液流電池儲(chǔ)能技術(shù)——讓能源“存取”更自如

為了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，清潔可再生能源的使用比例不斷提高，其中以風(fēng)電、光電為代表。由于這類可再生能源的發(fā)電具有波動(dòng)性，對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行與能源持續(xù)供應(yīng)有一定的挑戰(zhàn)。為此，人們開(kāi)始尋求電池儲(chǔ)能技術(shù)的幫助。

液流電池是一種高效大規(guī)模儲(chǔ)能電池，可以有效地幫助電網(wǎng)進(jìn)行流量調(diào)節(jié)。目前，液流電池已經(jīng)形成了多種類型和體系，其中最主要的有全釩液流電池、多硫化鈉—溴液流電池、鋰離子液流電池、鐵—鉻液流電池、鋅—溴液流電池、鋅—鈰液流電池以及鋅—鎳液流電池等多種體系。

液流電池單體主要由正負(fù)電極、隔膜、集流體、外部?jī)?chǔ)液罐、密封圈、推送泵以及連接管道等構(gòu)成。這些部分在反應(yīng)過(guò)程中各司其職，隔膜主要用來(lái)隔絕兩側(cè)正負(fù)極活性物質(zhì)和傳導(dǎo)離子；外部?jī)?chǔ)液罐主要存儲(chǔ)正負(fù)極活性物質(zhì)；推送泵主要用于將存儲(chǔ)于外部?jī)?chǔ)液罐中的正負(fù)極活性物質(zhì)推送到電池中進(jìn)行反應(yīng)。

大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站已經(jīng)正式并網(wǎng)發(fā)電。該電站總建設(shè)規(guī)模200兆瓦/800兆瓦時(shí)，最多可存放40萬(wàn)度電，按每日人均用電2度左右計(jì)算，可滿足20萬(wàn)居民一天的用電需求。在其幫助下，能源的存取可以有所“中轉(zhuǎn)”，用電低谷時(shí)，它可以利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源給自己充電；用電高峰時(shí)，它又可以將儲(chǔ)存于電池中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行放電。電網(wǎng)起到了“削峰填谷”的作用，有效解決了清潔能源的波動(dòng)性弊端，因此有人形象地將其稱作城市的“電力銀行”。另外，它也能配合火電、核電等，提供調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)，從而靈活機(jī)動(dòng)發(fā)揮電站存儲(chǔ)、釋放電力的能力。

全釩液流電池是指電池正、負(fù)極電解液為不同價(jià)態(tài)的釩離子在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)電池的充放電過(guò)程。由于全釩液流電池正極和負(fù)極為釩離子不同價(jià)態(tài)，有效地解決了液流電池在充放電過(guò)程中由于正負(fù)極不同，離子穿過(guò)隔膜交叉污染而導(dǎo)致的電池壽命下降的問(wèn)題。

安全性好是全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)最為突出的特點(diǎn)。全釩液流電池儲(chǔ)能通過(guò)釩的電解液儲(chǔ)存能量，正常工作溫度在20℃~40℃之間，即使在能量全部釋放前提下，整個(gè)系統(tǒng)最高溫度不會(huì)超過(guò)70℃，溫度能夠得到有效控制。

同時(shí)，全釩液流電池在全生命周期內(nèi)容量不衰減，對(duì)環(huán)境的影響比較小。即使在生命周期結(jié)束后，依舊可以繼續(xù)利用。當(dāng)項(xiàng)目生命周期結(jié)束后，全釩液流電池仍存在剩余價(jià)值，占整個(gè)電站建設(shè)成本的30%~40%，有一定的投資收益優(yōu)勢(shì)。

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