储能是将能量以某种形式储存，并在将来需要时以同样或其他形式释放。从广义上讲，储能形式多样，包括存储电力、热量、气体/氢气，甚至化石燃料等。
储能技术是通过特殊设备和物质存储不同类型的能量，再根据需要重新利用的技术。现阶段，主流的电能存储方式主要有机械储能、化学储能及电磁储能。
全球新型储能80%市场由美国、中国和欧洲占据，其中美国占34%，中国占24%，欧洲占22%。值得关注的是，中美两国在抽水蓄能和电化学储能领域居于主导地位。
随着我国实施“双碳”战略，储能需求不断增长。实现碳中和需依赖清洁、低碳的能源结构转型，非化石能源比重将大幅提高。据全球能源互联网发展合作组织预测，到2025年我国可再生能源发电量所占比例将达到20%。
我国正在经历电力系统的绿色低碳转型和能源结构调整。在电力结构中，新能源电力比例逐步上升。然而，新能源电力波动大且有不稳定性，致使其无法与电力负荷波动相匹配，加剧了常规电源的压力。在负荷低谷期，新能源发电量大，加重电力系统调峰难度；在负荷高峰时，新能源发电能力不足，需采取有序用电策略。因此，开发新能源需要不同的调节方式，储能技术在此方面尤为重要。截至目前，全国已有多个省市出台新能源配储政策，明确将建设储能设施作为新能源并网或核准的前置条件，这也进一步凸显了储能行业的重要性。
当下，我国压缩空气储能、储热储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池和钠离子电池等储能技术已接近甚至超越国际前沿水平；尽管抽水蓄能、飞轮储能、超级电容器和创新型储能技术仍有一定差距，但与发达国家的距离正在逐渐缩短。
经济性与安全是约束我国储能产业发展的两大因素，原有的高上网电价电站、峰谷电价差异较大以及具有储能扶持政策区域的储能项目，其需求有望得到释放。然而，储能技术的经济可行性依然是产业发展中的重大挑战。
其次，随着储能装机规模不断攀升，警惕的问题是储能事故风险。尤其是伴随亚洲最大的储能装机群的出现，如何保障储能设施的消防安全成为了决定产业命运的首要课题。因此，提高储能设备的可靠性和安全性是实现产业健康发展的关键。
储能技术是通过存储设备将能源储备起来，便于电量供应不足或峰值需求之际稳定电力供应。依据功能划分，储能方式包括机械储能（如抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能）、电磁储能（如超级电容和超导储能）以及电化学储能（例如铅酸电池、锂离子电池和液流电池）。
每个类别储能技术都有各自的优点和缺点，但其复杂性并未妨碍其共同协作实现储能。近年来“双碳”目标的提出促进了储能行业的飞速发展，并成为构建新型电力系统的关键。
抽水蓄能：我国作为世界上最大的抽水蓄能国家，正在快速发展当中。抽水蓄能通过将低谷时期电力储存为水位高度，高峰时段转化为电能，储能能力与坝高及库容密切相关。尽管抽水蓄能电站初期建设投入昂贵，但因为技术成熟、循环次数多、使用寿命长且损失低，其度电成本有着明显优 势。然而，由于地理位置局限和建设周期较长，且资源量有限制，抽水蓄能发展仍受需求和电价机制诸多因素的制约。
飞轮储能：作为尚未完全商业化应用的储能技术，具有功率密度高、充电瞬时响应速度、长使用寿命、深度放电、无环境污染、运行成本低、危险性小的独特优势，非常适用于快速大功率充放电场景。然而，飞轮储能的大规模商业应用仍面临诸多挑战，如成本较高、缺乏激励政策、技术成熟度不足以及标准化等问题。
压缩空气储能：经过新技术的推广，现在的压缩空气储能系统已经能够高效地运行。此项技术通过储存高压空气压力能量并在需要时膨胀发电。传统的压缩空气储能系统由于效率难以提高而受到限制，但新的研究已经开始探索类似空气辅助式汽缸系统、改善热力学循环、液态压缩空气储能系统和超临界压缩空气储能系统这些新的技术路徑，使得协定的效率和成本已经可以与抽水蓄能相媲美，这些都为大型商业化应用创造了可能。
锂离子电池储能：当前储能市场领跑者。锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、极高效率以及卓越的响应速度，因此在储能应用领域占据绝对主导地位。自2015年起，锂离子电池在储能市场上占据主导位置。到2022年，新安装储能设备中的94.2%为锂离子电池储能技术。
具体而言，LFP、NMC等三元锂电池在总占比中超过75%。相比之下，磷酸铁锂的能量密度更高，循环寿命更长，能量转化率也较高。此外，它还具备低自放电率、易快速充电和高效维护等优势，且成本较低，使用寿命较长，已成为我国推广的主要储能技术之一，具有显著的经济效益。
氢燃料电池储能：潜力无限的未来选择。氢燃料电池以氢气作为燃料，可以通过电解水逆反应产生电力。用氢和氧构成电极，燃料通过电荷载体传导至外部，然后在对外供电时释放出电子。在全球致力于降低碳排放之际，发展氢能已经成为能源转型的重要途径。
凭借能源丰富、效率高、零噪音、零污染等优异特性，氢燃料电池必将对节省资源和改善环境作出重大贡献。各国纷纷加大该领域的投入与研发力度。
新能源装载量增长引发尖峰负荷难题，储能及协同解决方案需求空前增长。自习近平主席于2020年联合国大会提出"碳中和"战略以来，风力发电和太阳能发电实现爆发式增长。然而，随着可再生能源大量并网，传统的集中式电力控制模式被打破，电力系统变得更加智能和分布式，负荷也越来越分散，需求侧响应成为解决尖峰负荷问题的关键。
尽管中国发电量已达到大约26亿千瓦，但依然无法缓解13亿人口面临的尖峰负荷用电不足的问题。因此，解决这个难题的新途径是建立虚拟电厂。虚拟电厂是电化学储能的重要辅助手段；与此同时，这两者共同构成未来电网调节峰值频率的重要角色。
如何保证整个电力系统能够在高比例的波动性可再生能源环境下仍然保持稳定是电力系统转型的重点，也是影响电力安全的关键因素。无论是发电端的电化学储能，还是电网端的抽水蓄能，或是用户侧的需求响应，以及虚拟电厂，都旨在应对新能源上网所带来的巨大负荷，为电网提供调峰、调频的服务，而虚拟电厂则是电化学储能的重要补充手段。
虚拟电厂将搭载互联网和现代信息通信技术的翅膀，汇聚电网中的各种资源，如分布式电源、储能设备、负荷等等，进行协调优化运行控制和市场交易，以实现电源侧的多种能源互补，负荷侧的灵活互动，满足电网的调峰、调频、备用等综合服务需求。
当前储能市场存在多个困扰，需要逐步推进储能电站进入电力市场。储能电站可以在电力市场上出售电量，提供辅助服务，还有参加容量市场。然而，现在储能项目的投资成本仍旧较高，并且在现有市场机制下，其调节能力无法充分利用。因此，需要采取措施改善这种情况，比如实施阶梯式补贴策略，降低企业投资成本，让储能发电机组更好地融入市场机制，从而释放更多经济效益。
