液流電池技術(shù)突破、降本空間發(fā)展前景樂(lè)觀!
分類：前沿資訊
- 作者：中和儲(chǔ)能
- 發(fā)布時(shí)間：2024-09-02
【概要描述】中國(guó)科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)碳中和能源研究院院長(zhǎng)趙天壽在碳中和能源高峰論壇上，做了題為《新型液流電池儲(chǔ)能技術(shù)》的主題演講
近日，中國(guó)科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)碳中和能源研究院院長(zhǎng)趙天壽在碳中和能源高峰論壇上，做了題為《新型液流電池儲(chǔ)能技術(shù)》的主題演講。
1、為什么要發(fā)展長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)：太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電面臨挑戰(zhàn)，儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展是關(guān)鍵趙天壽院士表示：目前，盡管我國(guó)在太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電技術(shù)方面已經(jīng)取得不錯(cuò)的成績(jī)，從我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)來(lái)看，太陽(yáng)能和風(fēng)能的占比是5%，想要真正實(shí)現(xiàn)2060年“碳中和”，太陽(yáng)能和風(fēng)能的占比需要達(dá)到60%以上，整體而言，挑戰(zhàn)很大；由于太陽(yáng)能和風(fēng)能的不確定性、間歇性，其利用規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大面臨挑戰(zhàn)，而應(yīng)對(duì)太陽(yáng)能和風(fēng)能的缺陷，最有效的辦法就是發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)。要發(fā)展的儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)該滿足如下要求：首先是安全可靠，安全是對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)最基本的要求；二是經(jīng)濟(jì)可行，只有經(jīng)濟(jì)性可行的技術(shù)才能被社會(huì)接受；三是資源可及，技術(shù)對(duì)資源的需求應(yīng)可以得到滿足，安裝不應(yīng)過(guò)于依賴自然條件、地理環(huán)境。2、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的應(yīng)用及作用趙天壽進(jìn)一步指出，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)是儲(chǔ)能領(lǐng)域重要的發(fā)展方向，其在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)，均可發(fā)揮巨大作用。在發(fā)電側(cè)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能主要用于并網(wǎng)，同時(shí)能避免供電的中斷，特別是當(dāng)風(fēng)光電占主導(dǎo)時(shí)，理想儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)應(yīng)覆蓋風(fēng)光間歇期，超過(guò)10h；在電網(wǎng)側(cè)，為了促進(jìn)風(fēng)能和太陽(yáng)能電力的遠(yuǎn)距離輸送，我國(guó)已經(jīng)建成多條跨區(qū)域電網(wǎng)線路，由于發(fā)電量的波動(dòng)性和供需之間的不匹配，跨區(qū)域輸電過(guò)程中會(huì)遇到功率低谷期，例如長(zhǎng)達(dá)6h的低谷期；因此，需要具備超過(guò)低谷期時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)電力的削峰填谷，從而提升電網(wǎng)利用率和輸電能力；在用戶側(cè)，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于降低用電成本。對(duì)于工商業(yè)用戶而言，電價(jià)在低谷時(shí)段通常可以持續(xù)超過(guò)6h，而在高峰時(shí)段也是如此。為了減少電費(fèi)開(kāi)支，工商業(yè)用戶需要配備能夠持續(xù)超過(guò)6h的儲(chǔ)能系統(tǒng)，以利用低谷電價(jià)儲(chǔ)存電力，并在高峰時(shí)段使用，從而有效降低整體用電成本。3、關(guān)于如何使用電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)目標(biāo)：必須有可以流動(dòng)的能量載體，以及相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換裝置趙天壽院士對(duì)抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、鋰電儲(chǔ)能等技術(shù)進(jìn)行了比較分析：抽水蓄能技術(shù)以水作為能量載體，由于水的流體特性，使得能量與裝備之間存在解耦現(xiàn)象，然而，該技術(shù)的實(shí)施受到地理?xiàng)l件的嚴(yán)格限制，尤其是氣候因素的影響；至于壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，其能量載體為空氣，同樣作為一種流體，它具有時(shí)間上的靈活性和較長(zhǎng)的使用壽命。不過(guò)，與抽水蓄能相比，其效率稍顯不足，且在選址上存在一定的挑戰(zhàn)，需要具備足夠的儲(chǔ)氣空間；鋰離子電池技術(shù)則展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)，包括高能量密度和高能量轉(zhuǎn)化效率，以及靈活的選址條件，但其主要局限在于能量載體的活性材料無(wú)法流動(dòng)，導(dǎo)致容量與功率之間存在緊密的關(guān)聯(lián)，若要延長(zhǎng)使用時(shí)間，可能會(huì)受到成本、安全性和性能等多方面因素的制約。綜上，趙天壽院長(zhǎng)介紹，可流動(dòng)的能量載體和相對(duì)應(yīng)的電池，包括電解質(zhì)、燃料電池、液流電池等，被統(tǒng)稱為流體電池。流體電池作為儲(chǔ)能體系，最大的特征是時(shí)長(zhǎng)、規(guī)模、容量擴(kuò)容非常靈活，同時(shí)選址也比較簡(jiǎn)便，是比較理想的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。作為流體電池的一種，新型液流電池本征安全、時(shí)長(zhǎng)靈活、循環(huán)壽命長(zhǎng)、回收殘值高，是應(yīng)用場(chǎng)景最廣、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮拈L(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)之一。4、液流電池發(fā)展?jié)摿Υ?/strong>：提高電流密度和電解液利用率是降本關(guān)鍵近年來(lái)，我國(guó)對(duì)于液流電池的發(fā)展非常重視，其中全釩液流電池目前推廣應(yīng)用最多，但是成本問(wèn)題是這一技術(shù)路線必須要突破的瓶頸。為此，趙天壽院士表示，電流密度的提高就面臨著功率密度的提高，功率密度提高意味著建造材料的用量降低，以此可減少初裝的成本；另外，電解液利用率的提高，可以減少電解液用量，也會(huì)降低電池的成本。在液流電池行業(yè)里，中和儲(chǔ)能針對(duì)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)電流密度和電解液利用率難題，依托聯(lián)合創(chuàng)始人謝偉博士在美國(guó)液流電池行業(yè)積累的近20年經(jīng)驗(yàn)，一直沖在解決重大材料降本難題的最前線。公司通過(guò)開(kāi)發(fā)低成本、高性能的革命性關(guān)鍵材料，從提升電堆功率密度，研發(fā)高性能、低成本的PBI離子交換膜，開(kāi)發(fā)資源豐富、低成本的硫鐵電解液三方面來(lái)有效解決現(xiàn)階段市場(chǎng)痛點(diǎn)及資源問(wèn)題，以降低液流電池裝機(jī)成本及全壽命度電成本，使其成為長(zhǎng)時(shí)間、低成本、更安全的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
