规模储能技术与可再生能源发电的结合应用，是支撑构建未来以新能源为主体的新型电力系统的重要手段。将储能与可再生能源发电技术结合成为一个联合系统，可以减少功率波动，增强电力系统的灵活性。通过储能系统的能量存储和释放入网，使间歇性可再生电力能源变成稳定、安全、高效的清洁能源。储能也是智能电网、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术。储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。储能能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，支撑分布式发电及微电网，是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术。储能能够促进能源生产消费开放共享和灵活交易、实现多能协同，是构建能源互联网，推动电力体制改革和促进能源新业态发展的核心基础。储能技术同时还是电动汽车、电动轮船、电动飞机、轨道交通、智能建筑、通信基站、数据中心、工业节能、机器人、智能制造和国家安全的共性支撑技术。

近年来，我国储能的部分核心技术取得了重大突破，实施了一批具有国际水平的工程示范应用，达到了国际领先地位，支撑了我国经济社会的快速发展。针对我国未来可再生能源占比持续快速提升过程中所面临的一些挑战性问题，规模储能技术当前还不能很好地满足各类需求。储能技术在安全性、成本、寿命、智能化、系统集成和应用、检测分析与失效分析、安全防护、资源可持续等方面依然需要不断地改进现有技术，开发新技术，通过持续的创新来最终支撑储能产业化和商业化。国家重点研发计划是我国科技领域针对重大社会公益性课题，以及事关产业核心竞争力、自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品方面的科技研究项目群，将为国民经济和社会发展主要领域提供持续性的支撑和引领。“十三五”(2016—2020年)期间，储能相关的科技项目主要通过“智能电网技术与装备”重点专项中的基础支撑技术方向支持。“十四五”(2021—2025年)期间，主要通过“储能与智能电网技术”重点专项支持。本工作将简介“十三五”的进展和“十四五”的主要规划。

科技部在20世纪80年代末就将全固态聚合物锂二次电池列入重点项目，20世纪90年代初又将锂离子电池关键材料与技术纳入“863”计划重点支持课题，并在后续的若干高技术发展计划中持续支持锂离子电池的技术发展，使之形成了与日本、韩国三足鼎立的产业基础。进入21世纪以来，科技部又将绿色二次电池的基础研究列入国家“973”计划，鼓励电化学储能技术的原理性创新。“十二五”期间，我国开始重视储能技术的发展，科技部通过“863”项目支持了相关研发，“863”计划的项目定位是提高我国自主创新能力，坚持战略性、前沿性和前瞻性，以前沿技术研究发展为重点，统筹部署高技术的集成应用和产业化示范，充分发挥高技术引领未来发展的先导作用。先进能源领域储能子领域部署了物理储能与化学储能关键技术与示范电站研究，总经费1.4238亿元，其中物理储能包括压缩空气、飞轮、超导储能、相变储能，共计经费0.1986亿元，化学储能包括锂电池、液流电池和超级电容器，共计国拨经费1.2258亿元。项目经费比例、项目名称、课题名称参见图1和表1。

