鉅大LARGE | 點擊量：1571次 | 2019年05月16日
大規(guī)模儲能技術新秀：全釩液流電池
伴隨著可再生能源、分布式微網(wǎng)和智慧能源的加速發(fā)展，在提升可再生能源并網(wǎng)率、平衡電網(wǎng)穩(wěn)定性方面發(fā)揮重要作用的儲能技術越來越受關注。根據(jù)預測，到2025年，儲能技術對全球經濟價值的貢獻將超過1萬億美元。
在儲能領域，中國不僅是全球最大的動力電池——鋰電池生產國，也是電網(wǎng)級先進大型儲能技術——全釩液流電池最大生產國。目前中國已100%擁有全釩液流電池自主知識產權，且技術與應用規(guī)模均領先世界，其中依托該技術生產的電解液市場規(guī)模占全球市場90%以上份額。
4月23日，北京國際能源專家俱樂部推出清潔能源技術評估與推廣平臺，中科院大連化物所與大連融科儲能公司合作團隊的全釩液流電池核心技術成為該平臺首場活動對接項目。
自主產權國際領先
業(yè)內專家普遍認為，大規(guī)模儲能技術是可再生能源普及應用的核心技術，而在眾多大容量儲能技術路線中，全釩液流電池已脫穎而出。大連化物所首席科學家張華民掛帥的全釩液流電池研發(fā)團隊，目前已成功實施了近30項應用示范工程，其中包括2012年實施的當時全球最大規(guī)模的5MW/10MWh遼寧臥牛石風電場全釩液流儲能系統(tǒng)，在國內外率先實現(xiàn)了該技術的產業(yè)化。當前正在實施的、由大連市政府支持的200MW/800MWh全釩液流電池儲能項目，也已被國家能源局確定為國家儲能示范項目。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“2018年，我們將建成300MW/年規(guī)模的全釩液流電池產業(yè)化基地，屆時電池的系統(tǒng)成本將下降到2500元/kWh，電堆工作電流密度可以達到180mA/cm2，中期成本目標將達到1800元/kWh?！睆埲A民說。
作為科技部973液流電池重大基礎研究項目首席科學家和國家能源液流儲能電池技術重點實驗室主任，張華民帶領團隊經過15年的研發(fā)，已形成包括液流電池批量生產、模塊設計制造、系統(tǒng)集成控制在內的全產業(yè)鏈全釩液流電池自主知識產權體系。迄今已申請國家發(fā)明專利286件，國際專利12件，授權111件。
據(jù)介紹，近年來，該技術體系斬獲了國內外多個重大獎項，其中包括2014中科院杰出科技成就獎、2015國家技術發(fā)明二等獎，以及中科院“十二五”20項標志性重大進展成果之一等。作為國家能源液流電池標準委員會主任委員單位，大連化物所和大連融科儲能公司成為全釩液流電池多項國際標準的制訂者。
示范工程初見成效
目前，液流電池技術已在國際市場得到認可。據(jù)記者了解，美國在其2011年儲能發(fā)展規(guī)劃中已將液流電池作為首要支持發(fā)展的電池技術。美國2012年資助的22個儲能項目中液流電池占到12個，且規(guī)模最大的也是液流電池。加拿大安大略省2015年招標的5個儲能項目中，液流電池技術中標了4個。
“紐約消防局稍早前已批準釩液流電池可以用于商業(yè)、學校和醫(yī)院，這是繼鉛酸電池之后，紐約批準第二個的電池類別。釩液流電池的電化學可逆性能要超過我在實驗室層面研究過的所有代表先進技術的電池。充放電循環(huán)次數(shù)已經不是該電池壽命的決定因素。”美國能源部電網(wǎng)儲能項目顧問、西北太平洋國家實驗室電網(wǎng)儲能原首席執(zhí)行官楊振國博士說。
在張華民看來，安全性、全生命周期的性價比和環(huán)保性是大規(guī)模儲能需要強調的重要指標，而這正是全釩液流電池的強項——性能卓越、環(huán)保優(yōu)勢明顯，且能源效率與抽水儲能相當。這使得全釩液流電池成為液流電池的首選技術路線，同時也成為釩資源綜合利用的重要方向。
