央視關注!全釩液流儲能讓新型儲能揚“釩”起航

央視新聞客戶端 · 2023-11-15 09:37:04

與常見的鋰離子電池、鉛酸電池等不同,全釩液流電池不僅安全性高,循環(huán)使用壽命長,對環(huán)境也更加友好。......

構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),是保證能源安全,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。在遼寧大連,自主研發(fā)全球領先的“全釩液流電池儲能”技術落地生根,不僅給城市加裝了巨型“充電寶”,也給當?shù)毓I(yè)經(jīng)濟結構轉型提供了新動能。

全釩液流儲能 讓城市有了綠色"充電寶"

走進遼寧大連的融科儲能全釩液流電池生產(chǎn)基地,首先看到的是一排排集裝箱整裝待發(fā)。這些即將運往各地的集裝箱,并不是普通運貨用的集裝箱,而是一個個全釩液流電池模塊。一個裝的是電池電堆,另一個裝是釩電解液,把兩個集裝箱上下摞在一起,就組成了一個綠色儲能電站,這里面可以一次性儲存3000度的“風光電”,如果按一個家庭每月用200度電計算,它可以為一個家庭提供15個月的用電量。與常見的鋰離子電池、鉛酸電池等不同,全釩液流電池不僅安全性高,循環(huán)使用壽命長,對環(huán)境也更加友好。

大連融科儲能技術發(fā)展有限公司總經(jīng)理 王曉麗:這個技術安全性非常好,因為它不存在爆炸起火燃燒的風險,第二壽命非常長,可以達到25年的日歷壽命,那么另外一個從資源角度,它可以循環(huán)利用。

風電、光電是來自大自然的綠色能源,但穩(wěn)定性較差。如何把“風光”能源儲存起來,是構建新型電力系統(tǒng)的首要問題。這樣的電池可以在零下35攝氏度的極寒天氣下正常運行,也可以在零上50攝氏度高溫下安全輸電。無論環(huán)境多么惡劣的風光電站,有了這種集裝箱式的“充電寶”,就可以大大減少風光電峰值時的浪費,提高并網(wǎng)發(fā)電的效率。

這些集裝箱式的“充電寶”還能相互連接,形成更大規(guī)模的城市儲能電站。在大連液流電池儲能調峰電站,記者看到一個個更大的集裝箱整齊碼放,在一層兩個足球場大小的面積上,有700多個釩液罐整齊排列,第二層則是集成度更高的釩電池組。這個國家能源局批準建設的首個國家級大型化學儲能示范項目,在去年5月實現(xiàn)并網(wǎng),10月底實現(xiàn)滿負荷充放電,最多可存放40萬度電。以我國居民每日人均用電2度計算,該電站可供20萬居民一天的用電需求。如此這么多的設備,最少只需3個人就可以完成整個儲能電站的監(jiān)視和操作。

大連恒流儲能電站總經(jīng)理 宮繼禹:我們可以更大程度地去調節(jié)整個電網(wǎng)的靈活性,在用電低谷的時候,我們可以盡量多充電,在用電高峰的時候,我們可以去承擔電網(wǎng)發(fā)電的這部分任務,我們盡量多去對外輸出電能,來保證我們整個電網(wǎng)的一個平穩(wěn)運行。

眼下,北方正陸續(xù)進入冬季供暖期,這樣的巨型綠色“充電寶”,不僅能保證城市電網(wǎng)的平穩(wěn),還能在城市遇到極端災害斷電時,提供電力輸出,保障城市快速恢復運轉。

大連恒流儲能電站總經(jīng)理 宮繼禹:作為一個儲能電站,首先我們可以為城市中比較重要的一些負荷,比方說政府、醫(yī)院、應急部門救援設施提供緊急的供電,同時我們也可以用儲能電站來啟動電網(wǎng)中其他的電廠,從而快速地恢復整個電網(wǎng)的供電。

自主創(chuàng)新 讓煉鋼渣不同“釩”響

要發(fā)展“全釩液流電池”綠色儲能,釩礦資源是首要條件。勘探數(shù)據(jù)顯示,我國釩礦儲量居世界第一,占全球總產(chǎn)量的47%以上。但在之前,我國對釩的利用,大多用在鋼鐵冶煉中。而現(xiàn)在,煉鋼的副產(chǎn)品有了新的“釩”響,全釩液已成為儲存能源家族的新成員。

總臺記者 賈鐵生:現(xiàn)在我們看到這些一包包黃色的粉末,是生產(chǎn)釩電解液的原材料,大家可能要問這些是釩礦砂嗎,在這我要告訴你,這并不是釩礦砂,而是煉鋼過程中的副產(chǎn)品,它的含釩量可以達到90%以上。

在大連融科儲能集團釩電解液生產(chǎn)基地,企業(yè)負責人告訴記者,這里用的釩主要來自鋼鐵冶煉后產(chǎn)生的鋼渣。

大連融科儲能集團股份有限公司總經(jīng)理 郝玥:我們生產(chǎn)釩電解液的原料的來源是釩鈦磁鐵礦,在煉鋼的過程當中,釩會富集到鋼渣當中,鋼渣再經(jīng)過處理,最終變成釩的初級產(chǎn)品,那么釩的初級產(chǎn)品進入到我們化學和電化學的處理裝置當中,最終變成釩的電解液的最終產(chǎn)品。

