中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：“水系硫基液流電池電解液成本僅為釩液流電池的1/20，容量成本可媲美鈉離子電池，相較于釩液流電池和鋰電池顯著降低，本征安全、低成本和高性能水系硫基液流電池非常適用于儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)超過(guò)4小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用?！?
全球范圍內(nèi)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求風(fēng)起，液流電池進(jìn)展不斷突破。7月29日，香港中華煤氣子公司港華智慧能源與易池新能（Luquos Energy）合作的首個(gè)應(yīng)用硫基液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的充電站配儲(chǔ)示范項(xiàng)目正式啟動(dòng)并網(wǎng)運(yùn)行。易池新能董事會(huì)主席暨首席科學(xué)家盧怡君教授帶來(lái)了液流電池中的“鯰魚”——水系硫基液流電池，該技術(shù)路線突破了鋰電池安全以及產(chǎn)業(yè)化最快的全釩液流電池成本等的核心難題。
當(dāng)天，易池新能（Luquos Energy）還正式發(fā)布了LEAPLUG 躍連硫基液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)也是首個(gè)用于示范項(xiàng)目的硫基液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。
據(jù)了解，該示范項(xiàng)目位于深圳沙井汽車充電站內(nèi)，容量規(guī)模20kWh，憑借液流電池的深放電特點(diǎn)，能為站內(nèi)三十個(gè)充電樁穩(wěn)定供電。該示范項(xiàng)目作為典型的用戶側(cè)儲(chǔ)能，兩充兩放，主要通過(guò)峰谷電價(jià)差套利策略，在用電高峰期間預(yù)計(jì)能夠節(jié)約高達(dá)70%的電費(fèi)支出，不僅有效的減少電網(wǎng)負(fù)荷，同時(shí)也大幅降低運(yùn)營(yíng)方的電費(fèi)成本。
硫基液流電池
打破成本、安全、經(jīng)濟(jì)不可能三角
在眾多電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中，液流電池因其獨(dú)特的高安全性和能量功率解耦等特點(diǎn)，被認(rèn)為是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)中極具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。作為一種本征安全、低成本和高性能液流電池，水系硫基液流電池在過(guò)去幾十年來(lái)市場(chǎng)上從未出現(xiàn)任何實(shí)用化規(guī)模。硫基液流電池發(fā)展面臨兩大難題：隔膜的選擇性和電池的能量效率。
“我們研發(fā)了電荷增強(qiáng)離子選擇性膜（CRIS膜），大幅提升硫基液流電池壽命。相較于市面上的商用離子選擇性膜，CRIS膜能夠顯著抑制硫的滲透，將電池壽命從數(shù)十個(gè)循環(huán)提升至數(shù)千個(gè)循環(huán)且性能無(wú)任何衰減。為了解決能量效率低下的問(wèn)題，我們受到生物體內(nèi)能量轉(zhuǎn)化機(jī)制的啟發(fā)，在電解液中創(chuàng)新性地加入了分子催化劑，它們?nèi)缤娮拥摹爝f員’，有效地提升了能量效率，增幅超過(guò)20%?！北R怡君教授表示，CRIS膜的突破，為硫基液流電池帶來(lái)了商業(yè)化的曙光。
如何打破能源領(lǐng)域成本、經(jīng)濟(jì)、安全不可能三角？盧怡君認(rèn)為，無(wú)論是從技術(shù)路線角度來(lái)看，還是商業(yè)化前景來(lái)看，硫基液流電池完全有可能。2020年，香港中文大學(xué)盧怡君教授及其博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立易池新能，專注于新型硫基液流電池技術(shù)的研發(fā)，致力于實(shí)現(xiàn)本征安全和低成本的儲(chǔ)能電池。團(tuán)隊(duì)在離子交換膜、電解液、催化劑等關(guān)鍵材料領(lǐng)域擁有超過(guò)十年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
盧怡君教授表示，經(jīng)過(guò)多年努力，易池新能已經(jīng)打造從材料到交付的全產(chǎn)業(yè)鏈自研技術(shù)，而此次示范項(xiàng)目的落地將開啟液流電池新的篇章。
應(yīng)用場(chǎng)景賦能，液流電池產(chǎn)業(yè)化加速
在“3060”雙碳目標(biāo)下，到2030年，我國(guó)計(jì)劃將非化石能源在一次能源消費(fèi)中的比重提升至約25%。其中，安全、低成本的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)在消納不穩(wěn)定的可再生能源方面起著至關(guān)重要的作用。
作為硫基液流電池產(chǎn)業(yè)化的全球“嘗鮮者”，易池新能成功將此項(xiàng)技術(shù)從研究推向市場(chǎng)化運(yùn)用。
據(jù)了解，易池新能是由香港中華煤氣有限公司主辦，國(guó)家電投集團(tuán)聯(lián)合主辦的首屆TERA-Award大賽銅獎(jiǎng)得主，從而獲得中華煤氣的戰(zhàn)略投資以及應(yīng)用場(chǎng)景賦能。
