长时储能技术作为支撑可再次生产的能源大规模并网的关键解决方案，通过有效平抑清洁能源发电的间歇性与波动性，为构建以新能源为主体的新型电力系统提供核心技术路径与产业支撑策略。该技术不仅仅可以加速全球双碳战略目标的实现进程，更将催生万亿级市场空间——行业预测显示，到2040年相关领域有望撬动规模达4万亿美元的全球投资，展现出巨大的市场价值与广阔发展前景。

  在风车转动、太阳能板闪耀的绿色能源时代，一个隐形挑战正在浮现：当无风无光时，如何保证千家万户的电力供应？随着全球能源结构加速向风电、光伏等可再次生产的能源转型，这些“靠天吃饭”的能源虽清洁却波动频繁，可能引发供电中断甚至电网崩溃。长时储能技术（LDES）如同一座巨型“能量保险库”，能将多余电能储存数日乃至数月，在阴雨天或无风季稳定释放电力，成为破解这一困局的关键。研究显示，到2040年该技术将催生4万亿美元市场，其中液流电池以其安全、灵活的特性脱颖而出。从青藏高原的百兆瓦储能站到加州的创新项目，全球正通过这项技术构筑不依赖天气的绿色电网。本文解释了为何LDES是碳中和目标的“必选项”。

  联合国政府间气候平均状态随时间的变化专门委员会（IPCC）明确，实现全球温升控制在1.5℃的核心路径要求2050年可再次生产的能源发电占比达到70-85%，其中太阳能与风能需承担主力角色。对于承诺2060年碳中和的中国而言，这在某种程度上预示着风力和光伏发电需占据全国电力结构的60-70%，对应总装机规模突破5000吉瓦。然而，风光发电固有的间歇性与波动性特征对电网稳定性形成严峻挑战，亟需储能系统发挥稳定器作用——通过平抑出力波动、支撑大规模并网，储能已成为新型电力系统不可或缺的调节工具。行业测算显示，按20-50%的储能配置比例，我国至2060年需部署1000-2500吉瓦储能系统，催生年产值超万亿美元的产业蓝海，储能技术正跃升为全球能源转型的战略制高点。

  在众多储能解决方案中，长时储能系统（LDES）凭借其跨时间尺度的调节能力脱颖而出：通过数小时至数月级的持续放电周期，既能消纳风光发电的间歇性过剩产能，又能在用电高峰时段释放储备电能，实现电力供需的动态平衡。尽管行业尚未形成统一技术标准，但额定功率下持续放电超4小时+低成本+大规模+长寿命已成为界定LDES的核心特征。产业进展印证了其战略价值：2024年全球新增LDES装机突破1吉瓦/4.6吉瓦时，储备项目规模更同比翻番至76吉瓦/357吉瓦时。LDES委员会测算显示，为实现净零排放目标，2030年前需部署超1太瓦LDES容量，2040年更需达到8太瓦规模，对应释放4万亿美元投资机遇（图1）。

  同时，政策驱动正为LDES发展注入强劲动能：2024年美国通过专项基金推进LDES示范项目建设；中国发布《新型储能高水平质量的发展行动计划》草案，并在首部《能源法》中明确LDES的电网调控主体地位；美国能源部同期发布的战略草案更将其定位为可再次生产的能源系统集成核心方案。政策导向与产业实践形成共振，标志着LDES已进入规模化发展快车道。

  储能系统的配置逻辑遵循风光渗透率-储能时长正相关法则：当新能源渗透率突破60%阈值时，必须依赖LDES实现多日乃至季节性调节；若风光发电占比达到100%，则需配置数百小时级超长时储能。技术路径选择更受储能载体特性制约：液流电池等采用流动电解质的系统，因其功率与容量解耦特性，可灵活扩展储能时长；而锂离子电池等固定载体技术，在超过6小时的应用场景中面临成本与安全瓶颈。这决定了功率/容量解耦设计是LDES实现经济性的前置条件。当前主流LDES技术呈现差异化发展格局：抽水蓄能、压缩空气储能聚焦多日级调节，氢储能与储热系统专攻季节性调峰，液流电池则凭借本征安全性优势，成为日内调节场景的首选。有必要注意一下的是，全钒液流电池（AVRFB）已率先实现产业化突破——中国不仅建成全球最大单体项目，2024年新增装机中AVRFB占比达85%，更形成覆盖多气候带的示范应用网络。研究证实，液流电池技术可支撑50-80%风光渗透率的电网稳定运行，其产业化进程必然的联系碳中和目标的实现速度。

  2024年液流电池在全球电化学储能中占比低，受高成本和低能量密度影响。关键降本路径包括突破电堆高功率集成技术、降低电解液成本（如通过降低钒价等）以及延长储能时长。当前AVRFB储能站多在4-5小时，超10小时项目尚处试点。为实现碳中和，需产学研协同开发100兆瓦级、超10小时的储能电站，以推进技术创新和提升能量密度。

  长时储能技术（LDES）作为高比例可再次生产的能源系统的核心调节器，通过数小时至数月级的能量吞吐能力，有效化解风光发电的间歇性与功率波动，成为新型电力系统安全稳定运行的基石。在众多技术路线中，液流电池凭借本征安全性高、功率容量解耦等优势崭露头角，尤其是全钒液流电池（AVRFB）已在中国实现吉瓦级项目集群化部署。然而，该技术仍面临两大核心制约：其一，单位体积内的包含的能量偏低导致相同储能容量下占地面积倍增；其二，钒电解液成本占系统总成本60%以上，资源约束显著。破解瓶颈需着力突破电堆流道优化设计、高选择性离子交换膜开发，并通过延长储能时长摊薄初始投资成本。

  基于技术经济性约束与产业需求，未来LDES规模化发展需形成技术-政策-市场三角支撑体系：技术创新，提升单位体积内的包含的能量和安全性；政策协同，加速项目部署；成本优化，降低资源依赖。

  韩美胜哈尔滨工业大学博士，中国科学院物理研究所博士后，现为南方科技大学工学院机械与能源工程系赵天寿院士课题组研究副教授、深圳市“鹏程孔雀计划”特聘岗位C类人才、eScience、Renewables、Advanced Powder Materials、Materials Futures、Rare Metals、cMat、Battery Energy、ChemPhysMater、The Innovation Energy、Exploration等期刊青年编委和EES、AFM、ESM等国际顶级SCI期刊审稿人。主要是做研究方向为锂/钠离子电池，电催化制氢和水系液流电池，发表英文论文70余篇，期刊包括EES, PNAS, AM, AEM, NC等，申请国家发明专利40余项，24项已授权，其中作为第一发明人授权专利6项，成果转换金额60余万元，主持/参与国家自然科学基金重点项目及青年基金项目、科技部重点专项、广东省面上及青年项目、市级项目等10余项，总金额约3000万元。

  赵天寿南方科技大学讲席教授。主要研究领域：燃料电池、液流电池、金属空气电池，锂离子电池。主要研究成果：中国科学院院士、能源科学与工程热物理专家、南方科技大学碳中和能源研究院院长、南方科技大学机械与能源工程系讲席教授、美国机械工程师学会会士、英国皇家化学学会会士。曾获Croucher资深研究成就奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、两次国家自然科学二等奖、香港科技大学工程学杰出研究成就奖。入选全球高被引科学家和最有一定的影响力科学思想名录。任国际期刊International Journal of Heat and Mass Transfer主编与Energy & Environmental Science顾问编委。

  郑坤雄南方科技大学机械与能源工程系硕士研究生，导师为韩美胜副研究员，研究方向为锂离子电池过渡金属硫化物负极，发表论文10篇。