0 引 言
随着全球各国相继提出“碳中和”战略目标，水电、太阳能、风能等可再生清洁能源的装机容量和发电比重持续上升。然而，此类能源受制于地理条件，具有资源分布不均、时间上的间歇性与不确定性、空间上的区域性等特征，直接接入电网将对电力系统的稳定运行构成严峻挑战。在此背景下，储能系统作为调节电能时空分布的有效手段，已成为保障电网安全运行与提升能源利用效率的关键支撑技术。传统储能以抽水蓄能为代表，具有建设周期长、使用寿命长、投资成本高等特点，有显著稳定电网作用。新型储能具有建设周期短、布局灵活、响应速度快等优势，可在电力系统运行中发挥调峰、调频、调压、备用、黑启动、惯量响应等多种功能，是构建新型电力系统的重要支撑技术
[1]。如
图1所示，根据CNESA DataLink全球储能数据库的不完全统计，截至2024年底，全球电力储能累计装机规模快速增长，传统抽水蓄能占比首次降至60%以下，而新型储能装机容量突破100 GWh并保持高速增长，显示出其在未来储能体系中的战略地位与发展潜力
[2]。
在全球各国政府纷纷出台政策推动储能技术研发与产业化的背景下，相关研究成果迅速增长，文献数量激增。文献计量学是一种运用数学和统计学定量分析文献变化规律的研究方法
[3-4]，通过识别关键研究主题与发展趋势，厘清研究脉络，聚焦核心问题，从而为相关研究的启动与深化提供方向指引。本文基于文献计量学方法，对10余年来（2015—2025年）新型储能技术领域的研究进行系统梳理与发展趋势分析，以期为后续研究提供依据与参考。
1 方法与数据
1.1 数据来源
本文运用文献计量学方法，分析电池储能、熔盐储能、压缩空气储能、飞轮储能和氢储能5类新型储能技术领域自2015年1月1日至2025年6月1日期间的研究文献数据。中文文献数据来源于中国知网（China National Knowledge Infrastructure，CNKI），分别通过以“电池储能”“熔盐储能”“压缩空气储能”“飞轮储能”和“氢储能”为主题词进行检索，文献来源限定于“中文核心期刊”“中国科学引文数据库（CSCD）”“工程索引（EI）”及“科学引文索引（SCI）”。文献类型包括“综述”“咨询”与“研究论文”。其中，“熔盐储能”一词的使用旨在扩大检索样本数量，相较于“热熔盐储能”具有更高的覆盖性与代表性。外文文献来源于Web of Science（WOS），分别以“battery energy storage”“molten salt energy storage”“compressed air energy storage”“flywheel energy storage”和“hydrogen energy storage”为主题词进行检索，文献的Database限定于“Web of Science Core Collection”，文章类型选择“Article”和“Review Article”且非开源文章，语言选择“English”。
1.2 研究方法
本文借助开源可视化工具CiteSpace
[5]对获取的文献数据进行科学计量分析。其中，关键词的频次、共现与突现分析是识别研究热点和主题结构的核心手段
[6]；频次分析反映高频概念及演化轨迹，共现分析揭示主题间的关联，突现分析捕捉在特定时期内迅速升温的前沿主题。结合聚类分析，这些方法能够展现研究范式的整体格局与结构特征。
本文研究的流程如
图2所示。以“电池储能”为例，进行关键词共现分析时，节点选择依据设定参数，剪枝方法采用最小生成树算法。关键词聚类分析通过构建关键词共现网络，本文利用似然比LLR（Log-Likelihood Rate）标签提取算法对关键词进行聚类划分与可视化。该方法通常借助两个关键指标：网络模块值（
Q）与同质性平均轮廓（
S）评估聚类结果的结构质量与聚类内部一致性
[7]。
Q值反映聚类的模块性，取值[0，1]，值越高说明聚类间边界清晰，节点更集中于所属聚类，大于0.3表示聚类结构较好。
S值衡量聚类内部紧密性和外部分离度，取值[-1，1]，值越高说明聚类内部相似、聚类间差异大，大于0.5表示聚类结果可信。本文主要通过关键词频次、共现与突现等方法开展研究热点分析，同时结合对核心文献的研读与总结，实现对研究主题的深入理解，从而在计量分析与文本解析间形成互补，提升结论的全面性与解释力。
2 新型储能研究分析
2.1 电池储能
符合条件的电池储能（battery energy storage）相关文献CNKI数据库中有1 532篇，WOS数据库中高达59 317篇（其中综述5 650篇）。考虑到综述性文章高度的概括性，WOS数据库的文献分析基于综述性文章进行。
