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摘要：由中鈉儲(chǔ)能技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱：中鈉儲(chǔ)能）承辦的“2023年第一屆液流電池技術(shù)發(fā)展論壇”于6月15日在上海新國(guó)際博覽中心順利召開(kāi)。會(huì)議期間，國(guó)際著名燃料電池和液流電池專家張華明、中鈉儲(chǔ)能研發(fā)主任劉季銓等液流電池行業(yè)資深專家，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)表演講，并與參會(huì)人員進(jìn)行深入探討與交流。

注：論壇現(xiàn)場(chǎng)合影

2023年第一屆液流電池技術(shù)發(fā)展論壇

隨著國(guó)家“碳達(dá)峰·碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)提出，我國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模持續(xù)快速增長(zhǎng)。國(guó)家能源局會(huì)同國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布了《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》等一系列政策出臺(tái)，我國(guó)初步建立了全國(guó)新型儲(chǔ)能行業(yè)管理體系，促進(jìn)了新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

注：論壇現(xiàn)場(chǎng)圖

液流電池作為電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)之一，具備安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、電解液可循環(huán)利用、生命周期性價(jià)比高、環(huán)境友好等諸多優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，液流電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)展迅速，全球最大的百兆瓦級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站、全球最大容量的兆瓦級(jí)鐵鉻液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目均已成功投運(yùn)。

2023年第一屆液流電池技術(shù)發(fā)展論壇圍繞液流電池技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景、標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)認(rèn)證情況、產(chǎn)業(yè)鏈融合創(chuàng)新等多個(gè)維度展開(kāi)探討，同時(shí)搭建液流電池企業(yè)展臺(tái)，形成“研討+展會(huì)”機(jī)制，促進(jìn)液流電池全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈協(xié)同創(chuàng)新，推動(dòng)“雙鏈”融合。

中鈉儲(chǔ)能“寬溫區(qū)高穩(wěn)定性釩液流電池電解液的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用”

論壇召開(kāi)期間，由中鈉儲(chǔ)能研發(fā)主任劉季銓將現(xiàn)場(chǎng)演講“寬溫區(qū)高穩(wěn)定性釩液流電池電解液的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用”主題報(bào)告，深入探討了全釩液流電池的行業(yè)現(xiàn)狀、市場(chǎng)價(jià)值等話題。

注：中鈉儲(chǔ)能研發(fā)主任劉季銓現(xiàn)場(chǎng)演講

行業(yè)現(xiàn)狀

全球儲(chǔ)能行業(yè)步入規(guī)?；l(fā)展階段，全球能源轉(zhuǎn)型加速，儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)?；l(fā)展的條件已經(jīng)成熟。光伏、風(fēng)電等波動(dòng)性能源加速取代傳統(tǒng)的火電裝機(jī)，電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)正日益凸顯。隨著技術(shù)的進(jìn)步與產(chǎn)能的擴(kuò)張，風(fēng)電、光伏的發(fā)電成本降幅顯著，全球正朝著“新能源+儲(chǔ)能”平價(jià)的方向快速前進(jìn)。儲(chǔ)能市場(chǎng)化發(fā)展的機(jī)制已基本建立，新興市場(chǎng)的電力系統(tǒng)改革亦持續(xù)加速，儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)?；l(fā)展的條件已經(jīng)成熟。

釩電池概況

全釩液流電池作為電化學(xué)儲(chǔ)能的重要組成部分，具有儲(chǔ)電規(guī)模大、生命周期長(zhǎng)、安全性高、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、平均成本低，解耦設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)。電源側(cè)可以平滑新能源輸出波動(dòng)、跟蹤新能源輸出計(jì)劃、增強(qiáng)電源調(diào)頻調(diào)壓能力，解決風(fēng)光棄電。釩電池主要由電解液儲(chǔ)液罐、循環(huán)泵、電極、選擇性交換膜、雙極板和集流體組成。外接泵把電解液壓入電堆內(nèi)，使其在儲(chǔ)液罐和半電池的閉合回路中循環(huán)流動(dòng)，選擇性交換膜進(jìn)行離子交換實(shí)現(xiàn)電平衡，電解質(zhì)溶液在電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)雙電極板收集和傳導(dǎo)電流，這個(gè)可逆的反應(yīng)過(guò)程使釩電池進(jìn)行充放電。

