液流电池技术突破、降本空间发展前景乐观!
来 源： 原创
作 者： 中和储能
发表在： 前沿资讯
发表时间： 2024-09-02 11:05:00
近日，中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿在碳中和能源高峰论坛上，做了题为《新型液流电池储能技术》的主题演讲。
1、为什么要发展长时储能技术：太阳能和风能发电面临挑战，储能技术发展是关键赵天寿院士表示：目前，尽管我国在太阳能和风能发电技术方面已经取得不错的成绩，从我国的能源结构来看，太阳能和风能的占比是5%，想要真正实现2060年“碳中和”，太阳能和风能的占比需要达到60%以上，整体而言，挑战很大；由于太阳能和风能的不确定性、间歇性，其利用规模的进一步扩大面临挑战，而应对太阳能和风能的缺陷，最有效的办法就是发展储能技术。要发展的储能技术应该满足如下要求：首先是安全可靠，安全是对储能系统最基本的要求；二是经济可行，只有经济性可行的技术才能被社会接受；三是资源可及，技术对资源的需求应可以得到满足，安装不应过于依赖自然条件、地理环境。2、长时储能技术在发电侧、电网侧、用户侧的应用及作用赵天寿进一步指出，长时储能技术是储能领域重要的发展方向，其在发电侧、电网侧以及用户侧，均可发挥巨大作用。在发电侧，长时储能主要用于并网，同时能避免供电的中断，特别是当风光电占主导时，理想储能时长应覆盖风光间歇期，超过10h；在电网侧，为了促进风能和太阳能电力的远距离输送，我国已经建成多条跨区域电网线路，由于发电量的波动性和供需之间的不匹配，跨区域输电过程中会遇到功率低谷期，例如长达6h的低谷期；因此，需要具备超过低谷期时长的储能技术来实现电力的削峰填谷，从而提升电网利用率和输电能力；在用户侧，长时储能技术的主要优势在于降低用电成本。对于工商业用户而言，电价在低谷时段通常可以持续超过6h，而在高峰时段也是如此。为了减少电费开支，工商业用户需要配备能够持续超过6h的储能系统，以利用低谷电价储存电力，并在高峰时段使用，从而有效降低整体用电成本。3、关于如何使用电化学储能技术，实现长时目标：必须有可以流动的能量载体，以及相应的能量转换装置赵天寿院士对抽水蓄能、压缩空气储能、锂电储能等技术进行了比较分析：抽水蓄能技术以水作为能量载体，由于水的流体特性，使得能量与装备之间存在解耦现象，然而，该技术的实施受到地理条件的严格限制，尤其是气候因素的影响；至于压缩空气储能技术，其能量载体为空气，同样作为一种流体，它具有时间上的灵活性和较长的使用寿命。不过，与抽水蓄能相比，其效率稍显不足，且在选址上存在一定的挑战，需要具备足够的储气空间；锂离子电池技术则展现出诸多优势，包括高能量密度和高能量转化效率，以及灵活的选址条件，但其主要局限在于能量载体的活性材料无法流动，导致容量与功率之间存在紧密的关联，若要延长使用时间，可能会受到成本、安全性和性能等多方面因素的制约。综上，赵天寿院长介绍，可流动的能量载体和相对应的电池，包括电解质、燃料电池、液流电池等，被统称为流体电池。流体电池作为储能体系，最大的特征是时长、规模、容量扩容非常灵活，同时选址也比较简便，是比较理想的长时储能技术。作为流体电池的一种，新型液流电池本征安全、时长灵活、循环寿命长、回收残值高，是应用场景最广、发展潜力最大的长时储能技术之一。4、液流电池发展潜力大：提高电流密度和电解液利用率是降本关键近年来，我国对于液流电池的发展非常重视，其中全钒液流电池目前推广应用最多，但是成本问题是这一技术路线必须要突破的瓶颈。为此，赵天寿院士表示，电流密度的提高就面临着功率密度的提高，功率密度提高意味着建造材料的用量降低，以此可减少初装的成本；另外，电解液利用率的提高，可以减少电解液用量，也会降低电池的成本。在液流电池行业里，中和储能针对长时储能市场电流密度和电解液利用率难题，依托联合创始人谢伟博士在美国液流电池行业积累的近20年经验，一直冲在解决重大材料降本难题的最前线。公司通过开发低成本、高性能的革命性关键材料，从提升电堆功率密度，研发高性能、低成本的PBI离子交换膜，开发资源丰富、低成本的硫铁电解液三方面来有效解决现阶段市场痛点及资源问题，以降低液流电池装机成本及全寿命度电成本，使其成为长时间、低成本、更安全的大规模储能技术的竞争优势。