表1为电池储能相关文献的关键词共现分析数据。在CNKI数据库中，研究热点更侧重于系统层面的应用与电网集成。如“储能系统”“电池储能”“储能电站”等关键词反映了研究更强调在新型电力系统中部署电池储能的工程实践问题。同时，“调频”“容量配置”“削峰填谷”等关键词的出现，突出了电池储能在电网调频、削峰填谷和备用容量支撑中的战略作用
[8]。这与近年来关于电网侧储能自适应控制的探索相吻合。例如综合自适应一次调频策略，通过趋势控制、惯性与下垂控制的自适应调节，不仅改善了电网频率稳定性，还在SOC约束下有效减缓电池衰老，从而延长了电池寿命
[9]。此外，还高度关注退役电池的二次利用与共享储能模式，通过兼顾经济性与环境效益，实现储能系统的低成本化和可持续性
[10]。
相比之下，WOS数据库的研究热点则集中在电池材料与电化学机理的前沿创新。如“high capacity”“solid electrolyte interphase”“lithium-ion batteries”“reduced graphene oxide”“high-performance anode”等关键词均具有较高频次，研究更聚焦于通过材料创新提升电池的本征性能。石墨烯基复合材料被广泛用于改善电导率与抑制锂枝晶
[11]，而固态电池与锂硫电池则被视为突破能量密度和安全瓶颈的重要方向
[12]。此外，以锌基、钠离子为代表的“后锂电池”体系也受到关注，因其低成本与环境友好特性在大规模储能场景中具备潜力
[13]。
图3为电池储能的关键词聚类和突现分析。
图3(a)为基于CNKI数据库的电池储能关键词聚类网络（
Q=0.470 5,
S=0.772 1），研究由单体控制向系统级集成方向发展。“储能”（#0）与“电池储能”（#1）聚类聚焦能量管理与运行调度，强调通过模型预测控制与智能算法提升系统效率与灵活性
[14]。“优化配置”（#2）突出容量匹配与经济性优化，是电力系统规划的重要方向
[15]。“荷电状态”（#3）聚类集中于SOC/SOH估算与健康管理，为系统安全与能量平衡提供基础支持
[16]。“热失控”（#4）体现了电池安全与热管理研究的持续关注，涵盖热扩散机理与早期预警模型
[17]。“调频”（#6）聚类揭示储能在电网动态支撑与可再生能源并网中的关键作用。“混合储能”（#7）作为新兴方向，体现多储能技术协同与多时间尺度能量分配特征。
图3(b)为WOS数据库的电池储能关键词聚类网络（
Q=0.426 7，
S=0.726 5），国际研究更关注材料创新与电化学机理解析，强调通过电极结构、界面设计与反应调控实现性能提升。“supercapacitors”（#0）和“sodium-ion batteries”（#1）体现了高功率密度与后锂体系的研究重点
[13]。“electric vehicle”（#2）突出储能技术在交通电气化中的关键地位。“oxygen reduction reaction”（#3）与“ionic conductivity”（#4）指向固态电解质及金属空气电池等前沿方向
[18]。
图3(c)（d）为关键词突现分析，其中：Year为该关键词开始出现突现特征的年份；Strength为突现强度；Begin为突现真正开始的年份；End为突现结束的年份。
图3(c)为CNKI数据库的关键词突现分析，早期（2015—2018）研究热点集中在“微电网”“风力发电”“蓄电池”等方向，反映出研究初期以电池储能在分布式电源接入、风光互补与能量平衡中的应用探索为主
[19-20]。随后，“容量配置”“削峰填谷”“退役电池”等关键词在2018—2021年间突现，研究逐渐转向系统优化与经济调度，强调储能容量配置、成本约束及梯次利用的综合效益分析
[21]。近几年（2022—2025），“储能电站”“一次调频”“热失控”“数值模拟”等关键词频繁突现，显示研究热点进一步延伸至电网侧调频支撑、安全风险防控与数字化仿真方向
[22-23]。其中，热管理模型、早期预警算法及多物理场数值模拟方法的应用，推动了储能系统从工程实践向智能监测与安全管理的转型。
图3(d)为WOS数据库的关键词突现分析，早期（2015—2019）突现词包括“lithium-ion battery”“high-performance anode”“nitrogen-doped graphene”等，说明研究重点集中在高性能电极材料与导电网络构建，旨在提升电化学反应效率与循环稳定性
