季节性储能:解决可再生能源"夏丰冬枯"的终极方案?

创建于11.07
风电光伏的快速增长正面临一道时间难题:当我们发电最多的季节,往往不是用电需求最高的季节。
在山西长治襄垣县,一座200兆瓦的风光储一体化电站正悄然改变着传统能源利用方式。这里夏季白天光伏最大出力超过90兆瓦,夜间风电出力提升至80兆瓦,通过配套建设的20兆瓦/20兆瓦时储能系统,实现了“昼光夜风”的天然互补 
而在遥远的丹麦,一个体积达75000立方米的跨季节蓄热水体,正将夏季丰富的太阳能储存起来,留待冬季为居民供暖,太阳能保证率高达40% 
这些相距万里的项目,共同指向同一个能源难题:如何解决可再生能源发电与用电需求之间的季节性失衡

01 可再生能源的“季节烦恼”

随着新能源装机占比持续攀升,电力系统呈现出越来越明显的季节性特征
“夏丰冬枯”已成为可再生能源富集地区的普遍现象。夏季光照充足,光伏发电量大,但用电负荷相对较低;冬季光照减弱,供热需求增加,电力供应却趋于紧张
在山西襄垣风光储一体化项目中,研究人员观察到“昼高夜低”或“晴高阴低”等出力波动成为常态。这种不平衡不仅存在于日内尺度,更延伸至季节尺度。
根据浙江大学与国网嘉兴供电公司的联合研究,清洁能源富集地区面临着严重的“多时间尺度电力电量失衡问题” 。这意味着,我们不仅需要解决一天内的电力波动,还要应对不同季节之间的能量转移需求。

02 什么是季节性储能?

季节性储能,顾名思义,是指能够将能量在不同季节之间进行转移的储能技术。
与传统储能主要解决小时级或日级的能量调节不同,季节性储能瞄准的是更长时间尺度的能量平衡。它能够在能源丰富的季节(如夏季)将多余的能源储存起来,在能源短缺的季节(如冬季)释放使用
从技术路线上看,季节性储能主要包括以下几类:
氢储能:通过电解水制氢,将电能转化为氢能储存,需要时通过燃料电池或氢轮机发电。一项基于Stackelberg博弈模型的最新研究表明,季节性氢储能可使可再生能源消纳率达到93.86%,提升20.60个百分点 
热储能:包括大型蓄热水体、土壤源蓄热、地下水体蓄热等技术。丹麦的Marstal太阳能供热厂通过75000立方米季节蓄热水体,实现了40% 的太阳能保证率
压缩空气储能:利用地下洞穴或盐穴存储压缩空气,实现大规模能量存储。
这些技术各具特色,为解决可再生能源的季节性不平衡提供了多样化的解决方案。
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03 技术突破:从实验室走向规模化

近年来,季节性储能技术取得了显著进展。
在氢储能领域,浙江大学等机构的研究人员提出了“季节性-短期混合储能系统协同配置方法” 。他们建立了氢储能系统的跨季节时序耦合运行模型,并成功将非凸非线性的规划模型转换为混合整数线性规划模型,大大提高了方案的可行性。
研究表明,多元化储能系统协同运行可显著提高混合综合能源系统的效率。在长短期联合储能策略下,系统自给率可达85%,能源成本与碳排放成本分别下降8.56% 和11.35% 
热储能技术也日趋成熟。丹麦的案例显示,通过优化设计,季节蓄热体的热回收率可稳定在90% 左右。而且,随着蓄热体体积的增大,单位蓄热体造价显著降低,性能却大幅提高——当蓄热体体积从100立方米增加到10万立方米,单位蓄热体对应的散热表面积降低到1/12,造价降至1/25 
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04 国内外创新实践

丹麦:跨季节储热的引领者

丹麦是全球最早推动太阳能区域供热的国家,也是当今最大的太阳能区域供热市场
在丹麦小镇Marstal,75000立方米的季节蓄热水体与33300平方米的太阳能集热器协同工作,为当地居民提供稳定的供热服务。该系统太阳能保证率约40%,每年太阳能集热器得热量达395kWh/平方米 
另一个令人瞩目的案例是Dronninglund太阳能供热厂,其63000立方米的季节蓄热水体实现了90% 的热回收率和41% 的太阳能贡献率

中国:积极探索多种技术路线

在中国,季节性储能虽处于起步阶段,但已展现出巨大潜力。
山西襄垣的200兆瓦风光储一体化项目,通过“风光互补+储能调节”的智能协同体系,有效缓解了“昼高夜低”或“晴高阴低”等出力波动。项目建成后,年均发电量可达3.8亿千瓦时,满足约15万户家庭年用电需求
浙江某地区则开展了基于发电侧共建共享的季节性-短期混合储能系统实践。研究人员根据水电季节性出力特性建立了氢储能系统的跨季节时序耦合运行模型,有效改善了该地区季节性电量失衡和日内电力失衡问题
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05 经济性与政策支持

季节性储能的发展离不开经济可行性和政策支持。

成本下降趋势明显

丹麦案例显示,季节蓄热体的造价已降至20-30欧元/立方米(约合人民币100-200元/立方米)。随着规模的扩大,单位造价还在进一步降低。
研究表明,引入季节性储能模块虽导致维护成本上升4.31%,但能源与碳排放成本总体降低6.92%,具有明显的长期经济效益

政策支持力度加大

中国政府高度重视储能产业发展。2025年9月,国家发展改革委、国家能源局联合印发了《新型储能规模化建设专项行动方案(2025—2027年)》,提出到2027年新型储能装机规模达到1.8亿千瓦以上,带动项目直接投资约2500亿元 
商务部研究院副研究员洪勇表示:“政策红利持续释放、市场需求多点爆发、技术迭代加速落地、产能布局逐步兑现,多重因素共振,正推动储能行业进入‘量价齐升’的黄金发展期。” 

06 未来展望:挑战与机遇并存

尽管季节性储能前景广阔,但仍面临诸多挑战。
技术成熟度:除抽水蓄能和储热外,大多数季节性储能技术仍处于示范阶段
投资成本:初始投资高、回报周期长,制约了规模化发展
政策体系:需要建立完善的市场机制和价格形成机制
标准化:亟需加强关键领域标准制修订
不过,这些挑战也意味着巨大的发展机遇。
全联并购公会信用管理委员会专家安光勇指出:“储能已成为新能源并网刚性需求,市场空间持续扩容。” 
中关村物联网产业联盟副秘书长袁帅则认为:“商业模式创新将成为储能行业未来实现高速增长的核心驱动力。” 
在山西襄垣,风光储一体化项目正平稳运行;在丹麦Marstal,巨大的蓄热水体默默储存着夏季的阳光;在浙江的实验室里,科学家们不断优化氢储能模型。
季节性储能,这一曾经被认为遥不可及的技术,正逐渐成为解决可再生能源“夏丰冬枯”问题的可行方案。
对于能源行业而言,季节性储能不仅是技术的革新,更是能源体系的重构。它让我们离“充足、稳定、清洁”的能源未来更近了一步。
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