近年来,我国储能装机规模始终处于快速增长阶段,在全球"绿色经济"大潮下,可再生能源配储的呼声也大力提振了储能市场。液流电池作为电化学储能中的一种,因其大容量、高安全性等优势而备受行业关注。其中,全钒液流电池因其良好电池性能更加受到研究者青睐。据了解,全钒液流电池因其水基储能介质而拥有更高的安全性能,同时,全钒液流电池在循环次数寿命、全生命周期度电成本、资源可持续性以及资源可回收特性等关键性能指标方面具有明显竞争优势。多年以来,国内外研究人员始终在推动这一新兴电池技术降本路径。
高功率密度电池电堆设计创新是重要的降本突破口。低碳院最新研究成果显示,针对全钒液流电池电堆设计进行创新,能够有效提高电池功率密度。低碳院也凭借此次成果获得中国国际储能大会组委会"2020年度中国储能产业最佳前沿储能技术创新奖"。低碳院最新研发的全钒液流电池,相较于常规全钒液流电池,其储能电堆功率密度和电池能量效率都有显著提升,此外成本也下降约30%左右,低碳院此技术有着明显的性价比优势。
在电池技术不断迭代更新、成本不断下降的情况下,业内专家普遍认为,全钒液流电池已经具备商业化开发条件。目前全钒液流电池是最成熟的液流电池,考虑到液流电池本身优势,全钒液流电池是满足大规模储能产业化要求较为理想的技术,其技术性能与成本也已达到可规模化发展的水平。
全钒液流电池因其独特优点,使其在许多领域有着广泛的应用:
1、风力发电市场
风力发电机需要配备功率大约相当于其功率1%的铅酸电池用于紧急情况时风机保护风叶用,另外每一台风机还需要配备功率大约相当于其功率10%~50%的动态储能电池。对于风机离网发电,则需要更大比例的动态储能电池,拥有众多杰出优点的钒电池完全可以取代现有的铅酸电池,进而构建风电场的动态能源储存系统。
2、光伏发电
顾名思义,光伏发电需要太阳光,一旦到了晚上和阴雨天就发不了电,因而需要储能电池为其储存电力,由于现有的铅酸电池功率、容量和寿命均非常有限,相信集众多杰出优点于一身的钒电池将作为光伏发电储能电池的首选。
3、电网调峰
电网调峰的主要手段一直是抽水蓄能电站,由于抽水蓄能电站需建上、下两个水库,受地理条件限制较大,在平原地区不容易建设,而且占地面积大,维护成本高。钒电池储能电站不受地理条件限制,选址自由,占地少,维护成本低。可以预期,随着钒电池技术的发展,钒电池储能电站将逐步取代抽水蓄能电站,在电网调峰中发挥重要的作用。
4、电动汽车电源
钒电池由于自身的独特结构,充电接受能力强,适应快速大电流充电及大电流深度放电,比功率大,比能量高,适合于作电动汽车的动力电源,也可以解决汽车尾气排放而造成的空气污染问题。钒电池作为汽车驱动力的优点是能够实现“瞬间充电”(直接更换或补充电解液)。
5、不间断电源和应急电源
作为UPS可用于办公大楼、剧院、医院等应急照明场所,也可用作计算机以及一些军事设备的备用电源。
6、供电系统
海岛、偏远地区等地区建设常规电站或建设架设输电线路造价高昂,使用钒电池并配以太阳能、风能等发电装置,可保障这些地区的稳定电力供应。另外钒电池还可以作为邮电通讯、铁路发送信号、无线电传播站等供电系统。
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