[24-25]。“long cycle life”“reduced graphene oxide”“electrocatalysis”等关键词在2019—2021年间突现，表明研究逐步转向结构调控与界面优化，以延长寿命并提升能量密度
[26-27]。近几年（2022—2025），“all solid state”“ionic conductivity”“interface stability”等前沿关键词强度上升，突出反映了固态电池体系、离子传导机制及界面工程成为国际研究的焦点
[11-12]。
2.2 熔盐储能
符合条件的熔盐储能（molten salt energy storage）相关文献CNKI数据库中有36篇，WOS数据库中有2027篇。
表2为熔盐储能相关文献的关键词共现分析数据。在CNKI数据库中，研究热点更侧重于系统层面的应用与电力系统集成。如“深度调峰”“熔盐储能”“高温储热”“燃煤机组”等关键词研究关注的重点在于熔盐储能与传统火电机组的耦合改造，以支撑电网侧的调峰与灵活性提升。相关研究表明，双温熔盐系统和多罐储能结构能够有效扩大机组的负荷调节范围，在保障安全性的同时降低煤耗，实现深度调峰目标。此外，“碳排放”“绿色电力”等也反映了研究者强调熔盐储能在“双碳”战略背景下的低碳转型作用。
相比之下，WOS数据库的研究热点则集中在熔盐材料与电化学性能的创新探索，如“fabrication”“conductivity”“electrochemical performance”“biomass”“activated carbon”等高频关键词均指向材料改性与性能提升
[28-29]。研究更加关注如何通过纳米颗粒掺杂、碳基多孔材料复合、合金化设计等手段，改善熔盐的热物性与循环稳定性，突破传统硝酸盐体系在高温下存在的腐蚀性与热分解瓶颈
[30]。特别是基于机器学习的预测与新型复合盐体系的开发，正逐步成为国际前沿方向，为熔盐储能材料的筛选和优化提供了全新思路。
图4为熔盐储能相关文献的关键词聚类与突现分析。由于CNKI文献仅30余篇，聚类结果并不具有代表性，突现的结果也不能展示其相关热点发展的动向，因此只对该技术WOS库中的文献进行分析。
图4(a)为基于WOS数据库的关键词聚类网络（
Q=0.451，
S=0.735 5），总体呈现出从储能系统应用到材料机理解析的多层次格局。“thermal energy storage”（#0）涵盖熔盐储能在电化学储能、电站调峰及高温传热等方向的广泛研究
[31]。“solar energy”（#1）聚类突出了光热发电与熔盐储能的耦合应用，重点关注塔式与槽式光热系统中传热流体与储能介质优化
[30]。“corrosion”（#2）聚类揭示了高温熔盐运行下的腐蚀与材料失效问题，与耐高温合金、防腐涂层及结构保护设计密切相关
[32]。“thermal conductivity”（#3）聚类关注导热性能提升与复合材料改性，“molecular dynamics”（#4）则反映分子模拟与多尺度建模在熔盐热物性研究中的应用趋势。此外，“thermochemical energy storage”（#5）聚类代表了化学储能与熔盐体系融合发展的前沿方向，显示研究正由传统显热储能向相变与热化学储能耦合演进。
图4(b)为2015—2025年的关键词突现分析结果。可以看出，前期（2015—2019）研究热点主要集中在“molten salt thermocline”“molten salt method”“direct steam generation”等方向，突出反映了熔盐单罐热分层与直接蒸汽发生在光热电站中的应用探索
[33]。“latent heat storage”“facile synthesis”“electrodeposition”等关键词在2016—2020年间突显，说明研究逐渐转向相变储能与新型复合材料合成路径
[34]。近几年（2022—2025），“thermodynamic property”“local structures”“CO₂”等前沿关键词强度上升，更注重微观结构、热力学性质与碳减排耦合的应用研究，其中分子动力学与机器学习方法在预测熔盐热物性与多尺度建模方面发挥了关键作用
[35-36]。
2.3 压缩空气储能
符合条件的压缩空气储能（compressed air energy storage，CAES）相关文献CNKI数据库中有371篇，WOS数据库中有1 418篇。