通过“十二五”项目部署，我国在化学与物理规模储能技术方面取得显著进展，掌握了多项储能技术，部分技术达到世界先进水平。中国科学院工程热物理研究所突破了1.5 MW具有自主知识产权的超临界压缩空气储能系统技术，完成了示范运行，性能指标优于同等规模的国外压缩空气储能系统。多家锂离子电池企业掌握了规模储能锂离子电池系统技术，其中比亚迪、宁德时代、中航锂电、银隆等企业参与了40 MWh磷酸铁锂体系和钛酸锂体系的锂离子储能电站示范项目，在张北国家“风光储输示范工程一期项目”中获得了初步应用。“863”项目还实施了软碳负极、层状锰酸锂正极的储能型锂离子电池的开发，这是国际上首次采用此材料体系，循环性达到7000次，进一步降低了锂离子电池成本，同时促进了软碳和层状锰酸锂材料的产业化。“十二五”项目推动了500 kW/328 kWh级微晶掺杂尖晶石锰酸锂锂离子储能电池示范、500 kWh级锰酸锂三元复合正极储能电池示范、0.6 MWh风光储互补微网系统的应用示范、100 kW基于钛酸锂系负极材料的移动式储能示范以及0.5 MWh/1 MW钛酸锂电池储能电站的光储应用示范。液流电池方面，国内有中国科学院大连化学物理研究所、清华大学、中国科学院金属研究所、中南大学、大连融科储能技术发展有限公司、普能公司、德沃普、万利通、银峰新能源等多家研究单位和企业从事液流电池的研发和产业化工作。在关键材料基础研究和电池系统集成及应用示范工程方面取得了重大突破。中国科学院大连化学物理研究所牵头国际相关标准的制定，该团队实施了包括2012年全球最大规模的5 MW/10 MWh全钒液流电池储能系统商业化应用示范项目在内的近30项应用示范工程，应用领域涉及分布式发电、智能微网、离网供电及可再生能源发电等。

根据科技部“863”计划项目的定位以及“十二五”期间我国储能科技的进展，“十三五”期间国家科技部发布的科技项目建议从4个方面支持我国储能技术的发展：

（1）储能产业化关键技术：针对“十二五”期间已获支持的储能技术，经充分评估，对于确实有重大应用前景，且进展良好的研发方向，针对不同的技术成熟度，进一步强化支持，推进相关储能技术向产业化发展，这方面的技术包括锂离子电池、液流电池、超级电容器和压缩空气。

（2）变革性储能新技术：具有重大应用前景，国内已经开展了基础研究，但尚未掌握关键技术，通过支持，有望达到示范验证水平的项目，包括全固态电池、锂硫电池、可充放聚合物电解质金属锂电池、液态金属电池和钠离子电池。

（3）储能系统集成、检测、综合利用技术：针对先进能源领域关注的智能电网、分布式能源、工业节能、可再生能源技术子领域以及数据中心、通信基站等应用需要的储能系统集成技术，包括智能BMS、高能效高可靠性PCS、EMS，以及具有安全保护、自动监控、模块化、智能化的储能单元、机组、机柜技术，高水平储能单元与储能系统的检测、失效分析技术，储能全产业链技术经济性分析技术，动力电池的梯级利用技术。

（4）储能先进装备技术：针对我国储能技术相关企业在提升技术水平时面临的装备落后问题，通过先进能源领域联合先进制造、信息领域联合支持的项目，支持先进装备技术的发展。

“十三五”期间，国家对储能方向的支持与智能电网合并，在2016年启动了智能电网和装备重点专项，储能作为其中的基础支撑技术获得支持，共计获得了2.9433亿元国拨经费。具体设立了3个任务，包括大规模储能关键技术研究、新型储能器件的基础科学与前瞻技术研究和海水抽水蓄能电站前瞻技术研究，详细情况参见表2。

大规模储能关键技术研究任务属于重大共性关键技术，实施时间为2016—2021年。重点研究内容包括：适合大规模储能的锂离子电池、液流电池、压缩空气储能技术、梯次利用动力电池规模化工程应用关键技术，研究提升储能单元使用寿命、能量转换效率、能量密度、安全性能的关键材料及创新结构，研究降低储能单元、模块、系统成本的关键技术以及动力电池的梯次利用关键技术。具体目标为突破100 MWh级锂离子电池、10 MW级/40 MWh液流电池与10 MW级/100 MWh压缩空气储能系统的关键技术，掌握大规模储能的单元与模块技术，提升现有储能研发、制造、应用水平，满足智能电网中大规模可再生能源高比例消纳和分布式储能对于储能系统技术经济性、能量效率、安全性、可靠性的要求，建立大规模储能系统安全及失效分析的方法和标准，显著提高梯次利用电池的综合技术经济性。