釩電池成本分析

整個(gè)釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由電堆、電解液、逆變器、智能控制、儲(chǔ)罐、箱體結(jié)構(gòu)、管泵閥傳感器幾部分構(gòu)成。釩電池最主要的核心部件就是電堆和電解液，在整個(gè)釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成本構(gòu)成中電解液和電堆占了很大的比例。因?yàn)殁C電池的解耦設(shè)計(jì)，整體成本會(huì)隨著儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)增加而顯著降低。隨著儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的增加電解液的成本將超過(guò)60%。

市場(chǎng)價(jià)值

本研究擴(kuò)展了目前純硫酸體系的釩電池電解液的使用溫度范圍，從目前市場(chǎng)0~40℃的使用范圍擴(kuò)展到了0~65 ℃，避免了因?yàn)闇囟冗^(guò)高使得的五氧化二釩結(jié)晶析出，導(dǎo)致電解液能量密度降低和對(duì)過(guò)濾系統(tǒng)及管道、電堆的堵塞，降低系統(tǒng)換熱成本，主要市場(chǎng)價(jià)值體現(xiàn)在以下幾方面

1.提供穩(wěn)定的電池性能：寬溫域釩電池電解液能夠在廣泛的溫度范圍內(nèi)提供穩(wěn)定的電池性能，包括高溫和低溫條件下的電化學(xué)性能。這使得釩電池在不同氣候和環(huán)境條件下都能夠可靠地運(yùn)行，具有較高的能量密度和功率輸出。

2.增強(qiáng)安全性：寬溫域釩電池電解液通常采用無(wú)機(jī)鹽溶液，相對(duì)于某些有機(jī)電解液，具有更高的熱穩(wěn)定性和低的燃燒風(fēng)險(xiǎn)。這使得釩電池在高溫環(huán)境下不容易發(fā)生過(guò)熱和爆炸等安全問(wèn)題，提供了更安全可靠的能量?jī)?chǔ)存解決方案。

3.增加應(yīng)用靈活性：寬溫域釩電池電解液的使用使得釩電池能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和工作環(huán)境。無(wú)論是極寒地區(qū)的極低溫度環(huán)境還是高溫地區(qū)的高溫條件，釩電池都能夠保持良好的性能，為能源儲(chǔ)存和應(yīng)急電力等領(lǐng)域提供了更大的靈活性和可靠性。

4.提供長(zhǎng)壽命和高循環(huán)穩(wěn)定性：寬溫域釩電池電解液的使用可以提供長(zhǎng)壽命和高循環(huán)穩(wěn)定性。釩電池的電解液和電極材料具有良好的耐腐蝕性和穩(wěn)定性，能夠經(jīng)受高循環(huán)次數(shù)和長(zhǎng)期使用而不會(huì)明顯損耗性能。這降低了維護(hù)成本和更換電池的頻率，提高了整體的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性。

5.促進(jìn)可再生能源發(fā)展：寬溫域釩電池電解液的應(yīng)用對(duì)于可再生能源的發(fā)展具有積極意義。作為一種高容量、長(zhǎng)壽命、可循環(huán)使用的儲(chǔ)能技術(shù)，釩電池可以有效平衡可再生能源的間歇性和不可控性，提供可靠的儲(chǔ)能支持，促進(jìn)可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用和普及。

6.減少設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的限制：傳統(tǒng)電解液在極端溫度條件下可能會(huì)出現(xiàn)性能下降或甚至失效的問(wèn)題。而寬溫域電解液的使用可以減少對(duì)設(shè)備設(shè)計(jì)和制造的限制，降低對(duì)于溫控系統(tǒng)的依賴，甚至可以減去換熱冷卻系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程。

中鈉儲(chǔ)能項(xiàng)目成果

1.開(kāi)發(fā)了CSE系寬溫區(qū)釩液流電池電解液。

2.與目前商用電解液相比，CSE釩電解液具備良好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，寬溫區(qū)范圍0~65oC。

3. CSE釩電解液的物理性質(zhì)和電化學(xué)可逆性與商用電解液相當(dāng)，未出現(xiàn)較大的差異。