表3为CAES相关文献的关键词共现分析数据。在CNKI数据库中，研究热点主要集中于CAES在电力系统中的工程应用与政策场景。如“储能”“功率调节”“循环效率”“太阳能”“储气室”“压缩空气”等关键词均处于较高的中心性位置，揭示了研究更关注CAES在新能源消纳、电网调峰与系统运行安全性方面的实际价值
[37]。相关研究表明，通过优化储能配置与电源侧协同运行，可以有效降低弃风弃光水平，提升电力系统的灵活性与稳定性
[38]。同时研究还强调与火电机组的联合运行及多能互补模式，在满足电力负荷调节的同时实现煤耗降低与碳排放减量。在地质条件层面，盐穴与含水层作为主要的地下储气介质，已在工程案例中得到可行性验证
[39]。文献的研究重心更偏向于服务于双碳战略和电力系统的实际需求，以工程集成为导向。
相比之下，WOS数据库的研究热点更集中于CAES的机理建模与多维性能评价。从高频关键词如“exergy analysis”“caverns”“integration”“demand response”“algorithm”等可见，文献更注重通过能量-火用-环境分析、运行模式建模和优化算法来提升系统效率与可靠性。例如地下洞穴在恒压与滑压运行下的热力学响应模型，揭示温度波动对系统性能的主导作用
[40]；CAES与热化学储能（TCES）耦合的偏工况性能，指出滑压模式下火用效率可提升2.19%
[41]；基于鲁棒优化方法提升了CAES电站的市场竞价稳定性
[42]。与此同时，国际研究还强调CAES在氢能、燃料电池及CO₂捕集等跨领域集成中的潜力，为未来多能协同提供了新方向。
图5为CAES的关键词聚类和突现分析。
图5(a)为基于CNKI数据库的关键词聚类网络（
Q=0.867 6，
S=0.980 8），总体呈现出从系统结构设计与运行控制到可再生能源协同与电网集成的多层次研究格局。以“储能”（#0）主要涵盖压缩空气系统的结构设计、空气选择性调控、储能转换效率与系统集成建模等关键主题，反映该技术在高安全性、大容量储能需求下的独特优势
[43]。“储气室”（#1）聚焦于储气结构及其运行参数优化，体现了对储气性能与系统稳定性的深入关注，是CAES系统中的关键组成部分
[44-45]。“太阳能”（#2）揭示了CAES在可再生能源场景下的协同应用潜力，特别是在太阳能发电波动性调节与能源时间迁移方面表现出重要作用。“优化设计”（#4）涉及系统级参数调优、结构耦合建模与能效改进策略，构成提升CAES整体性能的技术路径基础。“并网过程”（#7）则体现了该技术在与电网连接运行中的响应动态、电压调节与调度优化等方面的研究进展。“储热效率”（#8）与“有功优化”（#11）分别反映了在热力回收与系统能量利用效率方面的研究趋势，前者强调热能在充放气过程中的管理与回收，后者则关注CAES系统对电网频率调节与峰谷调度的支持能力
[46]。
图5(b)为基于WOS数据库的关键词聚类网络（
Q=0.436 5，
S=0.765 7），总体呈现了从系统运行机制解析到多能耦合与环境效益评估的多维度格局。以“compressed air energy storage”（#0）为核心的聚类集中于热力学建模与效率评价。CAES的核心是将电能转化为压缩空气储存在地下洞穴，待需要时再释放。岩盐层因其良好的可塑性、气密性和力学稳定性，成为建设地下储气库的理想介质。“rock salt”（#1）聚类揭示研究对地下盐穴与岩盐介质在长期运行下热力学稳定性与地质力学适应性的深入研究
[47]。“liquid piston”（#2）和“energy hub”（#3）反映了CAES与液体活塞技术、多能互补枢纽的融合应用。“life cycle assessment”（#5）与“renewable energy”（#6）聚类则显示研究更注重CAES在全生命周期环境影响评估以及与风能、太阳能的协同应用，体现出方法学与能源转型背景的结合
[48]。
图5(c)为CNKI数据库的关键词突现分析。2015—2017年间，“储气室”“性能计算”“复合储能”等关键词出现强突现，说明研究早期主要关注地下储气介质适用性与数值计算方法
[37，44]。2016—2019年间，“储能效率”“模型”突现强度显著，反映出学者们集中研究系统回转效率与运行特性建模
[49]。进入2021年以后，“太阳能”“性能分析”“多能互补”等关键词突现，显示当时研究更关注CAES与光伏、风电等可再生能源的协同运行。特别是2023年以来，“空气透平”“压缩空气”突现，反映出最新研究热点转向部件性能与运行模式的优化。
图5(d)为WOS数据库的关键词突现分析。2015—2017年间，“electricity”“thermal energy storage”“generation”等关键词突现，表明早期研究集中在电力系统层面的价值评估与热能过程的利用。通过数值模拟揭示了热储能对绝热CAES热性能的关键作用
