当“上天的材料”助力长时储能

三峡小微 · 公众号 · 三峡 · 2024-10-18 19:50

正文

飞机掠过天空、火箭奔向宇宙，从机身、引擎到火箭发动机壳体等部件，许多航天设备能“一飞冲天”，都离不开“钒”的身影。钒元素，因其合金材料耐高温高压的特性，被称为“合金中的维生素”。

您可知道，这个“上天的材料”也能成为送电的“利器”？

近年来，全钒液流电池凭借其高安全性、长寿命和可循环利用的特点，成为长时储能的“黑马”。

随着可再生能源在电力系统装机比重逐年上升，电力系统供需平衡压力增加，而长时储能可在更长时间维度上调节新能源发电波动，增加清洁能源消纳能力。

“与锂电池‘时充时放’不同，全钒液流电池是4到12小时储能领域的‘耐力王’，”三峡集团所属三峡科学技术研究院（以下简称“三峡科研院”）综合能源技术研究中心研究员毕然介绍道，“不仅如此，它还是储能界的‘安全模范’，无燃爆起火风险，稳稳当当守护每一度电。电池循环寿命超20年，电解液循环利用无极限，结束后不会造成环境污染，环保又经济。”

▲全钒液流电池工作原理图

目前，国内达到百兆瓦级别的全钒液流电池储能电站仅有一座，大部分项目都停留在几十兆瓦的规模。而从需求来看，未来大型新能源项目对储能的需求都是集中化大型化发展，百兆瓦项目将是未来储能项目的主流。

从“实验室”走向“应用场”，如何更好实现全钒液流储能技术的规模化应用？这是三峡科研院研发团队面临的第一道“关”。

▲电化学储能电站

以问题为导向，研发团队主动对接该技术全产业链上下游的头部科研机构、原料供应企业、设备集成企业，从基本材料、结构设计、集成优化、调控运维等方面入手，极大提升了全钒液流电池储能系统的安全性和可靠性。

“相比于其他全钒液流项目，三峡科研院开展的全钒液流电池储能项目主要面向规模化的风光场站，目前已在跟踪发电计划、平滑风电功率输出、黑启动等多种应用场景下得到实际验证。”三峡科研院综合能源技术研究中心研究员吴卓彦介绍道。

近期，目前全球在建容量最大的液流储能项目——三峡集团所属三峡能源新疆吉木萨尔县北庭光伏配套200 MW/1000 MWh全钒液流储能项目预计年末具备并网条件，投产后可维持5个小时的储能时长。三峡科研院通过集成创新，为该项目提供了技术支撑，助力开启了全钒液流储能项目规模化探索步伐。

▲新一代全钒液流电池储能系统

目前，我国新型储能项目平均储能时长为2.2个小时。而据美国行业报告《长期电力储能应用、经济性及技术》表明，当风光发电装机占比达到50%-80%时，储能时长需要达到10小时以上。

对此，三峡科研院正在围绕进一步提升储能时长开展研究。“我们将聚焦系统集成创新，努力形成一套面向大规模新能源配套储能项目，具有自主知识产权、本质安全、高效可靠的全钒液流电池提升方案，以匹配大规模新能源的发展需求。”三峡科研院综合能源技术中心主任朱小毅说。

本文配图由三峡科研院提供

值总：王东红

编辑：任贤李雷

美编：刘艾菁

来源：中国三峡集团官网