大容量?jī)?chǔ)能的全釩液流電池

當(dāng)前，我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)仍舊是以化石燃料為主體，化石能源占比較高，減碳工作任重道遠(yuǎn)，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的低碳轉(zhuǎn)型、增加清潔可再生能源使用比例是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的有力手段。

我國(guó)已經(jīng)在可再生能源發(fā)電方面取得了重大突破，但該領(lǐng)域仍有廣闊的發(fā)展空間。例如風(fēng)能、海洋能、太陽(yáng)能等可再生能源本身就具有非常強(qiáng)的隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性，因此一定程度上限制了可再生能源的發(fā)展利用。其大規(guī)模接入電網(wǎng)后，要求電力系統(tǒng)必須具備一定的應(yīng)變和響應(yīng)能力，才能保證可再生能源供電的可靠性。儲(chǔ)能技術(shù)能夠有效解決電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全、電力電量平衡、可再生能源消納等方面的問(wèn)題，是可再生能源充分開(kāi)發(fā)利用的必要的技術(shù)支撐。

全釩液流電池是一種高性價(jià)比、高能效、長(zhǎng)壽命的規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，其可將不穩(wěn)定的可再生能源儲(chǔ)存，并實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)輸出利用。全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)由電堆、電解質(zhì)溶液、管路系統(tǒng)等組成，其中電堆起到了至關(guān)重要的作用。而相對(duì)于傳統(tǒng)全釩液流電池電堆，新一代電堆采用的可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜可以提升離子選擇性，提高電解液的容量保持率，此外，多孔離子傳導(dǎo)膜的成本遠(yuǎn)低于商業(yè)化的全氟磺酸膜，從而可大幅度降低電堆成本。該技術(shù)安全性高、可靠性好、輸出功率和儲(chǔ)能容量規(guī)模大、壽命長(zhǎng)、性價(jià)比高、電解液可循環(huán)利用、對(duì)環(huán)境友好，在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。

基于全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)，目前我國(guó)已經(jīng)建成了世界上功率最大、容量最大的的液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站——百兆瓦級(jí)大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站。該電站是國(guó)家能源局于2016年4月批準(zhǔn)建設(shè)的首個(gè)國(guó)家級(jí)大型化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，同時(shí)也是中科院“潔凈能源”先導(dǎo)專項(xiàng)的重大成果之一。

該項(xiàng)目于2020年10月正式投入使用，本次并網(wǎng)的是該電站的一期工程，規(guī)模為100兆瓦/400兆瓦時(shí)，即電站的額定功率為10萬(wàn)度電/小時(shí)，最多可存放40萬(wàn)度電。按照中國(guó)居民日常生活每日人均用電2度左右計(jì)算，電站可供20萬(wàn)居民一天的用電需求，提高大連南部地區(qū)供電可靠性。

在“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下，可再生能源電力的需求增多，對(duì)大容量存儲(chǔ)的需求也就越來(lái)越高，對(duì)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的需求也越來(lái)越急迫，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將成為發(fā)展趨勢(shì)，釩電池將大有用武之地。

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