新型储能器件的基础科学与前瞻技术研究任务属于基础研究，实施时间为2016—2021年。重点研究内容包括研究开发能显著提升和超越现有储能技术水平，针对大规模储能、分布式储能等不同的能量级别、功率级别、应用场景的多种新型储能技术。支持储能技术的共性基础科学问题研究，具体包括储能新原理、能量储存与转换过程中的热力学、动力学、稳定性、失效机制、关键材料匹配等。研究开发具有更高性能的新材料、新结构和新设计。探索研究和筛选适合智能电网各类应用的新型储能技术。在基础科学方面，掌握新型储能技术中的关键材料设计、结构优化设计和器件响应行为，掌握储能器件服役过程中性能演化行为及其演化机理。完成对新型储能器件的综合技术指标、技术经济性评价和在规模储能中的应用前景分析。

新型储能技术的核心材料、器件、应用、关键制造技术形成完整的自主知识产权体系。预期成果为研制的新型储能器件关键性能，如能量密度、功率密度、能量效率、循环寿命、成本、安全性等显著超越现有储能技术，储能单元与模块可靠性高、响应速度快、工作温度宽、环境适应性强，全寿命周期可以做到免维护、环境友好，储能单元的设计易于模块化及灵活配组安装。“十三五”期间安排了钠离子电池、锂离子电容、储能型固态锂电池、液态金属电池4个项目，项目结束后，都要求实现kWh级以上验证，并突破相关关键技术。

海水抽水蓄能电站前瞻技术研究任务属于共性关键技术，实施时间为2017—2020年，研究内容包括对沿海地区海水抽水蓄能资源、开发潜力和生态环境影响进行评估，电站建设规划和选址的要求，水轮机设计与制造技术，水轮发电机组变速技术的应用，海水抽水蓄能电站与可再生能源联合运行技术，海水抽水蓄能管道防腐蚀与生物附着问题，电站坝体防浸袭技术，进行海岛小容量海水抽水蓄能电站试验。

电化学储能技术在中长时间尺度储能技术中占据了主导。全球新增储能装机中超过80%是锂离子电池，其次是铅酸电池。“十三五”期间我国在锂离子电池储能方面取得了重要的进展。

在100 MWh锂离子储能电池技术方面，攻克了全生命周期阳极锂离子补偿技术难题，开发出循环寿命超12000次的长寿命电池单体，循环寿命指标达到世界领先水平；系统集成与管理方面，突破传统电池被动均衡方法，提出并实现了锂补偿电池模块的动态均衡策略，控制静态压差3～5 mV；开发出高精度SOC算法，SOC误差5%(业内8%～10%)，实现复杂电、热条件下模块内电池单体的动态一致性；大规模储能系统层面，开发出适用于百兆瓦时级大规模电池储能电站统一调度与控制系统，实现全功率响应时间200毫秒(国际500毫秒)，储能电站跟踪误差小于2%(国际上>3%)额定功率。完成了福建闽投108 MWh项目(国内大规模电网侧站房式锂离子电池储能电站，可为附近3个220 kV重负荷变电站提供调峰调频服务)产品交付，整体技术水平行业领先。

在固态锂离子储能技术方面，支持了固态锂离子电池的基础前瞻项目，通过深入研究固态电池的专用材料、新制成工艺、电化学及安全特性，形成并掌握了一套独特的固态电池核心材料、规模化生产工艺与储能应用的管理控制系统和模块化构建能力，在世界范围内首次研制出能量型和功率型的储能用固态锂电池模组。完成了固态电池储能模块多维度安全性解决方案的设计及验证，主要包括热滥用安全性方案、绝缘安全方案和结构安全设计方案3个方面。完成了10 kW/50 kWh能量型和20 kW/20 kWh功率型固态电池储能系统集成和示范验证，两套电池系统能量效率均大于90%，实现了智能电网储能中应用可行性的初步验证。总体而言，我国在固态储能锂离子电池领域具有很强的科技创新能力和市场竞争力，全面提高了我国储能电池安全性与循环寿命。