[50]。2017—2020年间，“integration”“unit commitment”突现，显示出CAES在多能系统调度与市场优化中的重要地位
[42]。2018年“uncertainty”突现，反映研究高度重视运行不确定性与市场波动性，与Li等
[51]提出的分布鲁棒机会约束优化框架相呼应。进入2023年后，“numerical simulation”“gas storage”“salt cavern”“compressor/expander”等突现关键词频繁出现，显示最新国际研究正聚焦于地下盐穴气-岩-热多场耦合过程的数值仿真与压缩机、膨胀机部件性能优化
[47，52]。
2.4 飞轮储能
符合条件的飞轮储能（flywheel energy storage）相关文献CNKI数据库中有399篇，WOS数据库中有515篇。如
表4所示，在CNKI数据库中，研究热点主要集中于飞轮储能在电力系统中的工程应用与场景化实践。如“储能技术”“风电”“混合储能”“太阳能”等关键词均处于较高的中心位置，研究更关注飞轮在电网调频、可再生能源并网及多能互补方面的实际价值
[53-56]。
相关研究表明，通过飞轮与电池的混合运行，可有效改善新能源波动下的频率稳定性，并提高系统的瞬态调节能力。此外，研究强调飞轮在电动汽车再生制动、轨道交通供能等交通领域的应用潜力，提出结合模糊控制与主动阻尼补偿的能量管理策略，以减缓电池应力、延长寿命。在材料与结构层面，围绕复合材料转子与大尺寸飞轮的研究逐渐增多，相关成果显示碳纤维复合转子能够在保证强度的同时实现更高的比能量，为飞轮储能的大规模应用奠定了材料学基础。
相比之下，WOS数据库的研究热点则集中于飞轮储能的理论建模与系统优化层面，关键词如“finite element analysis”“active magnetic bearings”“fuzzy control”“control strategy”等均居于高频位置，显示国际研究更加关注飞轮在高速旋转与复杂动力学下的性能优化。基于集中参数热网络的飞轮热建模方法，揭示了定子与转子损耗分布对温升的影响
[57]；带可变惯量的离合惯性阻尼器，通过非线性动力学建模与地震工况仿真，显著改善了传统离合惯性阻尼器在高频振动下的不利响应
[58]。
图6为飞轮储能的关键词聚类和突现分析。
图6(a)为基于CNKI数据库的关键词聚类网络（
Q=0.627 7，
S=0.921），呈现出由结构设计与控制方法向系统级集成与多能协同的趋势。“飞轮储能”（#0）主要涉及系统建模、控制策略优化与能量管理方法等关键方向，反映出飞轮储能在电力系统动态调节与新能源并网中的广泛应用
[53]。“储能技术”（#3）和“优化设计”（#4）聚类代表了飞轮系统在控制算法与结构优化领域的研究进展，涵盖模糊控制、主动磁悬浮支撑及转子动力学分析等核心技术
[59]。“微电网”（#8）主题体现了飞轮储能在分布式调度与多能互补系统中的集成应用趋势，特别是在风光互补、峰谷调节及电能质量控制中的潜在价值
[60]。“再生制动”（#7）聚类主要聚焦于飞轮在功率快速响应与能量回馈调节中的作用，研究围绕惯性能量回收、再生制动能量吸收及双向功率流控制展开，是飞轮在高频功率调节环节的重要支撑方向
[55]。此外，“熔盐储热”（#10）与“发展展望”（#9）聚类显示飞轮储能正与热储能及混合储能系统形成交叉融合研究热点。
图6(b)为WOS数据库中飞轮储能相关研究的关键词聚类结果（
Q=0.654 6，
S=0.844 5），呈现出从结构设计与控制算法优化向系统集成与多场耦合的发展趋势。以“flywheel energy storage”（#0）为核心的主聚类构成研究热点中心，主要关注能量转换机理、系统建模与性能优化
[61]。“optimization”（#2）与“optimal vector set”（#7）聚类集中于控制策略与参数优化研究，涉及最优功率分配、模型预测控制及智能算法的应用，体现出控制层面对系统响应与能效的持续改进趋势
[62]。“pulsed load”（#3）聚类体现飞轮在高功率脉冲与短时能量支撑中的应用特征，如电网暂态调节与惯性支撑等场景，显示其在瞬态能量释放与功率平衡中的独特优势。“active magnetic bearings”（#4）聚类代表飞轮在高转速运行与摩擦损耗抑制方面的研究重点，关注磁悬浮支撑系统的结构设计与动态稳定性优化。“distributed generation”（#1）与“energy storage”（#5）聚类揭示飞轮储能在分布式能源与微电网系统中的应用拓展，强调其在频率调节、功率质量与能量协调方面的潜力
