⼀部分能量以热能的形式散失，在膨胀之前就必须要重新加热。通常以天然⽓作为加热空⽓的热源，这就导致蓄能效率降低。还有可以想到的不⾜就是需要⼤型储⽓装置、⼀定的地质条件和依赖燃烧化⽯燃料。
(3)飞轮储能：是利⽤⾼速旋转的飞轮将能量以动能的形式储存起来。需要能量时，飞轮减速运⾏，将存储的能量释放出来。飞轮储能其中的单项技术国内基本都有了(但和国外差距在10年以上)，难点在于根据不同的⽤途开发不同功能的新产品，因此飞轮储能电源是⼀种⾼技术产品但原始创新性并不⾜，这使得它较难获得国家的科研经费⽀持。
不⾜之处：能量密度不够⾼、⾃放电率⾼，如停⽌充电，能量在⼏到⼏⼗个⼩时内就会⾃⾏耗尽。只适合于⼀些细分市场，⽐如⾼品质不间断电源等。
2、电⽓储能
(1)超级电容器储能：⽤活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超⼤的电容量。与利⽤化学反应的蓄电池不同，超级电容器的充放电过程始终是物理过程。充电时间短、使⽤寿命长、温度特性好、节约能源和绿⾊环保。超级电容没有太复杂的东西，就是电容充电，其余就是材料的问题，⽬前研究的⽅向是能否做到⾯积很⼩，电容更⼤。超级电容器的发展还是很快的，⽬前⽯墨烯材料为基础的新型超级电容器，⾮常⽕。
Tesla⾸席执⾏官Elon Musk早在2011年就表⽰，传统电动汽车的电池已经过时，未来以超级电容器为动⼒系统的新型汽车将取⽽代之。
不⾜之处：和电池相⽐，其能量密度导致同等重量下储能量相对较低，直接导致的就是续航能⼒差，依赖于新材料的诞⽣，⽐如⽯墨烯。
⽣，⽐如⽯墨烯。
(2)超导储能(SMES)：利⽤超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置。超导储能系统⼤致包括超导线圈、低温系统、功率调节系统和监控系统4⼤部分。超导材料技术开发是超导储能技术的重中之重。超导材料⼤致可分为低温超导材料、⾼温超导材料和室温超导材料。
不⾜之处：超导储能的成本很⾼(材料和低温制冷系统)，使得它的应⽤受到很⼤限制。可靠性和经济性的制约，商业化应⽤还⽐较远。
3、电化学储能
(1)铅酸电池：是⼀种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。⽬前在世界上应⽤⼴泛，循环寿命可达 1000 次左右，效率能达到 80%-90%，性价⽐⾼，常⽤于电⼒系统的事故电源或备⽤电源。
不⾜之处：如果深度、快速⼤功率放电时，可⽤容量会下降。其特点是能量密度低，寿命短。铅酸电池今年通过将具有超级活性的炭材料添加到铅酸电池的负极板上，将其循环寿命提⾼很多。
(2)锂离⼦电池：是⼀类由锂⾦属或锂合⾦为负极材料、使⽤⾮⽔电解质溶液的电池。主要应⽤于便携式的移动设备中，其效率可达 95%以上，放电时间可达数⼩时，循环次数可达 5000 次或更多，响应快速，是电池中能量最⾼的实⽤性电池，⽬前来说⽤的最多。近年来技术也在不断进⾏升级，正负极材料也有多种应⽤。
市场上主流的动⼒锂电池分为三⼤类：钴酸锂电池、锰酸锂电池和磷酸铁锂电池。前者能量密度⾼，但是安全性稍差，后者相反，国内电动汽车⽐如⽐亚迪，⽬前⼤多采⽤磷酸铁锂电池。但是好像⽼外都在玩三元锂电池和磷酸铁锂电池?