記者從會上了解到，國網(wǎng)遼寧電力公司運行管理的遼寧臥牛石風電場全釩液流電池儲能系統(tǒng)自2013年3月投運以來，在削峰填谷和減少棄風上發(fā)揮了重要作用，截至2015年底，該系統(tǒng)共減少棄風近760萬千瓦時，獲得直接經濟效益逾460萬元。
此后，國網(wǎng)遼寧電力公司又陸續(xù)投運了兩座儲能電站，分別為和風楊家店儲能電站（鋰電池和全釩液流電池）和黑山龍灣儲能電站（全釩液流電池）。“從2015年的運行數(shù)據(jù)看，這三個風電廠的利用小時數(shù)都在2100小時以上，遠高于全網(wǎng)平均利用小時數(shù)1780小時?！眹W(wǎng)遼寧電力有限公司副總經理王芝茗指出。
據(jù)介紹，目前該公司正在進一步探索儲能技術在微網(wǎng)領域應用，欲通過示范工程進一步驗證百兆瓦級大規(guī)模儲能系統(tǒng)在調峰、電網(wǎng)應急及事故情況下的作用。
產業(yè)發(fā)展前景廣闊
“儲能技術在新能源系統(tǒng)中，特別是在分布式能源系統(tǒng)中的作用會越來越重要。但它現(xiàn)在還處在技術創(chuàng)新發(fā)展的起步階段，尚未形成規(guī)模產業(yè)。如何解決好當前存在的問題，更好向產業(yè)化推進非常重要?！痹瓏鴦赵簠⑹隆⒈本﹪H能源專家俱樂部名譽理事會副主席石定寰說。
“儲能的最高境界就是有儲能而盡量少用儲能，儲能的效率體現(xiàn)和電網(wǎng)的運行方式有一定關系?！蓖踔ボ赋觥?/p>
在與會專家看來，全釩液流儲能系統(tǒng)與整個電力系統(tǒng)的匹配性、可靠性、溫度窗口進一步放開等方面還有待提升，還需要在“好用”上更加“看得見、摸得著”。
以風電場儲能示范項目經驗為例，“目前整個風電場的協(xié)調控制系統(tǒng)，如何與儲能系統(tǒng)匹配，實現(xiàn)有機協(xié)調，仍然不夠理想，且現(xiàn)行風電技術國際上的一些條款已不能適應未來發(fā)展需要。未來風電場整體的優(yōu)化協(xié)調配置，以及技術國標如何納入儲能技術，將是下一步的工作方向?！眹译娋W(wǎng)總工程張啟平說。
楊振國認為，參照美國、日本、歐洲現(xiàn)有技術水平，如果僅靠削峰填谷，全釩液流電池目前尚無法收回成本，所以儲能還要拓展更多應用渠道“提升價值空間”。
在亞洲開發(fā)銀行能源技術總工翟永平看來，符合政策導向、技術全生命周期具備環(huán)保性的儲能技術，仍需要量化考量。他認為，從投資角度講，需求滿足要比技術解決方案更關鍵?！皝喰凶⒅丶夹g的環(huán)境效益、社會效益評價，即便財務評價不高，我們也會支持。如果全釩液流電池技術找到合適的應用渠道，我們非常愿意提供資助?！?/p>
當前儲能行業(yè)補貼一直爭議不斷，不少專家認為“與其給儲能補貼，不如多給儲能產業(yè)發(fā)展政策”。
“電力體制改革要求未來發(fā)電公司謀求成本領先戰(zhàn)略，只有大幅降低成本才能更具競爭力。全釩液流電池產業(yè)發(fā)展要經過充分的市場競爭、開放局部技術、構建良好競爭氛圍、加速成本降低、增強產業(yè)技術競爭力?！比A電科學技術研究院原院長、南京自動化公司總經理應光偉說。
國家發(fā)改委氣候戰(zhàn)略與國際合作中心主任李俊峰則認為，通過電網(wǎng)優(yōu)化調度削峰填谷，包括將燃煤電廠改為調峰電廠，將是未來幾年政策上的首選?！啊濉陂g，儲能還只能維持在技術研發(fā)、示范工程和產業(yè)鏈建設階段，國家應鼓勵在適宜的地方優(yōu)先選擇液流電池技術，不再鼓勵鉛酸電池。”