在钠离子储能电池技术方面，我国钠离子电池无论从综合性能还是产业化速度在国际上都处于前列，拥有核心技术和自主知识产权，已率先实现在其目标领域的示范应用，完成了关键材料及电芯的批量化工艺及生产验证，初步具备产业化条件。“十三五”期间，围绕高安全、长寿命和低成本钠基储能电池的基础科学问题，发展了高空间分辨、时间分辨、能量分辨和化学识别度的新型电化学原位磁共振成像技术等两种原位表征技术，获得了长寿命、低成本的嵌钠电极结构模型及材料体系，钠离子电池磷酸钒钠正极材料可循环10000次，获得长寿命水系钠离子电池，开发了与现有液态电池生产线相兼容的原位固态化技术和固态电池生产工艺，制备出长寿命固态电池。示范了30 kW/100 kWh非水钠基储能电站、50 kW/100 kWh非水钠基电池“光-储-充”系统和500 kW/1 MWh非水钠基电池“光-储-充”智能微网系统，突破了水系钠基电池的关键技术瓶颈。目前主要挑战是建设完整的上下游产业链，制定钠离子电池的行业、国家及国际标准，进一步提升其综合性能并降低成本。

在液态金属电池方面，构建了液态金属研发与分析平台，设计了高比能电极体系，获得了长寿命液态金属电池，实现由跟跑到并跑的重要进展。然而，液态金属电池的高温封装仍需突破，其高比能与长寿命特性难以兼顾，大容量电池长效服役有待进一步验证。

混合储能电池技术方面，“十三五”期间，我国在储能技术研究领域取得了重要进展，不同类型储能技术的简单复合应用也有一定的研究基础。但基于多储能模式能量与物质深度融合储能系统的研发尚处于起步阶段。需重点突破多能共融新型储能技术、热-电高效转换与电能存储技术、电力转换相变储热新机制及一体化技术等，实现新型高参数混合储能技术。

在水系电池储能技术方面，目前批量生产水系二次离子电池主要以锂钠混合离子电池为主，体系主要有锰酸锂为主的含锰过渡金属氧化物正极、硫酸钠电解液以及碳复合氧化物磷酸钛钠负极，比能量为25 Wh/kg左右。此外水系锂离子电池、水系钠离子电池、水系钾离子电池和水系锌离子电池均有大量研究文章报道，其中水系锌离子电池已有初创公司尝试产业化，但目前均无商业化产品报道。在水系离子电池技术储备和基础研究方面我国所处的阶段为并跑阶段。如果能够在基础研究方面加快布局，围绕规模储能重大应用场景需求出发针对性突破关键技术，解决产业化技术瓶颈，将有望在“十四五”末期确立优势地位，实现领跑。

总体而言，在中长时间尺度储能技术方面我国已具备了较好的研究基础与人才队伍，基础与应用资源得到大幅优化，先进材料开发与新机制等基础研究取得了大量原创性成果，并在诸多方向达到或接近国际最高水平；在优势技术方向已催生创新型公司或示范性器件。目前存在缺乏国家整体引领与规划、先进设备自主创新性差、基础支撑技术薄弱、示范创新环境不够完善等挑战。

