王小麗：釩氧化還原液流電池的大規(guī)模能源解決方案
2014年6月23日，由國家能源局指導，中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟（CNESA）與杜塞爾多夫展覽（上海）有限公司共同主辦的儲能行業(yè)第三屆年度高峰論壇——“儲能國際峰會2014”在北京國家會議中心隆重開幕。中國科學院大連化學物理研究所王小麗在會上發(fā)表主題演講。
中國科學院大連化學物理研究所 王小麗：
隨著經濟發(fā)展，我國能源消費量快速增加，在過去十年間，我們還是以煤炭、石油等化石能源消費為主，可再生能源使用量的增長幅度非常小?；茉纯梢灾С謬业母咚侔l(fā)展，但是從環(huán)境角度看已經達到了極限。目前來看，發(fā)展新能源的成本還是偏高的，但是如果我們把化石能源帶來的環(huán)境治理成本也加上的話，其實化石能源的成本同樣很高。所以我們在考慮儲能成本的時候，要從經濟效益和社會環(huán)境效益的雙重角度來思考。最近習總書記提出了能源消費、能源供給、能源技術、能源體制四方面要求，對新能源推廣將產生深遠影響。因此我們也在想，關于可再生能源，不能僅從電價本身去考慮，能源資源、能源安全、空氣質量等，也要在考慮的范圍內。
可再生能源是全球實現(xiàn)低碳能源轉型的關鍵，這是大勢所趨，從很多報告中我們也可以看到，很多國家都制定了2020甚至是2050年規(guī)劃，可再生能源在未來的電力消費中將占到50%甚至是80%的比重，逐漸從輔助能源轉變成主導能源，成為大規(guī)模使用的儲能技術。
現(xiàn)在美國的儲能發(fā)展也比較快，加州、紐約州、夏威夷等地也都在立法，并做出詳細的規(guī)劃。根據(jù)他們的數(shù)據(jù)，22個儲能項目中有12個項目是液流電池。我們大連化物所主導技術，我們很有信心把液流電池做好。另外，歐盟在這方面也有經費支持。日本北海道的項目使用液流電池也非?？尚校乙毫麟姵卦谌毡景l(fā)展也比較快。
總體來講，發(fā)展大規(guī)模儲能技術首先要把安全性做好，其次要考慮環(huán)境問題和社會問題，然后就提高儲能技術。
在我們的實驗系統(tǒng)中，電池的循環(huán)壽命已經達到了13000次，但我們還需要通過實際來檢驗這個數(shù)據(jù)。從充放電響應速度來看，對整個電池的封閉穩(wěn)定性、系統(tǒng)的安全性等方面還需要繼續(xù)提高。在電池的整個生命周期中，通過可再生技術或者提純技術可以讓電池重復使用，或者我們也可以考慮用租賃等方式，避免讓用戶過多承擔成本。
液流電池的缺點在于體積大、比較重，儲能密度比較低，現(xiàn)在的定位是固定式的，常用于大型的儲能項目中。
大連化物所與融科儲能全礬實驗室主要是進行原理性驗證和簡單的設計。2008年融科公司成立后，主要是把實驗室成果進行工程化和產業(yè)化開發(fā)，比如5兆瓦，10兆瓦系統(tǒng)的安裝設計與運行。從2013年開始，我們不斷升級技術，到現(xiàn)在可以提供全產業(yè)鏈，尤其是關鍵材料。
現(xiàn)在來看液流電池的最大問題是成本比較高，尤其是關鍵原材料的成本，其中離子交換膜占到了成本的20%-30%，這也是我們下一段要研發(fā)的重點方向?，F(xiàn)在我們推出了非氟多孔離子傳導膜，已經在內部進行了小批量生產，從電壓效率和充放電實驗數(shù)據(jù)來看，這種膜在導電性等綜合方面表現(xiàn)非常好，穩(wěn)定性也不錯。
另外我們也做液流電池的電堆，之前做的電堆密度大概是80毫安每平方厘米，看上去非常大。現(xiàn)在技術發(fā)展的方向就是把電堆功率密度放在材料上，另外我們對電堆結構進行了重新設計，在同樣電堆規(guī)格下，可以得到更大功率。我們的第二代電堆產品體積更小，功率密度可以達到110毫安，這意味著電池材料在大幅度減少，大概降低了30%左右，現(xiàn)在這種電堆已經實現(xiàn)了規(guī)?；a。
此外我們還推出了集裝箱式的高密度電堆，這種產品的最大優(yōu)勢是我們事先進行了標準化設計，所以在工廠里我們只需要簡單的電路和管路，就能完成系統(tǒng)集成工作，大大節(jié)省了工作量，同時也能保證品質。在使用過程中，也可以直接進行環(huán)評，省去了業(yè)主的麻煩，非常便捷。
2014年，我們陸續(xù)實施了將近20個項目，累計裝機容量12兆瓦，電解熱出口達到了100兆瓦時。
在國外市場方面，我們在德國獲得了250千瓦的一個項目。另外，我們還在美國的華盛頓與合作伙伴共同開發(fā)項目。
產業(yè)發(fā)展標準方面，大家都比較關心液流電池的參數(shù)，還有電解液檢測方法，所以我們也在參與一些標準制定工作。2012年我們與歐洲的一些國家共同發(fā)布了液流電池協(xié)議，低于行業(yè)標準，屬于行業(yè)規(guī)范。
基于我們前期的一些研究成果，我們想在未來電解質主要使用全礬液流電池，一方面是因為制造原理簡單，此外這種電池可以回收利用，可以減輕環(huán)境污染。
儲能目前來說還是個課題，沒有真正達到大規(guī)模應用，或者進入產業(yè)化發(fā)展階段。希望在座的各位可以共同努力，讓環(huán)境變得更好。
謝謝大家。
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