漂亮的液體,也有不“釩”的功能,這些功能的發(fā)現(xiàn)和利用,都離不開中國科學院大連化學物理研究所的潛心研究。

中國科學院大連化學物理研究所副所長 李先鋒:實際上因為釩是一個多價態(tài)的元素,顧名思義是兩側有不同價態(tài)的釩離子,通過正負極這種價態(tài)的變化,實現(xiàn)得失電子和充電放電的過程。

釩電池的隔膜是非常關鍵的技術之一,它必須抑制正負極電解液中不同價態(tài)的釩離子的交叉混合,還不能阻礙氫離子通過隔膜傳遞電荷。而釩電解液充電放電的過程,就是電解液中釩離子價態(tài)變換的過程。早在2000年,中國科學院大連化學物理研究所就開始對全釩液流電池進行研究。從關鍵材料、電堆、系統(tǒng)集成控制等方面開展全面研究工作,20多年來,申報300多項國家發(fā)明專利,形成了較完整的自主知識產(chǎn)權體系,并牽頭國內(nèi)外標準的制定。近些年,中國科學院大連化學物理研究所與大連融科儲能深度合作,將科研成果一步步進行轉化。

大連融科儲能集團股份有限公司研發(fā)部經(jīng)理 宋明明:這是一套釩電池的單電池測試系統(tǒng),我們用這套系統(tǒng)來進行釩電解液的配方研究,我們的目標是提高電池的能量效率,降低釩電池的成本,滿足客戶的需要。

記者在生產(chǎn)基地了解到,電解液是釩電池的關鍵材料,占到電池成本的一半。隨著全釩液流儲能電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,如何更好地降本增效,是科研院所與生產(chǎn)企業(yè)共同研究的問題。

中國科學院大連化學物理研究所副所長 李先鋒:我們知道這種可再生能源風電光伏,它本身是不連續(xù)不穩(wěn)定,它需要這種大規(guī)模儲能實現(xiàn)這種高比例可再生能源的消納,但是我們整個液流電池需要進一步降低成本,推動大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。

全鏈條生產(chǎn)服務 讓新儲能揚“釩”起航

記者在調研中了解到,遼寧大連這個目前世界最大的“全釩液流電池儲能”生產(chǎn)基地,正在打造全鏈條的生產(chǎn)服務,讓新能源儲能加足馬力、揚帆起航。

2008年,中國科學院大連化學物理研究所依托釩電池核心技術,與大連博融控股集團共同組建了融科儲能。15年來,他們潛心研究、不斷開發(fā),現(xiàn)在已成為目前全球唯一掌握全釩液流電池完整自主知識產(chǎn)權,擁有全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)和高端制造能力的生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品服務商。

目前,科研攻關團隊正在不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能,研發(fā)出效能更高的釩電池。最新研發(fā)的70千瓦電堆樣機,相比上一代30千瓦電堆產(chǎn)品,同樣的體積,功率提高了一倍多。

企業(yè)負責人告訴記者,融科儲能每年的釩電池生產(chǎn)能力可以達到300兆瓦,國內(nèi)市場占有率第一,但產(chǎn)能仍然無法滿足市場的需求。

大連融科儲能技術發(fā)展有限公司總經(jīng)理 王曉麗:我們在今年又開始建設了一個擴產(chǎn)的基地,這一部分是在今年年底我們就會完全建成,整個廠區(qū)建成之后,我們會達到一個G瓦(1000兆瓦)每年的產(chǎn)能規(guī)模,這個規(guī)模到目前來講也是行業(yè)的最大的產(chǎn)能規(guī)模。

全釩液流電池產(chǎn)業(yè),在大連已形成總部研發(fā)、材料基地、裝備基地的“三位一體”全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展格局,而這一切離不開政策的扶持。近年來,大連推進體制機制創(chuàng)新,建立科技成果轉化開放式工作平臺和全生命周期服務制度,重點加強成果轉化中間環(huán)節(jié)資源導入,做好資本、市場、人才、平臺、政策有機銜接,促進技術交易、科技金融、創(chuàng)新孵化協(xié)同發(fā)展。

大連市科技局局長 原馳:我們希望通過打造科技創(chuàng)新策源地,來吸引高水平的科技人才在大連的聚集,同時通過科技成果轉化的9項機制,從科技成果轉化的供給端、需求端,還有中間的中介端,還有基金的投入端,保證這些科研成果能夠順利產(chǎn)業(yè)化,帶動高質量的工業(yè)經(jīng)濟結構的轉變。實現(xiàn)高質量發(fā)展,還需要更多融科儲能這樣的科創(chuàng)企業(yè)揚帆起航。

如今,大連正在加緊建設英歌石科學城創(chuàng)新策源中心,致力于打造全球領先的潔凈能源創(chuàng)新中心、高端創(chuàng)新要素匯聚樞紐和新興產(chǎn)業(yè)策源地,吸引頂尖專家和科研院所入駐,形成高端產(chǎn)業(yè)集聚效應,從而帶動整個城市經(jīng)濟結構的轉型升級。

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