中國儲能網(wǎng)訊：主題為“全釩液流電池技術(shù)在大規(guī)模儲能電站中的應(yīng)用價值”的中國儲能大講堂第四期—全釩液流電池專場于6月25日在美麗的濱城大連中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所成功舉行。來自全釩液流電池的研發(fā)機構(gòu)、供應(yīng)商、用戶、投資機構(gòu)等組織的約100位代表聆聽了一場世界水平的創(chuàng)新盛宴。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民、清華大學(xué)教授王保國、中國科學(xué)院金屬研究所研究員嚴(yán)川偉等權(quán)威專家從不同角度闡釋全釩液流電池技術(shù)在大規(guī)模儲能電站中的應(yīng)用情況、經(jīng)濟性分析和技術(shù)方向做了重點介紹，與會代表與演講專家進行了深入的互動交流。中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會秘書長劉勇最后做總結(jié)發(fā)言。會議由大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司研發(fā)經(jīng)理王曉麗主持。會后，與會代表參觀了全球領(lǐng)先的全釩液流電池儲能系統(tǒng)供應(yīng)商大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司。
中國儲能大講堂第四期—全釩液流電池專場與會嘉賓合影
主持人：大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司研發(fā)經(jīng)理王曉麗
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民在大講堂上做“全釩液流電池儲能技術(shù)及應(yīng)用”演講。張華民從技術(shù)背景、全釩液流電池結(jié)構(gòu)與特點、全釩液流電池儲能技術(shù)的應(yīng)用、全釩液流電池儲能技術(shù)的發(fā)展前景、全釩液流電池儲能技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化五方面進行解讀。張華民指出，普及可再生能源是全球?qū)崿F(xiàn)低碳能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，可再生能源正逐漸由輔助能源變?yōu)橹鲗?dǎo)能源。大規(guī)模儲能技術(shù)是國家的重大需求，而大規(guī)模儲能技術(shù)的基本要求是安全性、生命周期的性價比、生命周期的環(huán)境負(fù)荷（環(huán)境友好）。規(guī)模儲能由于系統(tǒng)功率和容量大，發(fā)生安全事故造成的危害和損失大，規(guī)模儲能技術(shù)的首要要求是安全可靠。
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民
全釩液流電池的原理是利用釩離子介態(tài)變化，實現(xiàn)電能儲存和釋放，特點是安全性好，儲能介質(zhì)為釩離子的稀硫酸水溶液，功率和容量可獨立設(shè)計，適應(yīng)性強，尤其適合大規(guī)模儲能。全釩液流電池充放電性能好，循環(huán)壽命長，可達15～20年。能量效率高達80%，可深度放電，循環(huán)次數(shù)>13000次。啟動和響應(yīng)速度快，無相變化，充、放電切換只需0.02秒。常溫封閉運行，電解液可半永久使用、性價比高。部件材料可循環(huán)利用、環(huán)境友好。但由于比能量低，不適合于動力電池，適用于儲能電站。全釩液流電池電解液性能衰減的原因是微量副反應(yīng)長期積累等引起的物質(zhì)失衡和介態(tài)失衡引起的，可通過在線或離線再生技術(shù)恢復(fù)，電解液可循環(huán)利用。全釩液流電池電極材料為碳塑復(fù)合材料，電池報廢后可以作為燃料燒掉，除二氧化碳外無環(huán)境污染物。
嘉賓互動交流
據(jù)張華民介紹，大連化物所和融科儲能全釩液流電池儲能技術(shù)研究團隊2000年開始液流電池技術(shù)的研究，歷經(jīng)10余年，技術(shù)不斷創(chuàng)新進步，2010年建立了產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺，成功實施了多項商業(yè)化應(yīng)用示范工程。2014年獲得中國科學(xué)院杰出科技成就獎，2015年獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎，獲得中國科學(xué)院“十二五”20項標(biāo)志性重大進展成果之一。近幾年來，實施了包括當(dāng)時全球最大規(guī)模的5MW/10MWh全釩液流電池儲能系統(tǒng)在內(nèi)的近30項應(yīng)用示范工程，在國內(nèi)外率先實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，液流電池儲能系統(tǒng)已成功進入德國商業(yè)化市場。
大連化物所和融科儲能在推動我國液流電池進入國際標(biāo)準(zhǔn)制定領(lǐng)域發(fā)揮了重要的影響力和話語權(quán)。應(yīng)歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織CEN&CENELEC邀請，張華民參與歐洲液流電池標(biāo)準(zhǔn)制定,多次參加歐洲液流電池標(biāo)準(zhǔn)化會議。并入選國際電器工業(yè)協(xié)會（IEC）TC105液流電池標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略研究專家組，IEC國際液流電池標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合工作組牽頭人。
