赵天寿:液流电池技术是新能源高质量发展的关键

12月30日,粤港澳大湾区(广东)首届绿色低碳产业发展合作交流大会在广州举行。会议由广东省发展和改革委员会指导,中国能源汽车传播集团主办。

图为:中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长 赵天寿 

中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿在会上发表了题为《突破储能技术,推动新能源高质量发展》的主旨演讲。

赵天寿指出,实现碳中和目标的关键在于能源转型,即用新能源替代化石能源。然而,风光电出力的随机性制约了其大规模并网,因此需要储能技术来平抑波动、平衡供需。他表示:“新型液流电池兼具安全性与扩容便捷性,循环寿命长,是一种前景广阔的长时储能技术,有望推动新能源高质量发展。”

赵天寿强调,随着风光电利用规模的扩大,如何应对其出力的随机性成为难点。储能技术能够将波动和不可控的能量转化为稳定、可控、按需释放的能量,从而平抑风光波动,平衡电网供需。储能技术将在未来新型电力系统的发电侧、电网侧和用户侧发挥重要作用,是建设高比例新能源供给消纳体系、实现供需平衡的关键。他特别指出,长时储能技术尤为重要:“随着风光电占比的提高,对储能的需求越来越大。去年新型储能装机容量增长了260%,预计今年将翻倍。尽管如此,电力供需仍然失衡,一方面存在弃风弃光现象,另一方面电力供应紧缺。这主要是因为当前配置的储能以中短时为主,缺乏像煤电那样的长时能量衔接技术。”

关于如何实现长时储能,赵天寿比较了三种现有技术:抽水蓄能、压缩空气蓄能和锂电蓄能。他表示:“将这三种技术结合起来,利用可流动的能量载体(如压缩空气和抽水蓄能)与电化学能量转换装置(如锂电),可以构建高效、选址灵活的长时储能体系,即流体电池。流体电池的能量载体包括氢气、甲醇、氨和电解液等。流体电池的优势在于功率和能量解耦,具有时长灵活、扩容方便、能量转换效率高、选址灵活等特点,是一种非常理想的长时储能技术。”

赵天寿特别分享了液流电池的应用前景:“液流电池的能量和功率是解耦的,能量储存在外部的电解液罐中,时长灵活,扩容方便。其电解液为水系,安全可靠,且循环寿命长,没有锂离子嵌入嵌出导致的力学破坏问题。液流电池的安全性、时长灵活性和长循环寿命使其在源侧、网侧和荷侧等不同应用场景中具有广泛的应用前景。”

他还提到,由于液流电池的显著优势,从国家到地方、企业都在加紧布局液流电池产业,抢占市场。赵天寿表示:“目前全钒液流电池优势明显,但成本较磷酸铁锂和锂电高。我们团队致力于通过提高电流密度来降低液流电池的成本。电流密度的提升意味着电堆材料需求的减少和电解液利用率的提高,从而降低成本。”

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