在高功率电容器方面，我国在平台建设方面具有绝对优势。世界范围内仅我国具有专门的超级电容器行业，官方研发机构主要包括一个国家级工程中心、三个省级工程中心、两个省级研究院，成立了超级电容器产业联盟。工信部《2016年工业强基工程实施方案指南》将超级电容器列为实现重大工程和重点领域急需的核心基础零部件。同时，国家发改委《产业结构调整指导目录(2019年本)》将超级电容器作为核心产品进入目录。科技部也从“十五”到“十三五”期间前后共支持关于超级电容器项目10项(973、863和重点专项)，共计国拨经费约9000万元。另外，工信部支持强基计划1项，国拨经费1600万元。“十三五”期间，围绕高功率低成本规模超级电容器的基础科学与前瞻技术研究，开发了高比电容氮掺杂少层碳、高容量纳孔单晶缺陷氧化物负极、高电压高倍率正极等关键材料，建立了原位环境透射电子显微镜、原位拉曼光谱、电化学-石英微晶天平联用等多套电化学机制原位表征平台，开发了高功率超级电容器器件结构设计和量产制造工艺、高功率集流体和负极材料预锂化关键技术，建立了具有自主知识产权的年产能5兆瓦时超级电容器国产化生产线，提出了高功率超级电容器加速老化测试方法及寿命预测模型，建成了超级电容器性能评估、加速老化和寿命预测一体的实验室平台，为形成规模化的高功率超级电容器生产奠定了坚实的基础。

在高功率电池方面，在基础研发方面，国内拥有基本涵盖了锂电池全链条庞大的研发团队，在电池制造端我国有全球知名锂电池生产商；在下游储能系统集成商方面有较多优势企业，通过数年的产学研合作，形成千亿级的产业集群，并已形成规模效应。近年来受益于国家对新能源的大力扶持，我国锂电池技术取得了长足的进步。国家对锂电池专项进行了持续的经费资助，“十三五”期间科技部重大专项新能源汽车专项和智能电网专项对快充型锂离子电池进行了资助。建立了锂离子电池研发平台、智能化制造平台、先进检测及可靠性验证平台以及完备的下游应用平台，为高功率电池的研发打下了坚实基础。

在高功率飞轮技术方面，国内对飞轮技术研究兴起于20世纪90年代，研究了飞轮储能系统单机部件关键技术、系统集成和电网应用，设计或研制了30～1000 kW、0.5～50 kWh的各种技术路线的试验系统、工程样机。我国在复合材料飞轮、高速电机、磁悬浮等飞轮储能单机研究领域取得了进展，推动了国内飞轮储能技术进步。飞轮储能阵列以及并网技术多数为理论仿真分析，实证研究不足，需要加大力度投入研发。

在高效压缩空气储能技术方面，我国在“十三五”期间突破了10 MW级先进压缩空气储能系统关键技术。100 MW/GWh高效压缩空气储能技术的规模将提高10倍、效率提高15%、单位成本下降30%以上，在系统动态优化设计与控制、宽负荷组合式压缩机、高负荷轴流膨胀机和蓄热换热器等方面均需要本质性技术跨越和提升，需要建制化协同攻关。

在储热储冷技术方面，国内蓄热方面开发出了系列低成本低熔点高分解温度硝酸熔盐，在光热发电供热以及电供热等领域进行了示范应用，但温度限于600 ℃以下。国内也进行了高温混合氯化和碳酸熔盐的研发，但氯化盐腐蚀严重，碳酸熔盐含有成本较高的碳酸锂。当前急需低成本低腐蚀超高温熔盐和高温高效换热器等关键技术。蓄冷方面攻克了过冷水稳定换热技术、高效促晶技术、冰晶防传播技术等系列关键技术，在冰浆制备和大容量蓄冷应用领域成为国际重要的技术力量。但需要进一步优化系统流程，大幅度提升冰浆系统的能效和规模，为实现我国蓄冷技术大规模应用提供技术支撑。

在新型液流电池技术方面，国内在液流电池基础研究、工程化用方面均取得了系列进展，实施了近40项应用示范，推进了液流电池在发电侧、输配电侧及用户侧的广泛应用，并牵头制定液流电池国际标准。我国在“十三五”期间部署了10 MW全钒液流电池技术研发和示范，取得了重要进展；正在建设全球最大200 MW/800 MWh全钒液流电池储能电站。目前，全钒液流电池已步入商业化，但初投资成本相对较高。提高电池功率密度、降低成本、发展新体系是液流电池储能技术进一步发展的关键。