清華大學(xué)王保國教授
清華大學(xué)王保國教授在本次大講堂上做“釩液流電池荷電狀態(tài)實時檢測方法研究”的演講中指出，“一次能源清潔、可再生，二次能源電力化”將成為我國能源發(fā)展的基本態(tài)勢。智慧電網(wǎng)、可再生能源發(fā)電、電動汽車等的大力發(fā)展將是大勢所趨，而這些領(lǐng)域的持續(xù)健康發(fā)展都離不開儲能產(chǎn)業(yè)這個核心支撐技術(shù)的發(fā)展。國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》，把先進儲能技術(shù)創(chuàng)新作為重要的一項任務(wù)確定下來，在其中又把100MW 級全釩液流電池儲能系統(tǒng)作為五大趨于成熟的儲能技術(shù)列入示范推廣范圍。全釩液流電池在安全與壽命方面具有突出優(yōu)勢，具有規(guī)模大、壽命長、成本低、效率高、安全可靠等優(yōu)點，在大規(guī)模儲能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
與會嘉賓茶歇交流
王保國教授對釩液流電池荷電狀態(tài)的定義及相關(guān)內(nèi)容進行了全面深入的闡述，對釩液流電池荷電狀態(tài)的實時檢測方法和實踐研究成果進行了詳盡的講解。王保國教授所在團隊在全釩液流電池材料與電堆技術(shù)領(lǐng)域已獲得18項專利，其中電解液技術(shù)專利3項，膜材料制備技術(shù)專利4項，電堆與控制專利11項。
王保國認(rèn)為，選擇電網(wǎng)級儲能技術(shù)“基本準(zhǔn)則”應(yīng)符合安全性原則、資源可持續(xù)發(fā)展原則、全生命周期的環(huán)境友好原則、社會經(jīng)濟效益原則。聚焦液流電池安全壽命是根本，發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)立足中國是正道。中國的市場足夠大，中國的全釩液流電池儲能系統(tǒng)已達世界級水平，在經(jīng)濟性上更是世界領(lǐng)先，在中國市場取得成熟的應(yīng)用經(jīng)驗后將有能力服務(wù)全球市場。
中國科學(xué)院金屬研究所嚴(yán)川偉研究員
中國科學(xué)院金屬研究所嚴(yán)川偉研究員在本次大講堂上做的“全釩液流電池溶液物理化學(xué)”演講中指出，全釩液流電池關(guān)鍵材料有隔膜、電極/雙極板、電解質(zhì)溶液，其中電解質(zhì)溶液是重要和關(guān)鍵所在，電解質(zhì)溶液有極復(fù)雜的體系，該沉淀時不沉淀，不該沉淀時反而沉淀，電化學(xué)行業(yè)“無?！?，是釩電池科研的最后戰(zhàn)場。電解質(zhì)溶液化學(xué)涉及幾乎所有的化學(xué)分支，包括分析化學(xué)、無機化學(xué)、物理化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)等。物理化學(xué)是電解質(zhì)溶液的關(guān)鍵，描述、影響和決定溶液的大部分性能，需要重視。電解質(zhì)溶液物理化學(xué)參數(shù)主要有：平衡濃度、電導(dǎo)率（內(nèi)阻）、密度（體積/容量）、粘度（傳質(zhì)/泵耗）、表面張力（電極潤濕）等。
嚴(yán)川偉對電解質(zhì)溶液物理化學(xué)主要參數(shù)的研究方法和結(jié)果進行了深入全面的分析。
嚴(yán)川偉認(rèn)為，全釩液流電池溶液物理化學(xué)需分三個層次進行。第一層次，對基本的物理化學(xué)數(shù)據(jù)進行測量，建立龐大的數(shù)據(jù)庫，揭示數(shù)據(jù)反映的規(guī)律。這需要大量的時間，耗時耗力，比較枯燥，在當(dāng)今社會環(huán)境下要沉下心來做。第二層次，發(fā)現(xiàn)性能對電池性能效率、利用率等影響規(guī)律，找到材料（隔膜等）的匹配特性，分析電解液與電極界面情況。第三層次，建立溶液物理化學(xué)理論體系，指導(dǎo)工程應(yīng)用模型與工具。
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會秘書長劉勇
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會秘書長劉勇在總結(jié)發(fā)言時表示，中國儲能大講堂很榮幸首次走進擁有“北方明珠”、“國際花園城市”、“中國環(huán)保模范城市”等美譽的大連。尤為重要的是大連有儲能首選技術(shù)之一的全球領(lǐng)先全釩液流電池儲能技術(shù)，有中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所這樣的儲能技術(shù)創(chuàng)新高地，有大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司這樣的優(yōu)秀儲能解決方案供應(yīng)商，還有政府大力支持、正在實施的全球最大200MW/800MWh全釩液流電池國家級示范項目。