[63]。
图6(c)为CNKI数据库中飞轮储能研究的关键词突现分析。2015—2018年间，“风电”“高温超导”“电动汽车”等关键词首先出现强突现，表明研究早期主要聚焦于飞轮储能在可再生能源并网与高温超导驱动技术中的应用探索。国内学者在此阶段多从系统层面分析飞轮与风电、电动交通的能量交互机制，提出基于高温超导悬浮与永磁耦合的高效驱动方案，为飞轮储能系统高转速运行奠定了理论基础
[60]。2017—2021年间，“电磁轴承”“临界转速”“仿真”等关键词突现强度显著上升，研究重点转向系统动力学特性、支撑结构设计与高转速稳定性仿真。相关研究提出了基于有限元与多物理场耦合的动力学模型，用以预测转子应力分布与能量损耗特征
[59]。自2022年起，“混合储能”“调频”“一次调频”“火电机组”等关键词相继出现并持续至今，反映了研究热点已扩展至电网调频与火电灵活性改造方向。代表性研究通过将飞轮与电池、氢能、热储能等联合运行，显著改善了系统的频率稳定性与响应速度，实现了从单体装置优化向系统级协同控制的研究转变
[55]。值得注意的是，2023年以来，“熔盐储能”“熔盐储热”开始突现，显示飞轮储能正与热储能技术形成融合研究趋势，推动大规模储能系统由电能单向储放向多能量形态耦合转变。
图6(d)为WOS数据库中飞轮储能研究的关键词突现分析。2015—2018年间，“finite element analysis”“technology”“power quality”“generation”等关键词突现强度较高，表明研究早期重点集中于结构建模、机械性能与发电品质优化。学者主要从转子结构、材料力学与电机控制角度探讨飞轮能量存取过程中的应力分布与能量损耗
[64]。2018—2020年间，“frequency regulation”“fuzzy control”“strategy”等关键词持续突现，显示研究重心逐步转向控制策略与系统响应优化
[65]。研究提出基于模糊控制与模型预测控制的功率调节算法，用于提升飞轮系统在微电网和可再生能源接入下的动态性能。2020年以后，“battery storage”“distributed generation”以及“flywheel energy storage systems”等关键词持续出现，反映出国际研究正由单一装置研究向综合能源系统集成与经济性评估方向演进
[66]。特别是2021—2023年间，“cost”与“flywheel energy storage systems”的高强度突现，表明当前研究已开始重视全寿命周期成本与能效评估，强调飞轮储能在未来低碳电力系统中的经济可行性
[67]。
2.5 氢储能
符合条件的氢储能（hydrogen energy storage）相关文献CNKI数据库中有269篇，WOS数据库中有24 672篇，其中综述2 606篇。同电池储能相似，此类技术的WOS数据库的文献分析基于综述文章进行。
表5为氢储能相关文献的关键词共现分析数据。
在CNKI数据库中，研究热点主要集中于氢储能在电力系统中的工程应用与场景化实践。如“氢储能”“容量配置”“燃料电池”“微电网”“混合储能”等关键词均处于中心位置，表明研究更关注氢能及其与电力系统的协同运行价值
[68-71]。相关研究表明，通过氢储能与电池或飞轮的混合运行，能够有效改善新能源出力波动下的频率稳定性，并提升系统的瞬态调节能力。此外，研究强调氢能在微电网、多能互补和双碳目标驱动下的战略作用，提出基于优化配置与容量规划的方法以降低运行成本、提升可再生能源消纳水平。在系统层面，国内学者也逐渐关注虚拟电厂框架下氢储能的容量配置问题，强调其在电力市场与综合能源系统中的经济性与碳减排价值。
相比之下，WOS数据库的研究热点则集中于氢能与储能材料的理论建模与性能优化层面。关键词如“adsorption”“hydrogen evolution”“nanoparticles”“reduced graphene oxide”“metal-organic frameworks (MOFs)”等均居于高频位置，显示国际研究更加关注氢储能材料、析氢/析氧电催化性能与新型纳米结构的能量转化机理