在發(fā)布會(huì)上，香港中華煤氣執(zhí)行董事暨首席投資總裁陳英龍?jiān)谥罗o時(shí)表示，作為首屆TERA-Award大賽的優(yōu)秀項(xiàng)目，Luquos Energy的硫基液流電池技術(shù)具有高性能、低成本且安全的特點(diǎn)。為了幫助Luquos Energy 的技術(shù)快速落地，除戰(zhàn)略投資外，中華煤氣開放應(yīng)用場(chǎng)景，在真實(shí)的場(chǎng)景中幫助它們進(jìn)一步驗(yàn)證技術(shù)的效能、經(jīng)濟(jì)性與可靠性。此次配儲(chǔ)示范項(xiàng)目正式并網(wǎng)運(yùn)行不僅體現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)多年來(lái)的不懈努力，也標(biāo)志著技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用道路上邁出了重要一步。香港中華煤氣作為L(zhǎng)uquos Energy的重要合作伙伴，將一如既往地提供全方位的支持。
據(jù)高工儲(chǔ)能了解，此次首個(gè)硫基液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)示范項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行，硫基液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了用戶側(cè)儲(chǔ)充場(chǎng)景的多充多放考驗(yàn)，標(biāo)志此技術(shù)路線產(chǎn)業(yè)化破冰、邁進(jìn)商業(yè)化進(jìn)程。
盧怡君教授也表示，在“雙碳”目標(biāo)下，風(fēng)電與光伏發(fā)電裝機(jī)容量的迅猛增長(zhǎng)為電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。易池新能致力于采用最安全、最經(jīng)濟(jì)的方式無(wú)憂地儲(chǔ)存全球風(fēng)能和太陽(yáng)能資源。該示范項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行標(biāo)志著易池新能的硫基液流電池技術(shù)已順利完成中試規(guī)模的技術(shù)驗(yàn)證，并步入產(chǎn)業(yè)化的快速通道。
據(jù)了解，易池新能計(jì)劃將在2027年構(gòu)建GW級(jí)工廠，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目示范，全面實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的規(guī)模化量產(chǎn)，以推動(dòng)液流電池儲(chǔ)能行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)“3060”雙碳目標(biāo)貢獻(xiàn)智慧和力量。
LEAPLUG 躍連儲(chǔ)能系統(tǒng)，開啟液流電池新時(shí)代
當(dāng)天，易池新能還重磅發(fā)布了應(yīng)用在示范項(xiàng)目上的LEAPLUG 躍連儲(chǔ)能系統(tǒng)。憑借全棧自研電解液、電堆、BMS、熱管理等，形成了全球首個(gè)硫基液流電池規(guī)?；?。以安全、低成本、環(huán)境友好為核心理念的LEAPLUG 躍連儲(chǔ)能系統(tǒng)未來(lái)將成為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)等重要儲(chǔ)能解決方案。
在發(fā)布會(huì)上，易池新能CEO王增越博士詳細(xì)介紹了LEAPLUG躍連硫基液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一組硫基液流電池及能源轉(zhuǎn)化系統(tǒng)組成，源自團(tuán)隊(duì)在2021年和2023年分別發(fā)表于《Nature Energy》的研究成果，其裝機(jī)成本和全壽命周期度電成本均低于鋰電池的50%，使用壽命有望實(shí)現(xiàn)超過(guò)15年，展現(xiàn)了顯著的成本效益優(yōu)勢(shì)。
一方面，近年來(lái)，鋰離子電池在儲(chǔ)能市場(chǎng)的占比高達(dá)95%，但其頻繁的起火爆炸事故使得儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性成為用戶和政府監(jiān)管部門高度關(guān)注的問(wèn)題。
另一方面，當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程最快的釩液流電池技術(shù)由于使用釩元素作為原材料導(dǎo)致成本較高，以及電解液具有強(qiáng)酸性和毒性的問(wèn)題，限制了其廣泛應(yīng)用。
基于鋰電池的安全瓶頸及全釩液流電池的的原材料卡脖子難題，硫基液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本及安全優(yōu)勢(shì)凸顯。
王增越博士介紹道：“LEAPLUG躍連儲(chǔ)能系統(tǒng)以硫元素為活性物質(zhì)，具備低成本和高容量的雙重優(yōu)勢(shì)，相較于傳統(tǒng)釩液流電池，LEAPLUG躍連儲(chǔ)能系統(tǒng)電解液成本大幅減低，無(wú)毒且對(duì)環(huán)境友好。同時(shí)，該系統(tǒng)使用最新研發(fā)的CRIS膜，能源效率和使用壽命大幅提升。在未來(lái)需要大量電池容量的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用中，該系統(tǒng)不僅在安全性上，也在經(jīng)濟(jì)性上有望超越目前市面上包括鋰電池在內(nèi)的電化學(xué)儲(chǔ)能?！?