劉勇表示，全釩液流電池儲能技術(shù)因其具有儲能規(guī)模大，適合于百千瓦到百兆瓦級應(yīng)用范圍，且該技術(shù)充放電切換應(yīng)答速度快，安全可靠，電池均勻性好，壽命周期性價比高，環(huán)境友好等突出優(yōu)勢，已成為海島、邊遠地區(qū)可再生能源發(fā)電、分布式供電及風(fēng)電場平滑輸出、計劃發(fā)電等重要領(lǐng)域的儲能應(yīng)用技術(shù)之一。
劉勇指出，我國已形成包括液流電池關(guān)鍵材料設(shè)計制造、電堆及電池儲能系統(tǒng)設(shè)計集成、儲能系統(tǒng)智能控制、工程應(yīng)用及運行管理、液流電池新體系在內(nèi)的完整自主知識產(chǎn)權(quán)體系。
劉勇表示，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會將繼續(xù)努力做好中國儲能大講堂的選題和組織實施工作。協(xié)會在專家委員會的大力支持下完成了國家儲能十三五規(guī)劃重大課題研究工作，下一步將重點圍繞國家政策推動、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、市場和人才創(chuàng)新四大方面積極開展工作，為加速推動我國儲能技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用做出應(yīng)有貢獻。
主講嘉賓介紹：
張華民：中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員
張華民，中科院大連化學(xué)物理研究所研究員，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任潔凈能源國家實驗室儲能技術(shù)研究部部長，大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司副總經(jīng)理兼總工程師。國家能源液流儲能電池技術(shù)重點實驗室主任。973項目液流電池基礎(chǔ)研究項目首席科學(xué)家，國家能源液流電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會主任委員，國際電工委員會TC105液流電池戰(zhàn)略專家組專家。主要從事液流電池、高比能量鋰電池和燃料電池關(guān)鍵材料、核心部件、系統(tǒng)設(shè)計集成及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的研究開發(fā)。主持了包括國家重點基礎(chǔ)研究計劃（973）國家高技術(shù)發(fā)展計劃（863）、科技部“863”重大專項、中國科學(xué)院知識創(chuàng)新重大項目和前沿部署項目等多項項目。在Nature，Energy & Environmental Science等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文260余篇。申報專利240余件，授權(quán)專利80余件，申報國際專利6件，鑒定和驗收成果10余項。主持制定燃料電池和液流電池標(biāo)準(zhǔn)10項；培養(yǎng)博士生、碩士生40余名。研究成果榮獲遼寧省技術(shù)發(fā)明一等獎2項，二等獎2項。
王保國：清華大學(xué)教授
王保國，分別于1987年、1993年在清華大學(xué)獲得化學(xué)工程學(xué)士、碩士學(xué)位，2000年在日本東京大學(xué)獲得工學(xué)博士學(xué)位。作為日本JST的外籍研究員，2001.7～2002.9在日本東京大學(xué)和清華大學(xué)從事燃料電池和高分子膜材料研究；2007.7～2008.8在美國哈佛大學(xué)進行微流控技術(shù)與材料制備研究。目前主要從事膜材料和電化學(xué)工程交叉領(lǐng)域工作; 研究大規(guī)模蓄電儲能的全釩液流電池裝備，開發(fā)鋅/空氣電池材料與技術(shù)，探索下一代電解水制氫過程；解明納米多孔膜受限空間內(nèi)離子遷移機理，揭示電化學(xué)體系中材料與性能間的構(gòu)效關(guān)系，發(fā)展能源轉(zhuǎn)化與儲能過程的材料、裝備與基礎(chǔ)理論。在國內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文300余篇，申報和授權(quán)專利26項。主講《膜分離技術(shù)原理》、《化工過程仿真》、《化工實驗（2）》課程；主持和承擔(dān)多項國家“863”、“973”和自然科學(xué)基金科學(xué)研究項目；兼任北京膜學(xué)會秘書長、《儲能科學(xué)與技術(shù)》編委會副主任、能源行業(yè)液流電池標(biāo)委會委員等職。
嚴(yán)川偉：中國科學(xué)院金屬研究所研究員
嚴(yán)川偉，1995年-1998年，在中國科學(xué)院金屬腐蝕與防護研究所（已并入現(xiàn)單位）做博士后研究，出站留所從事腐蝕電化學(xué)、電池材料及其儲能應(yīng)用技術(shù)研究至今?，F(xiàn)任中國化學(xué)會電化學(xué)委員會委員、能源行業(yè)液流電池標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會委員、中國腐蝕與防護學(xué)會常務(wù)理事、《儲能科學(xué)與技術(shù)》編委等職。在以釩電池為主的儲能電池技術(shù)研究中，發(fā)展了高濃度溶液技術(shù)、低成本的隔膜技術(shù)、雙極板技術(shù)以及電池的集成與應(yīng)用技術(shù)，籌建了遼寧省先進電池材料工程技術(shù)研究中心。作為負(fù)責(zé)人完成國家基金3項、973課題2項、863課題2項、省部課題多項，發(fā)表論文140余篇，獲專利權(quán)20余項。
