“儲能黑馬”背后的故事

作為當前“十二五”期間重點(diǎn)支持的發(fā)展領(lǐng)域，儲能技術(shù)已成為決定中國可再生能源發(fā)展最重要的因素之一。由于可再生能源發(fā)電具有明顯的不連續、不穩定和不可控的非穩態(tài)特征，大規模并網(wǎng)將對電網(wǎng)的安全、可靠、高效運行帶來(lái)嚴重風(fēng)險與挑戰。

因此，如何實(shí)現新能源的大規模接入和提高其發(fā)電效率已經(jīng)成為能源領(lǐng)域的焦點(diǎn)問(wèn)題。而儲能技術(shù)便是解決這一問(wèn)題的有效途徑，也是當前全球技術(shù)競爭的新焦點(diǎn)。

在中國，可再生能源剛剛興起的2000年，很少有人能預見(jiàn)到今后大規模儲能技術(shù)的重要性。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(簡(jiǎn)稱(chēng)大連化物所)研究員張華民和他的研究團隊，卻憑著(zhù)敏銳的科學(xué)和市場(chǎng)洞察力早早地開(kāi)始了大規模電化學(xué)儲能技術(shù)研究。

目前，該團隊已經(jīng)研制出全球最大規模的5MW/10MWh全釩液流電池儲能系統并且全面投入運行，而全釩液流電池又被稱(chēng)為儲能領(lǐng)域的一匹“黑馬”。張華民對記者指出，近年來(lái)大連化物所推廣的深化產(chǎn)學(xué)研合作模式，為全釩液流電池研發(fā)和應用推廣起到至關(guān)重要的作用。

堅持液流電池研究

大規模高效儲能技術(shù)是實(shí)現可再生能源發(fā)電規?；玫年P(guān)鍵技術(shù)，也是建設智能電網(wǎng)、提高電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電兼容能力亟待解決的核心技術(shù)。

長(cháng)期從事液流電池研究的張華民表示，通過(guò)對多種電化學(xué)儲能技術(shù)的分析和調研，最終選定了充放電循環(huán)壽命長(cháng)，安全性高，應答速度快的全釩液流電池儲能技術(shù)作為研究方向。

2005年，在國家科技部“863”計劃項目的支持下，大連化物所成功研制出當時(shí)國內規模最大的10kW全釩液流電池儲能系統，填補了國內液流電池儲能系統技術(shù)的空白，邁出了全釩液流電池儲能技術(shù)應用的第一步。

但是，全球范圍內的全釩液流電池研究并非一路坦途。

2005年，國際液流電池領(lǐng)軍企業(yè)——日本住友電工公司中止了全釩液流電池儲能技術(shù)研究開(kāi)發(fā);2008年，全球液流電池界著(zhù)名的加拿大VRB Power System 公司也宣布破產(chǎn)。

在此嚴峻形勢之下，大連化物所的研究人員仍然堅信自己的科學(xué)判斷與技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢，始終引領(lǐng)著(zhù)全球全釩液流電池技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用。

同時(shí)，大連化物所還積極從產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺發(fā)展角度出發(fā),選擇優(yōu)秀的戰略合作伙伴進(jìn)行合作。2006年，大連化物所與國際四大高純釩化學(xué)品生產(chǎn)商之一的博融(大連)產(chǎn)業(yè)投資有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)博融公司)合作成立“液流儲能電池聯(lián)合實(shí)驗室”。

張華民說(shuō)：“此次合作不僅是全釩液流電池技術(shù)產(chǎn)學(xué)研合作及工程轉化的開(kāi)始，也是釩產(chǎn)業(yè)鏈向市場(chǎng)前景廣闊的新能源市場(chǎng)延伸的開(kāi)端。通過(guò)我們雙方在技術(shù)和市場(chǎng)方面的優(yōu)勢互補，全釩液流電池技術(shù)發(fā)展迅速。”

產(chǎn)學(xué)研結碩果

2008年，當時(shí)的大連化物所成功開(kāi)發(fā)出額定輸出功率為10kW的電堆，并集成出當時(shí)國內首臺最大規模的100kW/200kWh全釩液流電池儲能系統。中國電力科學(xué)研究院還因此首次對全釩液流電池儲能技術(shù)進(jìn)行了電網(wǎng)應用性能的綜合測試，對其實(shí)際應用提供了實(shí)驗數據支撐。

隨著(zhù)電力市場(chǎng)對儲能技術(shù)重視和需求的快速增加，以及全釩液流電池儲能技術(shù)的日益成熟，2008年博融公司與大連化物所共同出資創(chuàng )立了大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)融科儲能)，希望能以這種企業(yè)化的運作方式，加速推進(jìn)全釩液流電池實(shí)驗室技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化。

“通過(guò)與電網(wǎng)運營(yíng)商、風(fēng)電運營(yíng)企業(yè)‘產(chǎn)學(xué)研用’的緊密合作，大連化物所積極實(shí)施了全釩液流電池儲能技術(shù)的工程應用示范。這種市場(chǎng)引導技術(shù)發(fā)展，以產(chǎn)品定型和推廣應用帶動(dòng)了新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。”張華民說(shuō)。

記者了解到，大連化物所與融科儲能的分工合作中，前者側重于高性能、低成本的全釩液流電池關(guān)鍵材料和核心技術(shù)研發(fā)，以及新一代全釩液流電池電堆技術(shù)的開(kāi)發(fā)。

融科儲能則側重于全釩液流電池材料的批量化、工程化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)，大規模儲能系統的設計和集成，電池管理系統、能量控制策略的開(kāi)發(fā)，以及為客戶(hù)提供定制化的儲能解決方案等。

據了解，融科儲能自成立以來(lái)，還積極與電網(wǎng)公司、電力設計院、可再生能源發(fā)電運營(yíng)商合作，開(kāi)展了全釩液流電池儲能技術(shù)在風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、智能微電網(wǎng)等領(lǐng)域的示范，不斷提高技術(shù)的可靠性，探索儲能技術(shù)的經(jīng)濟化運行和商業(yè)化模式。

在產(chǎn)學(xué)研模式的推進(jìn)下，由融科儲能和大連化學(xué)物理研究所合作研制出全球最大規模的5MW/10MWh全釩液流電池儲能系統應用示范工程，2013年年初在國電龍源公司法庫縣臥牛石風(fēng)電場(chǎng)完成安裝并通過(guò)驗收。

據悉，這是目前世界上第一套實(shí)際并網(wǎng)運行的5MW級大型工業(yè)儲能裝置，使我國在該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)、成套產(chǎn)品生產(chǎn)等方面處于世界先進(jìn)水平。

通過(guò)與融科儲能的產(chǎn)學(xué)研合作，目前大連化物所在全釩液流電池儲能技術(shù)及應用示范方面已取得了豐碩成果，申報國家發(fā)明專(zhuān)利101件、國際專(zhuān)利6件，形成了完整的自主知識產(chǎn)權體系。同時(shí)還積極參與歐洲液流電池技術(shù)標準的制定，協(xié)調和推進(jìn)國際液流電池技術(shù)標準的制定。

張華民說(shuō)：“今后大連化物所還將繼續堅持和深化產(chǎn)學(xué)研合作模式，加快推進(jìn)全釩液流電池的規?；瘧?。