在海水抽蓄方面，面向海水抽水蓄能电站规划、设计、建设、运行需求，以海水抽水蓄能电站推荐站点珠海万山岛为研究对象，经实地勘查、理论分析、对比测试、试验验证，从材料研发、电站选材、设计方法、监测、预防与修复等多维度提出了电站腐蚀污损和环境防护综合解决方案，研发了10 MW级可变速抽水蓄能机组设计制造关键技术，攻克了可变速海水抽水蓄能与可再生能源联合运行控制、调度难题，形成了支撑海水抽水蓄能电站工程建设运营的成套关键技术方案。这为未来海水抽水蓄能电站规划、建设和运行提供关键技术、平台和装备支撑，填补了国内可变速海水抽水蓄能电站建设、设备制造和运行控制等技术空白。

此外，在新型超长时间储能技术方面，我国在热泵储能、重力储能、固体颗粒储能等新型超长时间尺度储能技术中处于起步阶段，基础理论研究方面取得了一定进展，迫切需要在关键技术如压缩膨胀机、高温储热器、重力储能控制器等方面实现从0到1的技术突破。

通过未来十五年的集中攻关和发展，解决涉及智能电网、可再生能源大规模接入等重大应用领域的先进储能技术在安全性、效率、性能、规模、成本、寿命、智能监测与控制等方面存在的瓶颈问题，推动先进储能技术创新、支撑新型电力系统构筑和能源结构清洁化转型，以实现能源消费革命为目标，推动我国先进储能技术研究基础前瞻、重大共性关键技术的研发与合理布局，重点攻克新型高性能储能材料体系、新型储能单元与系统、新型分析方法、新型储能系统全寿命周期应用及回收、智能制造相关的科学基础与关键技术等方向，显著提升我国在先进储能技术方向的国际竞争力，夯实知识产权体系、形成完整标准体系、全面实现先进储能技术关键装备和系统的国产化。

到2035年，确保我国在先进储能技术领域的整体水平处于国际引领地位，形成可持续发展、支撑我国能源革命和社会发展的技术体系、产业体系、创新体系。将兼顾原创性、挑战性、先进性、可行性，重点突破具有重大应用前景的关键技术和瓶颈技术，力争全面实现适合大规模、宽时间尺度和频率、高安全、长寿命和低成本的综合性能优异的先进储能技术。应在全面优于现有储能技术之外达到以下部分或全面指标，具体包括：①实现吉瓦时储能系统规模；②循环寿命指标提升到15000次；③使用年限大于30年；④全面提升安全性，实现储能单元的本质安全，储能系统的主动预警、控制和安防；⑤全生命周期储能能量成本低于0.8元/Wh，全生命周期储能功率成本低于1元/W，储能系统能量成本降低到0.6元/Wh，度电使用成本降低到0.2元/kWh；⑥系统储能效率大于90%；⑦系统储能时间尺度满足10 h需求；⑧实现全寿命周期资源利用最大化，且满足面向应用的其他综合技术指标。

推动具有重大应用前景的原始创新储能技术的研究，加强储能新原理、新概念、新途径、新材料、新设计的研究开发，集中攻关解决针对多种商业化应用时，储能技术在满足规模、效率、成本、寿命、安全性、能量密度、充放电速率等关键技术指标方面存在的不足和瓶颈技术问题，解决储能技术在实施智能制造时需要突破的关键科学与技术问题，完善储能技术在生产和应用过程中建立和实施标准化体系需要的科学与技术基础。从提高全寿命周期储能系统利用效率和成本控制方面，攻克单元和系统的全链条设计、状态监测和预测、智能调控、梯次利用和回收中的关键技术。先进储能专项开发的储能技术将涵盖目前多种应用领域对不同时长、不同频次、不同规模的先进储能技术的需求，升级或颠覆现有储能技术。如图2所示，通过系统布局、重点突破，确保我国储能技术在5年后在世界范围内处于全面领先的水平，力争形成完整的技术体系布局、知识产权布局和标准体系布局，通过前瞻技术布局、先进技术开发、瓶颈技术突破、基础支撑技术补强，促进我国储能创新链和产业链的完善，确保在世界范围的竞争中在技术方面占据绝对领先优势，确保我国在能源技术革命中摆脱卡脖子危机，产品具有核心竞争力，催生高新技术产业。

