储能市场是产品创新需求支持下的技术进步的焦点。电网是运行中最复杂的系统之一，因为它要求电力需求和供应在每个时刻都是相等的。因此，为了保持电网的稳定，有必要根据需求的波动及时调整供电。
工业和商业场所等用电大户需要不间断的电源供应。在这些地区使用储能系统可以消除对当地公用事业供应造成任何中断或损坏的风险。
储能系统主要由不同类型的方法和技术组成，可用于储存各种形式的能量。储能系统的工作原理是捕捉所需能源的可用形式，并将其储存起来以备将来使用。以下部分分析了文中提到的一些主要储能技术的有效性、现状和未来的范围图1．
1.用于储能系统的技术类型及其子类型。
泵水力存储
抽水蓄能系统的发电方式与传统的水电站类似。然而，在抽水蓄能中，同样的水又被用来发电。在电力需求较低时，将水泵入上层水库，在电力需求高峰时，将储存的水用于多余的发电。
它是全球范围内部署最广泛的大规模存储技术，占总量的85%以上储能系统市场在2018年。这个概念在1890年被商业化，现在已经成为一项成熟的技术。与其他可用技术相比，它的主要优点是寿命更长，在45年到60年的范围内，以及更长的存储期。
熔盐热能储存
熔盐蓄热是目前应用最广泛的一种蓄热方法。它的工作原理是储存热能，将热能转化为过热的蒸汽，带动汽轮机发电。
该技术广泛应用于太阳能热电厂，其中熔融盐被用作传热流体，并储存多余的热能。熔盐蓄热技术有助于太阳能热电厂作为基础负荷发电厂发挥作用。
为提高熔盐储热效率和性能，一种新型熔盐的商业化是未来的发展方向。例如，2018年，美国国家可再生能源实验室(NREL)从美国能源部(DoE)获得了700万美元的资金，用于研究一种新型熔盐，这种熔盐甚至可以在700°C左右的极端温度下运行。
飞轮
飞轮是一种机电储能系统，它利用电能作为输入，然后将电能作为动能存储在旋转物体(如转子)中。这个转子被制造成在一个小得多的摩擦的外壳下旋转。在需要动力时，飞轮内储存的动能被转换成电能。
飞轮储能具有充电快、使用寿命长、维护要求低等主要优点。目前，储能飞轮应用于电力、航空航天和电信等领域。
研发活动正在进行，以提高飞轮储能技术的性能。例如，各种组织和机构正在进行有关开发低密度和高强度新材料的研究，这种材料将提供更高的能量密度。
此外，关于在轴承中使用高温超导材料的研究正在进行中。超导轴承可以显著提高整个系统的性能，减少摩擦损失的飞轮。
锂离子电池存储
锂离子电池储能系统是电化学储能系统的一种形式。从全球来看，2018年电化学储能市场装机容量超过3200 MW，其中锂离子电池储能占主导地位。
锂离子电池以化学能的形式储存能量。这些电池具有自放电率低、往返效率高、使用寿命长等主要优点。
在过去的十年里，锂离子电池制造的规模经济使其成本下降了70%以上。因此，它已成为电池储能技术的首选。
为了进一步提高锂离子电池的能量密度，目前正在进行研究。例如，高压电解质和硅阳极是一些正在研究的技术，以进一步提高这些电池的能量密度。
此外，研究正在探索新的方法，以更好地利用锂作为一种专门的能源存储材料。例如，与其他电池存储系统相比，锂空气电池在能量和功率密度方面具有巨大的潜力。
钠基电池存储
另一种电化学储能系统——钠基电池储能——被认为是未来锂离子电池储能的替代品。向钠基电池转变的主要原因很简单，因为钠是地壳中最丰富的可用资源之一。当然，钠可以从海水中回收。
此外，钠的化学成分在电池过充的情况下提供了固有的保护。这一事实使得钠基电池存储比锂离子电池存储更安全。
一个可能的缺点是，钠基电池存储预计比锂离子电池存储在物理上更重。尽管如此，基于上述优点，钠基电池的研发工作正在进行中，并将在不久的将来实现商业化。这一选择将为未来的大型太阳能和风能项目提供低成本的存储设施。
混合储能
混合储能系统将几种不同的储能技术组合成一个单一的储能系统。这些系统的潜力在于更好的可靠性和可用性，以及整体效率的提高。
目前，正在试点阶段实施的混合储能系统有热/电池、电池/电池和超级电容/电池。例如，2018年，德国不来梅的一家公用事业公司与AEG Power Solutions公司签订了建造混合储能系统的合同。该系统将电化学和热能储存技术结合起来，以帮助电力公司的电网频率调节。
2017年10月,redT为澳大利亚莫纳什大学提供了一种混合储能系统。该系统采用了一种电池/电池类型的混合储能系统，利用了基于钒的流电池和基于锂离子的电池。在该系统中，钒流电池提供了大部分的电力，而锂离子电池在电力需求激增时提供电力。
虽然这种混合储能系统比单个储能技术具有各种优势，但这些系统将需要针对这些技术的不同配置的独特的电源管理系统。因此，研发人员正在开发新的组合和更好的混合动力管理系统。
比较候选人
不同储能技术的比较以储能容量和放电时间为依据。因此，可以选择一种特定的技术来执行不同的能源供应服务，如储备和响应、传输和分配支持以及批量供电。
图2对上述储能技术进行了比较。结果表明，泵压蓄能是最适合的散装供电方式。熔盐蓄热适用于输配电支撑和大容量供电。然而，钠基电池存储也很适合传输和分配支持服务。锂离子电池存储和飞轮最适合用于储备和响应以及传输和分配支持服务。
2.从额定功率和放电时间两方面对储能技术进行了比较。
储能系统的作用
储能系统可广泛应用于电力行业的电网支持服务和离网服务。世界各国对可再生能源的整合越来越多，导致电力供应的间歇性增加，并可能影响电网的稳定性。因此，未来需要大规模部署储能系统，以提供更好的电网平衡服务。图3展示了储能系统可以提供的各种支持服务。
3.能源储存系统提供一系列的支助服务。
运输部门很可能在未来部署一个大型的储能系统基地。随着电动汽车(EV)使用量的预期增加，预计这一趋势将在全球范围内增加对电动汽车充电基础设施的需求。这可能会导致电化学储能系统市场的显著增长。
通过帮助管理日益复杂的电网和采用智能电网，储能系统可以成为未来的一个更好的关键。此外，该系统可以帮助交通部门提供必要的基础设施，以实现从化石燃料汽车到电动汽车的转换。
潘迪特(Parth Pandit)担任分析师大角度研究作为能源团队的一员