[72-74]。例如，相关研究提出利用金属有机框架与石墨烯衍生材料提升储氢效率与电极比容量；在电催化方向，学者们通过氮掺杂碳材料与复合氢化物设计，显著改善了析氢反应与析氧反应的动力学特性；同时，薄膜电极与负极材料的开发也为燃料电池与电解槽的长寿命运行提供了新的思路。研究更偏重于理论方法与材料性能提升，体现出对氢能体系机理建模、材料设计与先进表征技术的持续探索。
图7为氢储能的关键词聚类和突现分析。
图7(a)为CNKI数据库的关键词聚类网络（
Q=0.462 1，
S=0.813 4），聚类结果整体呈现出由制氢与储氢技术研究向系统集成与能源协同发展的拓展趋势。“氢能”聚类涵盖了制氢、储氢与应用全链条研究，集中反映了我国氢能技术在能源转型与“双碳目标”背景下的系统布局
[69]；“风电”（#0）聚类则体现出氢能在可再生能源消纳、绿氢制取及电-氢耦合方面的关键作用。“优化配置”（#2）与“燃料电池”（#3）聚类表明国内研究正逐步由单一技术突破转向多能互补系统优化，形成“风-光-氢”一体化运行的技术体系
[75]。“储能技术”（#6）与“容量配置”（#4）则反映了氢储能在区域电力系统与微电网层面的工程化探索，其研究关注运行经济性、容量分配策略及调峰性能评估等方向
[76]。值得注意的是，“双碳目标”（#8）聚类的出现表明政策驱动对研究热点的导向性十分显著，氢能被视为构建零碳能源体系的重要支撑
[77]。
图7(b)为WOS数据库的关键词聚类网络（
Q=0.470 5，
S=0.806 1），呈现出由制氢与储氢机理研究向材料创新与系统性能优化的纵深拓展趋势。“hydrogen production”（#0）聚类聚焦于氢气制备路径、反应机理及系统性能优化等内容，涉及电解水制氢、光催化与热化学转化等关键技术方向
[78]。“hydrogen storage”（#2）聚类体现了氢储能研究在储氢介质与载体开发方面的持续深化，涵盖金属氢化物、吸附材料及复合储氢体系等研究主题
[79]。“metal hydrides”（#3）与“metal-organic frameworks”（#5）聚类共同代表了国际研究的材料学前沿，前者侧重于高可逆性与循环稳定性金属基储氢材料设计，后者则聚焦于多孔骨架结构对储氢容量及吸附动力学的影响，反映出对高比表面积与可控孔结构材料的关注趋势
[80]。“aqueous zinc-ion batteries”（#4）聚类的出现说明氢储能研究正与新型二次电池体系产生交叉融合，拓展了储能材料体系的研究边界。“nanosheets”（#6）聚类集中于纳米结构调控与界面反应机制研究，代表氢储能领域在电催化与高活性载体方向的延伸探索。
图7(c)为CNKI数据库中氢储能相关研究的关键词突现分析结果。2015—2018年间，“风电”“煤化工”“多能耦合”等关键词呈现较强突现强度，表明研究早期主要聚焦于氢能在传统能源体系中的协同转化与耦合利用。此阶段的研究以电解制氢和化石能源协同利用为主，强调氢能在煤化工副产氢利用及风光弃电转化中的潜力
[81]。2016—2019年间，“光伏发电”“燃料电池”“制氢”“电转气”等关键词相继突现，研究重心逐渐转向以可再生能源为驱动的制氢路径及氢能利用系统优化。多篇研究探讨了风-光-氢多能互补系统的能量耦合机理与优化配置方法，验证了“电转气（Power-to-Gas）”在削峰填谷与碳减排中的实际价值
[82]。2020年后，“优化配置”“双碳目标”等关键词突现，反映出氢能研究逐步从技术开发迈向系统集成与政策导向阶段，聚焦于氢能储存与电池技术的协同优化、氢能产业链碳中和路径以及区域能源系统的规划布局
[83]。尤其是2023年以来，“新能源”突现强度增加，说明国内研究开始关注氢能在新能源体系中的战略定位，强调风光氢互补与氢能产业链一体化发展的趋势。
图7(d)为WOS数据库的关键词突现分析结果。2015—2017年间，“nitrogen doped graphene”“chemical vapor deposition”“active edge sites”等关键词突现强度较高，显示国际研究早期聚焦于电催化材料设计与储氢反应机理
[84-86]。这一时期的研究主要集中在氢析出（HER）与氧还原（ORR）反应中的催化剂优化，尤其是氮掺杂石墨烯、金纳米颗粒和层状双氢氧化物（LDH）等高活性材料体系。2018—2020年间，“visible light”“reduced graphene oxide”“oxygen reduction reaction”等关键词持续突现，反映出光催化与电催化制氢技术的快速发展，研究重心向高效光吸收结构、复合催化体系及反应界面调控方向延伸。2021年后，“hydrogen evolution”“highly efficient”与“green hydrogen”等关键词逐渐成为突出现象，表明国际研究前沿已转向绿色制氢与高效率催化体系构建，关注以低碳电力或光能为驱动的清洁制氢过程
