ABEC 2023 | 第10屆中國(guó)（深圳）電池新能源產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇現(xiàn)場(chǎng)
電池“達(dá)沃斯”-電池網(wǎng)12月5日訊（陳語(yǔ) 張倩 廣東深圳 圖文直播）12月4日-7日，全球電池行業(yè)盛會(huì)——ABEC 2023 | 第10屆中國(guó)（深圳）電池新能源產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇在廣東深圳舉行。本屆論壇由中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、電池“達(dá)沃斯”（ABEC）組委會(huì)主辦，電池網(wǎng)、海融網(wǎng)、我愛(ài)電車網(wǎng)、能源財(cái)經(jīng)網(wǎng)、電池百人會(huì)聯(lián)合主辦，來(lái)自全球電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈的“政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、服、用”各界600+嘉賓出席盛會(huì)，圍繞“競(jìng)爭(zhēng)or競(jìng)合 發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)突圍路徑與蛻變力量”這一主題，在交流與分享中，掀起頭腦風(fēng)暴，點(diǎn)亮思維，實(shí)現(xiàn)價(jià)值對(duì)話與精準(zhǔn)對(duì)接。
南方科技大學(xué)碳中和能源研究院院長(zhǎng)趙天壽
5日上午，南方科技大學(xué)碳中和能源研究院院長(zhǎng)趙天壽在論壇上作了題為《長(zhǎng)時(shí)電池儲(chǔ)能技術(shù)》的主題演講，分享了我國(guó)新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模、不同儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展前景、長(zhǎng)時(shí)電池儲(chǔ)能技術(shù)研究進(jìn)展，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點(diǎn)，以饗讀者：
“過(guò)去二十年來(lái)，能夠通過(guò)光伏和風(fēng)機(jī)，把太陽(yáng)能和風(fēng)能直接轉(zhuǎn)化為電力，這種轉(zhuǎn)化的技術(shù)目前來(lái)說(shuō)可以做到規(guī)模化、高效、低成本，但是同時(shí)面臨的問(wèn)題是要克服太陽(yáng)能和風(fēng)能的缺陷，即它是分散的、間歇的、不可控，這樣才能有效提高風(fēng)電和光電利用的水平。其中，最有效的方法是通過(guò)儲(chǔ)能，因?yàn)閮?chǔ)能可以平抑能量的波動(dòng)，提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)對(duì)新型能源消納的能力，助力電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。”趙天壽在論壇上表示，太陽(yáng)能和風(fēng)能分散、間歇、不可控，現(xiàn)有能源系統(tǒng)對(duì)風(fēng)光消納能力有限，不得不棄風(fēng)、棄光，亟需儲(chǔ)能增加消納能力。
新型儲(chǔ)能多元化發(fā)展
儲(chǔ)能可以提高電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)和對(duì)新能源的消納能力，助力電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型，將成為保障能源安全的核心技術(shù)之一，新型電力系統(tǒng)需要不同時(shí)長(zhǎng)的規(guī)模化、高安全儲(chǔ)能技術(shù)，尤為重要的是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。
儲(chǔ)能在新型電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)均發(fā)揮重要作用，例如可再生能源并網(wǎng)、提供尖峰負(fù)荷、避免供電間斷等發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能；緩解輸配電阻塞、降低輸配電增容成本、增強(qiáng)電網(wǎng)韌性等電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能；降低用電成本、提高用電質(zhì)量、作為備用電源等用戶側(cè)儲(chǔ)能。
趙天壽表示，“從戰(zhàn)略需求來(lái)說(shuō)，目前太陽(yáng)能和風(fēng)能在電力系統(tǒng)的占比是14%。到碳中和時(shí)代，2060年，新型電力系統(tǒng)需要把太陽(yáng)能和風(fēng)能的占比提高至70%以上。這意味著風(fēng)光的裝機(jī)容量會(huì)達(dá)到50億千瓦，這是非常大的量。大家都知道，隨著風(fēng)光電占比的增大，對(duì)電網(wǎng)沖擊的影響越來(lái)越大，儲(chǔ)能的配比隨之增大。如果按照20%-50%配儲(chǔ)能，儲(chǔ)能的裝機(jī)容量會(huì)達(dá)到10-20億千瓦，這已經(jīng)超出了目前煤發(fā)電的總量，行業(yè)年產(chǎn)值超過(guò)萬(wàn)億。”
