毕马威:2026年固体重物重力储能产业发展观察报告

  • 来源:毕马威
  • 发布时间:2026/08/04
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毕马威:重力储能-长时调节新支点:2026固体重物重力储能产业发展观察报告.pdf

全球能源转型深化背景下,长时储能正从技术研讨阶段加速进入工程化部署周期。重力储能作为机械式物理储能的重要路线,依托重物升降实现电能与势能转换,在系统安全性、循环寿命和环境友好性方面展现出独特优势,正由技术探索阶段迈向产业化发展的关键时期。研究目的与核心判断本报告将重力储能置于具体产业应用场景中开展系统性研究,提出七项核心判断:长时储能已成为新型电力系统的重要调节资源,重力储能是其中值得重点观察的物理储能路线;其核心价值正从储电功能延伸到存量资产再利用;废弃矿山和矿井竖井为重力储能提供了具有辨识度的应用入口;AIDC算力中心将放大长时储能在高可靠用能场景中的价值;固体废弃物资源化可能成为重力储能...

长时储能需求升级与重力储能产业化窗口

全球能源转型深化背景下,电力系统对灵活性资源的需求已从短时补充转向长时支撑。中国新型电力系统建设进程中,新能源消纳、顶峰保供与系统安全三大目标共同推动储能向更长时长、更强容量支撑升级。中关村储能产业技术联盟数据显示,2021年至2025年国内新型储能累计装机平均时长从2.11小时增至2.58小时,预计2030年将达到3.47小时;2025年底4小时及以上项目占比提升至27.6%。需求端变化清晰可辨:应用场景从频率调节、日内削峰,逐步拓展至跨晚峰供电、跨日能量转移、容量支撑与极端天气高可靠备电。

重力储能作为机械式长时储能的代表路线,其基本原理是利用储能介质在重力场中的位置变化实现电能与势能之间的转换。电力富余阶段,电机驱动重物提升至高位,电能转化为重力势能存储;电力紧缺阶段,重物受控下降带动发电机运转,势能回转为电能并入电网。该技术路线具有理论寿命长、循环次数高、安全性较好、环境影响相对较低等特点,在大规模、长周期储能应用场景中具备发展潜力。

重力储能的核心价值延伸:从储电功能到存量资产复用

重力储能的产业价值远不止于储能设备本身。其核心价值正在从储电功能延伸到存量资产再利用,形成场景驱动型技术路线。行业内常见方案包括塔式和竖井式,也包括轨道式与山体高差利用路径。其性能首先取决于落差和重物质量,传动效率也需要结合控制策略与场地条件观察。

废弃矿山和矿井竖井为重力储能提供了具有辨识度的应用入口。矿区遗留空间既是治理对象,也可能成为长时储能系统的建设基础。通过利用矿坑高差及竖井空间,并衔接周边电力设施,重力储能有机会把矿业存量空间转化为可调度的能源基础设施。中国工程院重点咨询项目数据显示,2020年中国关闭矿井数量约12,000处,预计2030年将达到15,000处;废弃矿山数量已超过10万座,大量矿坑、边坡和工业场地具备较大的高差条件。

AIDC算力中心将放大长时储能在高可靠用能场景中的价值。数据中心负荷需要连续运行,功率密度较高,对停电的容忍度较低。国际能源署在2026年发布的研究中指出,2025年全球数据中心用电需求增长17%,AI相关数据中心增长更快。在此背景下,重力储能可作为园区级长时调节设施参与绿电消纳与峰谷管理,也可增强备用供能能力。

固体废弃物资源化可能成为重力储能区别于其他长时储能路线的重要变量。国务院印发的《固体废物综合治理行动计划》提出,到2030年大宗固体废弃物年综合利用量达到45亿吨。重力储能可将建筑固废及尾矿废料纳入重物材料来源讨论,使固废治理与长时储能建设形成更紧密的项目联系。

技术方案与场景适配:有落差的地方就有重力储能

重力储能的工程方案选型核心由落差来源决定。平地场景中,塔式或框架式方案通过人工结构形成高度差,适合产业园区、平整建设用地和新能源基地周边,模块化程度较高,项目复制路径相对清晰。矿井和竖井场景中,落差来自存量空间,废弃矿井、深井和人工竖井已经具备天然高度条件,重力储能可以沿井筒布置提升系统和重物单元,使过去的采矿空间获得新的能源功能。山体和坡地场景中,轨道式方案和山体高差方案可以利用坡道、山地走廊或矿坑边坡完成能量提升和释放,更适合地形起伏明显的区域。