锂硫电池也很⽕，是以硫元素作为正极、⾦属锂作为负极的⼀种电池，其理论⽐能量密度可达2600wh/kg，实际能量密度可达450wh/kg。但如何⼤幅提⾼该电池的充放电循环寿命、使⽤安全性也是很⼤的问题。
不⾜之处：存在价格⾼(4 元/wh)、过充导致发热、燃烧等安全性问题，需要进⾏充电保护。
(3)钠硫电池：是⼀种以⾦属钠为负极、硫为正极、陶瓷管为电解质隔膜的⼆次电池。循环周期可达到 4500 次，放电时间 6-7 ⼩时，周期往返效率 75%，能量密度⾼，响应时间快。⽬前在⽇本、德国、法国、美国等地已建有 200 多处此类储能电站，主要⽤于负荷调平，移峰和改善电能质量。
不⾜之处：因为使⽤液态钠，运⾏于⾼温下，容易燃烧。⽽且万⼀电⽹没电了，还需要柴油发电机帮助维持⾼温，或者帮助满⾜电池降温的条件。
(4)液流电池：利⽤正负极电解液分开，各⾃循环的⼀种⾼性能蓄电池。电池的功率和能量是不相关的，储存的能量取决于储存罐的⼤⼩，因⽽可以储存长达数⼩时⾄数天的能量，容量可达 MW 级。这个电池有多个体系，如铁铬体系，锌溴体系、多硫化钠溴体系以及全钒体系，其中钒电池最⽕吧。
不⾜之处：电池体积太⼤；电池对环境温度要求太⾼；价格贵(这个可能是短期现象吧)；系统复杂(⼜是泵⼜是管路什么的，这不像锂电等⾮液流电池那么简单)。
电池储能都存在或多或少的环保问题。
锌溴电池4、热储能
热储能：热储能系统中，热能被储存在隔热容器的媒介中，需要的时候转化回电能，也可直接利⽤⽽不再转化回电能。
热储能：热储能系统中，热能被储存在隔热容器的媒介中，需要的时候转化回电能，也可直接利⽤⽽不再转化回电能。热储能⼜分为显热储能和潜热储能。热储能储存的热量可以很⼤，所以可利⽤在可再⽣能源发电上。
不⾜之处：热储能要各种⾼温化学热⼯质，⽤⽤场合⽐较受限。
5、化学类储能
化学类储能：利⽤氢或合成天然⽓作为⼆次能源的载体，利⽤多余的电制氢，可以直接⽤氢作为能量的载体，也可以将其与⼆氧化碳反应成为合成天然⽓(甲烷)，氢或者合成天然⽓除了可⽤于发电外，还有其他利⽤⽅式如交通等。德国热衷于推动此技术，并有⽰范项⽬投⼊运⾏。
不⾜之处：全周期效率较低，制氢效率仅 40%，合成天然⽓的效率不到 35%。
引⽤前⼈的总结：
PHS- 抽⽔蓄能;CAES- 压缩空⽓;Lead-Acid：铅酸电池;NiCd：镍镉电池;NaS：钠硫电池;ZEBRA：镍氯电池;Li-ion：锂电池;Fuel cell：燃料电池;Metal-air：⾦属空⽓电池;VRB：液流电池;ZnbBr：液流电池;PSB：液流电
池;Solar Fuel：太阳能燃料电池;SMES：超导储能;Flywheel：飞轮; Capacitor/Supercapcitor：电容/超级电容;AL-TES：⽔/冰储热/冷系统;CES：低温储能系统;HT-TES：储热系统。
总体来说，⽬前研究发展主要还是集中于超级电容和电池(锂电池、液流电池)上。材料领域的突破才是关键。
可靠储能后的电⽹会是什么样?
1、⽀撑实现能源互联⽹，智能电⽹
储能是智能电⽹实现能量双向互动的重要设备。没有储能，完整的智能电⽹⽆从谈起。
2、利⽤储能技术⾯对新能源考验
主要就是平抑、稳定风能、太阳能等间歇式可再⽣能源发电的输出功率，提⾼电⽹接纳间歇式可再⽣能源能⼒。
3、减⼩峰⾕差，提⾼设备利⽤率
电⽹企业在调峰和供电压⼒得到缓解的同时，可获取更多的⾼峰负荷收益。
4、提⾼电⽹安全可靠性和电能质量
提供应急电源；减少因各种暂态电能质量问题造成的损失。
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