中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：當(dāng)我們的手機(jī)電量不足時(shí)，隨身攜帶的充電寶可以幫助消除“電量焦慮”。如果一座城市因特殊情況停電了，有可以用于城市電網(wǎng)的超級(jí)“充電寶”嗎？由位于大連市高新區(qū)的大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司（以下簡稱“融科儲(chǔ)能”）研發(fā)的釩液流電池所組成的大型儲(chǔ)能電站，就可以完成這一使命。
融科儲(chǔ)能是一家由大連融科儲(chǔ)能集團(tuán)股份有限公司（以下簡稱“融科集團(tuán)”）和中國科學(xué)院大連化物所合資成立的企業(yè)，主要從事釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)與儲(chǔ)能裝備銷售。面向可再生能源并網(wǎng)、電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行和高耗能企業(yè)綠色轉(zhuǎn)型三大目標(biāo)市場領(lǐng)域，公司累計(jì)項(xiàng)目規(guī)模超過380萬千瓦時(shí)（含在建）。
產(chǎn)研協(xié)同
今年年初，大連融科新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新及產(chǎn)業(yè)孵化平臺(tái)開始建設(shè)。該平臺(tái)將打造“技術(shù)研發(fā)—工程實(shí)證—產(chǎn)業(yè)孵化”全鏈條創(chuàng)新生態(tài)體系，引領(lǐng)新型儲(chǔ)能向高端化、多元化、綠色化高質(zhì)量發(fā)展。
“平臺(tái)依托中國科學(xué)院大連化物所與融科儲(chǔ)能多年來在儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)方面的積累，聚焦液流電池等儲(chǔ)能前沿領(lǐng)域，搭建起一座連通原始創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的橋梁。化物所將充分發(fā)揮自身在儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，為平臺(tái)提供全方位、多層次、全周期的技術(shù)支撐?！敝袊茖W(xué)院大連化物所副所長李先鋒說。
融科儲(chǔ)能與化物所的產(chǎn)學(xué)研協(xié)作發(fā)展由來已久。2005年，化物所成功研制出當(dāng)時(shí)國內(nèi)規(guī)模最大的10千瓦全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，邁出了全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的第一步。那時(shí)，從事高純釩化學(xué)品生產(chǎn)的大連博融新材料有限公司（融科集團(tuán)前身）看到了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)未來廣闊的發(fā)展前景，開始與化物所合作。2008年，融科儲(chǔ)能成立。2016年，融科儲(chǔ)能建成規(guī)模大、現(xiàn)代化程度高的釩液流電池核心材料及儲(chǔ)能裝備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化制造基地。
如今，隨著新能源產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，我國電力系統(tǒng)迎來更多挑戰(zhàn)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)已成為必然要求。新型儲(chǔ)能從安全高效、低碳清潔、柔性靈活、智慧融合等多個(gè)方面支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，成為新型電力系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。
“釩液流電池是通過釩離子的價(jià)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能存儲(chǔ)與釋放的新型儲(chǔ)能技術(shù)。與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比有諸多特色優(yōu)勢。比如，安全性高，無起火、爆炸風(fēng)險(xiǎn)；壽命較長，日歷壽命25年以上。同時(shí)，釩在電池里不會(huì)消耗，可實(shí)現(xiàn)無限循環(huán)使用，電池材料回收、處理較為簡單，生命周期內(nèi)環(huán)境負(fù)荷低?！比诳苾?chǔ)能總經(jīng)理王曉麗告訴記者，釩電池的技術(shù)特性決定了其適用于“大型新能源基地+儲(chǔ)能+特高壓”、規(guī)模化集中儲(chǔ)能等場景，可作為解決大規(guī)模新能源消納和保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行配建。
“要想推動(dòng)釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展，光靠企業(yè)或者光靠高?？蒲性核疾恍?，必須強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)‘1+1>2’的效果?！蓖鯐喳愓f，化物所有較強(qiáng)的基礎(chǔ)科研實(shí)力，側(cè)重上游的高性能、低成本關(guān)鍵材料核心技術(shù)研發(fā)；融科儲(chǔ)能則更側(cè)重下游的釩液流電池材料、電堆的批量化產(chǎn)業(yè)化以及大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和集成，并可為廣大客戶提供定制化的儲(chǔ)能解決方案。
持續(xù)創(chuàng)新
