中國儲能網(wǎng)訊：8月24日，2024碳中和能源高峰論壇暨第四屆中國國際新型儲能技術及工程應用大會與新型儲能技術青年科學家論壇在深圳正式舉辦。大會開幕式上，中國科學院院士、 南方科技大學碳中和能源研究院院長趙天壽做了題為《新型液流電池儲能技術》的主題演講報告。
中國科學院院士、南方科技大學碳中和能源研究院院長趙天壽
長時儲能需求凸顯
雙碳目標的實現(xiàn)，是非常復雜的經(jīng)濟和社會變革，但其根本還是要實現(xiàn)能源轉型，也就是用可再生能源大比例替代化石能源，特別是太陽能和風能。
從目前我國的能源結構來看，太陽能和風能的占比是5%，想要真正實現(xiàn)2060年“碳中和”，太陽能和風能的占比需要達到60%以上。整體而言，挑戰(zhàn)很大。
趙天壽表示，目前，盡管我國在太陽能和風能發(fā)電技術方面已經(jīng)取得不錯的成績，但是由于太陽能和風能的不確定性、間歇性，其利用規(guī)模的進一步擴大面臨挑戰(zhàn)。而應對太陽能和風能的缺陷，最有效的辦法就是發(fā)展儲能技術。
我們要發(fā)展的儲能技術應該滿足如下要求：首先是安全可靠，安全是對儲能系統(tǒng)最基本的要求；二是經(jīng)濟可行，只有經(jīng)濟性可行的技術才能被社會接受；三是資源可及，技術對資源的需求應可以得到滿足，安裝不應過于依賴自然條件、地理環(huán)境。
趙天壽進一步指出，長時儲能技術是儲能領域重要的發(fā)展方向，其在發(fā)電側、電網(wǎng)側以及用戶側，均可發(fā)揮巨大作用。
細分來看，在發(fā)電側，長時儲能主要用于并網(wǎng)，同時能避免供電的中斷，特別是當風光電占主導時，理想儲能時長應覆蓋風光間歇期，超過10h；在電網(wǎng)側，為風光電外送，我國已建成多條跨區(qū)域電網(wǎng)，但因發(fā)電波動、供需不匹配，跨區(qū)域輸電功率存在低谷期（如6小時），需要儲能時長超過低谷期的技術，削峰填谷，提高電網(wǎng)利用率及輸電能力；在用戶側，長時儲能的主要作用是降低用電成本，工商業(yè)電價低谷電持續(xù)時長超過6小時，峰段電持續(xù)時長超過6小時，工商業(yè)用戶為降低用電成本需要超過6小時的儲能。
液流電池發(fā)展?jié)摿Υ?提高電流密度是降本關鍵
關于如何使電化學儲能技術，實現(xiàn)長時目標？趙天壽表示，必須有可以流動的能量載體，以及相應的能量轉換裝置。
他對抽水蓄能、壓縮空氣儲能、鋰電儲能幾種技術進行了比較。抽水蓄能的能量載體是水，水是流體，這種可流動的能量載體，也就是抽水蓄能的裝備，能量和裝備是解耦的。但這種方式非常受地域限制，特別是受氣侯的影響。
壓縮空氣的能量載體是空氣，也是流體，因此具備時長靈活、壽命長的優(yōu)勢，但是效率和抽水蓄能相比略低，需要進一步提高；選址方面也有一定的困難，要有儲氣的空間。
鋰離子電池有非常多的優(yōu)勢，能量密度高、能量轉化效率高，選址靈活。但最大的問題就是能量載體活性材料不可以流動，這樣就使容量和功率強關聯(lián)在一起，如提高時長，就會受到其他方面的限制：成本、安全、性能等。
綜上，趙天壽介紹，可流動的能量載體和相對應的電池，包括電解質(zhì)、燃料電池、液流電池等，被統(tǒng)稱為流體電池。流體電池作為儲能體系，最大的特征是時長、規(guī)模、容量擴容非常靈活，同時選址也比較簡便，是比較理想的長時儲能技術。作為流體電池的一種，新型液流電池本征安全、時長靈活、循環(huán)壽命長、回收殘值高，是應用場景最廣、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮拈L時儲能技術之一。
近年來，我國對于液流電池的發(fā)展非常重視，其中全釩液流電池目前推廣應用最多，但是成本問題是這一技術路線必須要突破的瓶頸。為此，趙天壽認為，提高電流密度和電解液利用率是非常重要的方向。
他表示，電流密度的提高就面臨著功率密度的提高，功率密度提高意味著建造材料的用量降低，以此可減少初裝的成本；另外，電解液利用率的提高，可以減少電解液用量，也會降低電池的成本。
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