储能指通过一定方式将能量转换成较稳定的存在形态后进行储存，并按需释放。按照储能作用时间的长短，可以将储能系统分为数时级以上、分钟至小时级、秒级等。按照储能的原理，可以分为物理储能、电化学储能、电磁储能等。
物理储能包括抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能、储氢等，主要应用于数十级以上的工作场景。电化学储能包括钠硫电池、液流电池、锂离子电池等，主要应用于分钟至小时级的工作场景。电磁储能包括超级电容储能、超导储能等，主要应用于秒级的工作场景。
图表1：各种储能类型及特点及应用场景
资料来源：中国电力科学院、韦伯咨询
截至2020年底，全球已投运储能项目累计装机规模191.1GW，同比增长3.4%。
从装机规模看：抽水蓄能的累计装机规模最大，为172.5GW；电化学储能的累计装机规模位列第二，为14.2GW；在各类电化学储能技术中，锂离子电池的累计装机规模最大，为13.1GW，电化学储能和锂离子电池的累计规模均首次突破10GW大关。
图表2：截至2020年底全球储能类型及装机规模（GW）
资料来源：CNESA、韦伯咨询
从市场份额看：2020年，全球已投运储能项目中，抽水储能占比超90%（中国与此数字接近），电化学储能仅为7.5%左右。而电化学储能由于其受地理因素影响小，应用的场景较灵活，随着成本的持续下降和商业化的逐步成熟，或将成为储能新增装机的主流。
图表3：截至2020年底全球储能类型及市场份额（%）
资料来源：CNESA、韦伯咨询
在电化学储能中，锂离子电池占比超90%，为最主流装机分类，且未来有望持续替代存量铅酸电池。
锂离子电池主要分为三元锂电池、磷酸铁锂电池等。磷酸铁锂电池特性更适用于储能场景，是目前电化学储能的发展趋势。磷酸铁锂电池能量密度较低，但在循环寿命、安全性，成本方面有优势。
三元锂电池的能量密度为210-250Wh/kg左右，磷酸铁锂电池能量密度为110-160Wh/kg左右；三元锂电池循环到2000次时，容量衰减较多，磷酸铁锂电池可做到循环次数更多但衰减较少；磷酸铁锂电池安全性要好于三元电池，可通过针刺实验，在高温环境仍可保持稳定结构，电池变形坏损时也不会发生冒烟、起火等事故；铁、磷元素对环境友好，磷酸铁锂电池对环境无污染。
图表4：截至2020年底全球电化学储能类型及市场份额（%）
资料来源：CNESA、韦伯咨询
铅蓄电池和钠硫电池目前市场份额相当，约占3.5%；液流电池装机规模占比不到1%。
由于价格便宜，铅碳电池成为过去主流技术，广泛应用于后备电源，但由于循环寿命短、能量密度低、造成污染等问题，目前使用逐渐减少。
钠硫电池最大优点在于资源禀赋较高，其原材料钠、硫比较容易获得，缺点是生产成本高，约为2000元/kWh，且存在安全隐患。
液流电池由于电解液的原材料多样，有许多发展路径，目前全钒液流较为成熟，美国的Primus和ESS公司在锌溴液流上有所突破，已取得金融机构和政府部门资金支持。