[87]。
3 结论与特征
通过对2015—2025年间国内（CNKI）与国际（WOS）文献的关键词共现、聚类及突现分析，具体结论如下：
1） 电池储能是研究最活跃、成果最丰富的方向。国内研究热点经历了由“微电网”“风光互补”“蓄电池”等早期接入应用向“容量配置”“热失控”“数值模拟”转变，体现出从系统协调到安全防控与智能优化的演化路径；国际研究聚焦“固态电解质”“后锂体系”“多物理场建模”等主题，突出在材料创新、电化学机理及跨尺度仿真领域的深化探索。
2） 熔盐储能的研究集中于“光热发电”“储热系统”“热化学储能”等领域。国内研究强调储热系统设计、能量转换效率与运行稳定性，体现其在光热电站与多能互补中的工程导向；国际研究聚焦热力学建模、相变规律与热化学反应耦合，呈现出从热储能机理到系统能效优化的科学研究路径。
3） 压缩空气储能的关键词集中于“地质储气”“热回收”“经济性评估”等领域。国内研究突出系统结构、储气装置与示范工程建设，关注经济可行性与综合效益；国际研究集中于地质-热-力多场建模、系统性能优化与效率提升，体现出理论模型向工程实践验证的衔接特征。
4） 飞轮储能研究热点由“转子动力学”“控制算法”向“系统集成”“调频支撑”方向演化。国内聚焦电网调频、机组灵活性提升与混合储能配置，强调其在快速功率响应与电能质量提升中的工程价值；国际研究关注高转速机械结构、磁悬浮支撑与主动控制算法优化，突出其在高能量密度与高可靠性方向的理论突破。
5） 氢储能在近3年内突现频率上升最快，反映出该领域快速增长的研究势头。国内研究以风-光-氢多能互补体系、容量优化与系统集成为重点，侧重可再生能源协同利用与区域能源系统建设；国际研究集中于“制氢效率”“储运材料”“燃料电池集成”等方向，体现从氢能生产到终端应用的全链条优化趋势。
总体来看，近10年来新型储能技术研究呈现出研究主题多元化、技术路径差异化与发展方向趋同化的特征。国内研究以政策引导和应用实践为主导，强调储能在电力系统调峰调频与新能源消纳中的工程支撑作用；国际研究则以材料创新和机理建模为核心，注重科学规律与方法学突破。研究热点的时序演化表明，储能技术正从“容量配置-安全防控-智能优化”逐步过渡到“多能协同-系统集成-智能运维”的新阶段，短时功率型与长时容量型储能的互补格局日趋清晰。
4 态势与展望
自2020年以来，国家持续完善电力辅助服务、电网调峰调频及并网调度机制，相继出台《“十四五”新型储能发展实施方案》《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》等系列政策文件，为储能产业提供了明确的发展路径与制度保障，长时储能逐步成为政策重点支持方向。《新型储能规模化建设专项行动方案（2025—2027年）》（
https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/202509/P020250912338143145278.pdf）提出，到2027年，全国新型储能装机规模达到1.8亿kWh以上。这标志着，储能正由示范应用阶段迈向规模化、商业化发展阶段。政策体系的持续完善推动了储能技术在电力系统调峰调频、能源安全保障和多能互补领域的广泛应用，形成了电池储能、熔盐储能、压缩空气储能、飞轮储能与氢储能等多技术协同推进的格局。
未来，新型储能技术将沿着高安全性、长寿命、低成本与智能化的方向演进。电池储能将在固态电解质、钠离子电池体系及梯次利用方面取得突破；长时储能将依托压缩空气储能与熔盐储热技术形成大规模调峰支撑能力；飞轮储能将在惯量支撑与电能质量控制场景中体现快速响应优势；而氢储能将在风光氢储一体化和园区直供等场景中实现系统化示范。政策层面，标准体系、价格机制与市场规则将进一步完善，促进储能产业链向智能化与绿色化升级。总体来看，我国新型储能正处于由政策引导向市场主导、由单一应用向多场景融合的关键过渡阶段，未来研究应聚焦储能系统安全评估、多能协同优化及数字孪生等技术路径，推动储能由技术单体突破向系统智能化与全生命周期优化转型，为构建安全、高效、低碳的现代能源体系提供重要支撑。
国家重点研发计划(2024YFB2408400)
京公网安备11010202008535号
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