重力储能的技术特点集中体现为长寿命、强安全和高适配。其设计寿命常见于25年至50年区间,有助于摊薄全生命周期成本。安全属性方面,重力储能不以易燃电解液作为核心储能介质,主要风险集中在机械结构、制动系统、控制系统和工程施工环节,风险类型更接近大型机电工程。响应速度方面,重力储能通过机电系统完成充放电切换,在控制系统成熟的前提下可以参与削峰填谷、备用供能和电网辅助服务。

中国市场潜力与全球格局

中国已成为重力储能最活跃的市场之一。国家能源局2024年第1号公告将56个项目列为新型储能试点示范项目,其中包括两个重力储能项目。公开信息显示,中国天楹如东项目已经完成首套充放电单元测试并实现核心技术100%国产化,北京石岱重储嘉兴项目已经实现国内首套重力储能成套装备的并网。上述项目说明,中国重力储能正在从工程示范走向商业验证。

从市场规模测算看,2026年至2030年中国6小时及以上长时储能累计新增能量规模预计约为280GWh至530GWh。按照15%至30%的渗透率测算,同期中国重力储能累计新增能量规模约为42GWh至159GWh,对应项目投资市场潜力约为840亿元至3,180亿元。该测算反映重力储能在全国6小时及以上长时储能新增需求中预计形成的项目静态总投资。

全球市场方面,2026年至2030年全球新型储能累计新增功率规模约为410GW至590GW,其中6小时及以上长时储能累计新增能量规模约为490GWh至970GWh。中国将继续成为全球长时储能增长的重要市场,美国的增量贡献预计有所提高,欧洲及其他地区也将形成持续需求。

产业化推进与生态共建路径

重力储能适合采用分阶段推进路径。第一阶段应以样机和首台套装备验证为主,重点形成运行曲线、效率区间和并网控制经验。第二阶段应优先推动区域化复制,废弃矿山和矿井竖井具备较强场景辨识度,适合作为早期项目池。第三阶段应推动标准化产品和服务输出,围绕核心设备与控制系统打造模块化方案,减少定制化设计。

产业链协同方面,重力储能项目落地需要地方政府、业主方、技术企业、工程单位和金融机构多方协同。与电化学储能相比,重力储能更接近大型工程装备项目,对前期勘察、工程设计、设备制造和长期维保要求更高。项目早期将场地条件、负荷曲线、并网接入和收益来源纳入评估,可避免技术可行但项目经济性不足的问题。

政策支持层面,国内已形成连续的新型储能政策支持体系。《新型储能规模化建设专项行动方案(2025—2027年)》提出到2027年全国新型储能装机规模达到1.8亿千瓦以上。重力储能已在7个省份的新型储能政策、规划或示范项目体系中出现,涵盖新疆、甘肃、陕西、安徽、吉林、江西和湖北等地。随着新型储能规模化建设持续推进,重力储能后续产业化仍需要补齐工程验证、并网调度和商业模式三类条件。

国际市场机制方面,英国通过长时电力储能收益上限与下限机制降低项目收入不确定性,美国通过州级资源采购和联邦示范资金推动技术验证,澳大利亚通过容量投资机制为可调度储能提供长期收入支持。这些机制共同反映出,长时储能的商业化已逐步从单一技术性能比较,转向技术能力、系统价值、收入稳定性和融资可得性共同决定项目落地的阶段。

代表性企业与技术探索

当前行业已形成技术平台方、项目开发方、矿山与场地资源方、EPC与设计院、地方政府和用能业主多方协同的格局。石岱重储聚焦单通道循环垂直结构,其嘉兴项目已实现国内首套重力储能成套装备并网,并围绕AI辅助研发开展探索,基于开源AI智能体框架构建面向重力储能装备研发的工业级数字工程师智能体。中国天楹围绕如东100MWh项目和张掖68MWh项目推进塔式工程应用。Energy Vault通过技术许可和合作模式在中国市场推进项目。Green Gravity则主要利用废弃矿井和既有井筒开展重力储能,强调对既有矿业基础设施的再利用。

从企业案例看,重力储能仍处于多路径并行探索阶段,产业化路径正在从单一技术验证逐步延伸到场地资源、工程交付、控制系统和应用场景的综合匹配。后续围绕同类项目的行业观察,可以重点关注持续运行数据、设备可用率、运维成本、不同场景下的土建与系统集成口径、控制系统对调度和负荷需求的适配能力,以及项目收益与电网侧调节、源网荷储协同、矿区资源再利用或数据中心绿色供能需求之间的衔接情况。

编辑:流星雨
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