“十四五”期间拟解决的重大科学问题包括：兼顾超长储能寿命、高倍率充放电、本质安全、低成本的储能新体系的关键材料体系设计、界面演化问题、储能单元和系统全寿命周期下性能的动态演变规律和实时检测方法；变工况和非稳态条件下储能系统动态特性与失效机理；基于模型与基于大数据分析的储能系统寿命的精准预测；GWh级能量型和功率型储能的最优组合与响应策略问题。多随机性因素作用下的电力系统不确定性功率实时预测、状态感知和平衡交互问题；宽时间和频率范围下的电力系统动态特性演变机理与分析问题；弱抗扰能力电力电子装置与系统的耦合机理及协同调控问题；规模化用户侧资源与电网互动运行问题；多能量流循环系统交互作用与联合优化问题；多物理化学过程、多部件特性及系统特性耦合与多尺度能量转化机制等问题。

针对储能与智能电网相关重要应用场景拟突破的重大技术瓶颈(图3)包括：

短时高频储能技术方面，面向电网调频等应用场景，当前短时高频储能的综合技术经济性无法满足需求，根本问题体现在储能系统功率密度和能量密度无法兼顾，从而大大增加了储能功率使用成本。未来需要开发例如电池电容、飞轮-电池混合的储能技术等这一类低成本、高安全、适应高频次快速响应的兼顾能量密度和功率密度的高功率储能技术和混合储能技术。针对电力发、输、配环节中涉及的调频、备用容量、可再生能源并网和平滑出力、无功支持等高功率应用场景，研究秒级到30分钟时长以内的高效长寿命低成本高功率高频次储能技术，具体包括混合电池电容、高功率电池、超级电容器、混合储能技术等。功率密度大于10千瓦/千克，系统功率成本低于2元/瓦，系统能量效率大于90%，系统响应速度小于100毫秒。

中长时间尺度储能技术方面，针对电网调峰、可再生能源大规模接入等广泛的应用场景，现有中长时间储能技术主要为锂离子电池，在滥用条件下存在热失控与燃烧爆炸的安全隐患，需要开发本征安全、超长寿命的新储能技术，例如固态锂离子储能电池技术；储能规模从目前的100 MWh提升到GWh级，亟待解决基于大容量电池和高电压拓扑构架下的海量电池管理、协调控制和安全运行涉及的高水平智能储能系统集成技术；从可持续发展角度考虑，需要开发例如钠离子电池技术等这一类不受资源约束的非锂电化学储能技术。针对电力发输环节中涉及规模储能调峰，新能源风光储配套等应用场景，研究时长在0.5～4 h的安全高效长寿命低成本的储能技术，重点包括GWh级高性能的锂离子电池、本质安全的固态锂离子电池、低成本无资源限制的钠离子电池等。储能单体和系统实现本质安全，循环寿命超过15000次，系统秒级以内响应速度，度电成本低于0.2元，支撑GWh级应用。

超长时间尺度储能技术方面，针对可再生能源大规模接入等应用场景，现有各类储能技术在超过4个小时的时间尺度运行还难以实现与抽水蓄能具有相当的度电成本、规模和寿命，未来需要开发不受地理位置限制、大规模、长时间、低成本、高安全的能量与功率单元分离的超长时间高效储能技术以及其他新型储能技术，例如先进压缩空气、新型液流电池、基于热力循环的储能系统、固态储热技术、低成本的电化学储能技术等。针对智能电网和新能源发电实现能量跨天时移和削峰填谷需求，研究可以取代抽水蓄能的时长大于4小时，不受地域、环境和资源限制的大规模长寿命低成本安全可靠的储能技术，重点包括新型液流电池、先进压缩空气、基于热力循环的新型储能技术和固态储热技术等。储能系统成本低于0.8元/瓦时，度电成本低于0.2元，服役寿命大于20年，系统循环寿命大于10000次，系统能量效率大于70%，支撑GWh级储能技术。