走進(jìn)融科儲(chǔ)能展示車間，紫、綠、藍(lán)、黃等顏色的釩電解液引人注目?！耙郧扳C主要應(yīng)用于鋼鐵合金領(lǐng)域，以提高鋼的防腐性和韌性。而我們應(yīng)用的釩則主要來自鋼鐵冶煉后產(chǎn)生的鋼渣?！比诳苾?chǔ)能總工程師劉宗浩說，生產(chǎn)釩電解液的原料來自釩鈦磁鐵礦，在煉鋼過程中，釩會(huì)富集到鋼渣中，再經(jīng)過處理，最終變成釩的初級(jí)產(chǎn)品。從釩的初級(jí)產(chǎn)品到系統(tǒng)控制集成，融科儲(chǔ)能一步步持續(xù)創(chuàng)新，不斷取得新突破。
隨著“雙碳”目標(biāo)的持續(xù)推進(jìn)，釩液流電池儲(chǔ)能迎來了巨大的發(fā)展機(jī)遇。王曉麗坦言：“我國正加快推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳轉(zhuǎn)型，持續(xù)不斷的研發(fā)創(chuàng)新讓我們有了在市場上廣泛應(yīng)用的底氣?！?/span>
釩液流電池儲(chǔ)能的快速發(fā)展，離不開釩電解液等關(guān)鍵材料以及電堆、系統(tǒng)集成與控制集成的持續(xù)創(chuàng)新。“公司通過研發(fā)創(chuàng)新，提升產(chǎn)品性價(jià)比，滿足市場需求。”王曉麗介紹，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)持續(xù)進(jìn)行配方開發(fā)，增大能量密度，提高釩的利用率，擴(kuò)大釩電解液的溫度窗口，用更寬的窗口降低輔助能耗。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，公司推進(jìn)流程優(yōu)化，減少中間環(huán)節(jié)，降低釩電解液的生產(chǎn)成本，增加規(guī)模效應(yīng)。在電堆創(chuàng)新方面，公司進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)升級(jí)，提高電堆的功率密度。
從釩材料到電解液、電堆研發(fā)和制造，再到整個(gè)系統(tǒng)的集成，融科儲(chǔ)能持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新。劉宗浩告訴記者，材料、電堆都是“部件”，而系統(tǒng)集成與控制集成更為關(guān)鍵。公司正不斷提高系統(tǒng)集成率，并積極建設(shè)全自動(dòng)化車間，提升智能化水平。
推廣應(yīng)用
5月28日，在新疆昌吉州吉木薩爾縣，吉木薩爾20萬千瓦/100萬千瓦時(shí)釩液流新型儲(chǔ)能項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電。該項(xiàng)目使用的儲(chǔ)能裝備就是由融科儲(chǔ)能供應(yīng)的。
“這些儲(chǔ)能裝備具有調(diào)峰調(diào)頻的作用，是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。”劉宗浩說，電力供應(yīng)有明顯的峰谷期，用電低谷時(shí)雖用電量下降，但發(fā)電廠并不會(huì)停工，會(huì)造成部分電力浪費(fèi)。這時(shí)儲(chǔ)能調(diào)峰電站就會(huì)收集余電，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來；在用電高峰時(shí)，將之前儲(chǔ)存于電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行放電釋放出來，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
“在特殊情況下，我們的釩液流電池儲(chǔ)能裝備可以為大連市一級(jí)負(fù)荷提供緊急供電?！蓖鯐喳惛嬖V記者。另外，在一些地方的城中村改造項(xiàng)目過程中，隨著用電負(fù)荷增加，如果原有的電力配套不能滿足需求，釩液流電池也可以有效延緩擴(kuò)容問題。
如果只是城市用電系統(tǒng)的線路斷了，而發(fā)電廠沒問題，全釩液流電池儲(chǔ)能裝備可以變?yōu)椤俺潆妼殹保坏绻l(fā)電廠停機(jī)，沒有發(fā)電源，就要輪到“黑啟動(dòng)電源”發(fā)揮作用。
黑啟動(dòng)，是一個(gè)電力學(xué)術(shù)語，是指整個(gè)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)幾乎全部停電，處于全“黑”狀態(tài)，不依賴別的網(wǎng)絡(luò)幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)，帶動(dòng)無自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的恢復(fù)?！耙坏┱麄€(gè)電網(wǎng)失電，由釩液流電池所組成的大型儲(chǔ)能電站可以立刻成為電網(wǎng)發(fā)電機(jī)‘黑啟動(dòng)電源’，它會(huì)啟動(dòng)鄰近的電廠來恢復(fù)整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。”王曉麗說。
“新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將延續(xù)快速發(fā)展態(tài)勢，在未來的電力系統(tǒng)中扮演不可或缺的重要角色?！比诳萍瘓F(tuán)董事長劉延輝說，“我國的釩儲(chǔ)量和產(chǎn)量均居世界首位，為釩液流電池儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展提供了資源優(yōu)勢。同時(shí)，經(jīng)過融科儲(chǔ)能及產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴的共同努力，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)端和產(chǎn)業(yè)端的完全自主可控。未來，釩液流電池儲(chǔ)能將成為新型電力系統(tǒng)關(guān)鍵基礎(chǔ)裝備，我們對(duì)此很有信心?！?/span>
