中國儲能網(wǎng)訊：草原上風(fēng)電葉片在風(fēng)中加速旋轉(zhuǎn)，光伏板在烈日下源源不斷地吸收能量，如何將這些“不穩(wěn)定”綠色能源穩(wěn)穩(wěn)攥在手中？在內(nèi)蒙古自治區(qū)察右試驗實證基地，一座1兆瓦/5兆瓦時的液流電池儲能系統(tǒng)給出答案。
2024年，由內(nèi)蒙古能源發(fā)電投資集團新能源有限公司牽頭實施科技“突圍”工程儲能點位專項“中長時液流電池儲能技術(shù)研究項目”，正以創(chuàng)新姿態(tài)為可再生能源高效消納探索一條切實可行技術(shù)路徑。
隨著“雙碳”目標(biāo)推進，風(fēng)電、光伏裝機規(guī)?？焖僭鲩L，但其“看天吃飯”特性導(dǎo)致棄風(fēng)棄光率居高不下?！皞鹘y(tǒng)鋰電池儲能時長有限，抽水蓄能受地理條件制約。液流儲能電池具有儲能時長靈活、易規(guī)模化、無地域限制等優(yōu)勢，是理想的長時儲能技術(shù)，能夠滿足新型電力系統(tǒng)對儲能所有要求。”項目負(fù)責(zé)人郝春雨介紹。
項目團隊通過熱質(zhì)傳遞-電化學(xué)反應(yīng)耦合理論創(chuàng)新，將仿真模型電流密度誤差控制在5%以內(nèi)，遠(yuǎn)低于10%考核標(biāo)準(zhǔn)；研發(fā)梯度孔隙石墨氈電極，電化學(xué)活性達500毫安/平方厘米，性能領(lǐng)先同行；開發(fā)高均勻性石墨雙極板，結(jié)合AI進行流場設(shè)計，電聯(lián)利用率提升至83%，千圈循環(huán)衰減不足1%……這些突破為液流電池規(guī)?；瘧?yīng)用掃清技術(shù)障礙。
實驗室“盆景”如何變成產(chǎn)業(yè)“風(fēng)景”？關(guān)鍵在于材料創(chuàng)新與工程化落地雙輪驅(qū)動。
項目首席科學(xué)家趙天壽院士帶領(lǐng)來自國內(nèi)外知名高校及研究機構(gòu)團隊，形成強大技術(shù)攻關(guān)合力。團隊成員既有深耕基礎(chǔ)研究學(xué)者，也有熟悉工程應(yīng)用專家，多元化組合確保技術(shù)研發(fā)既具有前瞻性，又具備產(chǎn)業(yè)化可行性。特別是在電解液配方優(yōu)化和低成本膜材料研發(fā)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這種協(xié)同創(chuàng)新優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)。
項目團隊針對兩個不同場景，分別設(shè)計1MW/5MWh液流電池儲能系統(tǒng)。在示范項目運行過程中，全面收集系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，深入分析數(shù)據(jù)以挖掘系統(tǒng)性能和運行效率的優(yōu)化潛力。基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，開發(fā)并優(yōu)化系統(tǒng)運維技術(shù)，保障系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行，降低運維成本。同時，依據(jù)實際運行效果對系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，提升項目運營效率與經(jīng)濟效益，為后續(xù)商業(yè)化推廣提供關(guān)鍵參考。
基于當(dāng)前項目的技術(shù)積累與運行經(jīng)驗，項目團隊加速布局下一代低成本有機液流電池研發(fā)，并計劃將技術(shù)推廣至集團內(nèi)多個場站。“未來，液流電池將在電網(wǎng)調(diào)峰、微電網(wǎng)構(gòu)建等領(lǐng)域發(fā)揮更大作用?！表椖控?fù)責(zé)人郝春雨說。
液流電池技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用需政策、資本與產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力：一方面需加大長時儲能技術(shù)研發(fā)投入，另一方面應(yīng)通過電價機制、市場規(guī)則創(chuàng)新，釋放儲能商業(yè)價值。正如團隊所言：“我們不僅是在攻克一項技術(shù)，更是在為能源綠色轉(zhuǎn)型鋪設(shè)一條可復(fù)制道路。”
站在基地瞭望臺上，遠(yuǎn)處的風(fēng)力發(fā)電機與近處的液流電池儲能系統(tǒng)相得益彰，可再生能源與前沿科技在此深度融合。在能源革命浪潮中，液流電池儲能技術(shù)猶如一塊“綠色拼圖”，它的突破既需要科學(xué)家“從0到1”的智慧，也離不開企業(yè)“從1到100”的魄力。以問題為導(dǎo)向、以協(xié)同為紐帶，讓創(chuàng)新技術(shù)成為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)關(guān)鍵支撐。