基础支撑技术方面，面向储能单元和系统的实时可知、可测、可控的需求，需要突破储能单元和系统的智能传感、检测、预警、主动控制、主动安防、人工智能、大数据分析和区块链技术应用等问题，储能器件主动安全控制与消防技术等；智能电网的高度智能化，需要突破高电压大电流强磁场环境下多场、多尺度、多介质耦合机制，挖掘多工况、多因素影响机理，揭示材料工艺与性能匹配、多物理场下界面间电场畸变规律、大功率电力器件电流提升及可靠性加固等科学问题，解决制约高端电工材料、大功率电力器件、传感器件及芯片研制等重大技术瓶颈，创新人工智能网络安全攻防对抗基础理论与方法，突破电力人工智能基础算法、大数据与区块链、轻量化边缘计算模块等能源数字融合应用技术瓶颈。

为构建源网荷储一体化，在电源侧，通过超长时间尺度和中长时间尺度储能技术和高比例可再生能源主动支持技术，解决大规模可再生能源发电功率波动平抑和从小时到天为单位周期变化的调节需求(图2)。在电网侧，通过电网的柔性化、智能化水平提升以及超长时间尺度和中长时间尺度储能技术，解决电网运行实时功率平衡的需求。在负荷侧，通过对大量多元用户之间和车网之间等供需互动技术以及不同时间尺度的储能技术，来提高分布式清洁能源发电的消纳率。通过上述电源侧、电网侧和负荷侧的储能、电网技术的协调配合，同时在相关的基础性、共性技术上大量关键环节的突破，最终实现对高占比的集中/分散式风电、光伏发电的高效率消纳，支撑能源结构的转型。“十四五”期间布局的储能项目详见图4、图5、表3和表4。

“十四五”期间，针对储能与智能电网技术专项任务的研究需求，采用自主研发、产学研用联合攻关等多种方式，全链条创新设计、一体化组织实施，借助国内外科研院所及社会科研力量，开展专题研究，实现技术研发和实验能力建设的突破。建立多方协调机制，加强各部门之间的横向协同，电网企业与发电企业之间、电网企业与电力用户之间的联动和协调，统筹部署储能与智能电网的技术研发和示范应用，创新科研实施和示范应用机制，为实施储能与智能电网专项创造良好的环境。设立储能与智能电网专项总体专家组，进一步加强科技专项计划的检查督导。

“十四五”期间，将实施积极政策，继续加强国际交流与合作，吸纳海外团队、企业在中国发展。充分利用全球创新资源，积极引进国外先进技术和经验，加强与国外技术研究发展计划的合作，及时把握世界储能与智能电网技术及装备科技发展的新动向、新趋势，实现我国储能与智能电网技术发展与世界接轨，促进我国储能与智能电网技术科技的可持续发展。

通过“十二五”“十三五”和“十四五”科技部在储能方向的连续支持，希望未来我国在构建新型储能技术体系方面，在该领域整体处于国际领先地位。开发的规模储能技术，能够支撑50%以上占比的可再生能源发电装机友好并网和全额消纳，能够实现储能度电成本低于0.2元、服役寿命大于20年、循环周次大于1.5万次、安全可靠的GWh级规模储能技术，推动我国在储能关键材料、装备和软硬件方面的原始创新，解决先进储能技术在重要应用场景商业化的技术瓶颈，支撑智能电网和可再生能源发展；建立完整自主的技术研究和制造体系，形成完整的自主知识产权体系，全面提升储能行业的国际竞争力，引领全球未来清洁能源产业发展。