趙天壽同時(shí)強(qiáng)調(diào)，新型電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)要求苛刻，包括高安全、規(guī)模化、低成本、高效率、長(zhǎng)壽命、選址靈活、無(wú)資源限制等。“另外，新型電力系統(tǒng)中的可再生能源，太陽(yáng)能和風(fēng)能占比將成為主導(dǎo)，這時(shí)候必須要重視長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的發(fā)展，以應(yīng)對(duì)氣候和天然氣帶來(lái)的電力間歇。”
什么是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能？趙天壽解釋說(shuō)，儲(chǔ)能裝備能夠維持在額定功率下釋能的時(shí)間長(zhǎng)度，通常要達(dá)到4小時(shí)以上甚至跨周圍、跨季節(jié)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，這樣才能保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
在目前的儲(chǔ)能技術(shù)中，趙天壽介紹，抽水蓄能、鋰離子電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能裝機(jī)快速增長(zhǎng)。
其中，抽水蓄能技術(shù)成熟可靠、全生命周期成本低，可長(zhǎng)時(shí)、大規(guī)模儲(chǔ)能。但是，抽水蓄能需要當(dāng)?shù)赝瑫r(shí)配有自然的資源，要有水、有山，這就給選址帶來(lái)一定困難。另外，抽水蓄能建設(shè)周期長(zhǎng)，而且需要環(huán)評(píng)的審批。過(guò)去十幾年我們國(guó)家在抽水蓄能領(lǐng)域發(fā)展非常快，但目前已經(jīng)有飽和的趨勢(shì)，進(jìn)一步選址是一個(gè)關(guān)鍵。
壓縮空氣儲(chǔ)能具有和抽水蓄能相似的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，規(guī)模大、儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)、壽命長(zhǎng)，但是效率有待進(jìn)一步提高。“它需要一個(gè)非常大的儲(chǔ)氣空間，這就給選址帶來(lái)一定困難，通常需要補(bǔ)燃提高整個(gè)循環(huán)效率。過(guò)去十幾年我們國(guó)家在這方面的發(fā)展也非常快，目前是推廣應(yīng)用的初期發(fā)展階段。”趙天壽補(bǔ)充道。
鋰離子電池儲(chǔ)能最大技術(shù)優(yōu)勢(shì)是能量密度高、響應(yīng)快，配置靈活，不受地域限制。但就儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，安全性是必須要關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。在大型儲(chǔ)能場(chǎng)景中，鋰電池成本、壽命都需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能缺口較大
“目前儲(chǔ)能的現(xiàn)狀是，過(guò)去十幾年來(lái)特別是最近幾年，裝機(jī)容量迅速提高，但是我們必須注意到，儲(chǔ)能利用率是非常低的，這里面原因很復(fù)雜，安全性是一個(gè)關(guān)鍵原因。”趙天壽介紹，“總體來(lái)說(shuō)，目前儲(chǔ)能裝置的技術(shù)，中短時(shí)相對(duì)比較成熟，當(dāng)然各有各的優(yōu)勢(shì)，各有各的局限。目前來(lái)說(shuō)最缺的是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是下一個(gè)階段必須重視的重要方向。”
電化學(xué)儲(chǔ)能如何像抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能一樣實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)？趙天壽分析稱，其中最關(guān)鍵的兩個(gè)要素，首先能量載體可以流動(dòng)，同時(shí)要有相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換裝置。
“現(xiàn)有的能量載體有氫氣、甲醇、氨等燃料以及電解液，相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換裝置有電解池、燃料電池、液流電池等等，這些電池有共同的結(jié)構(gòu)、共同的原理和共同的科學(xué)問(wèn)題，所以我們把它統(tǒng)稱為流體電池。”趙天壽認(rèn)為，流體電池儲(chǔ)能體系，例如燃料儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能，容量與功率解耦，具有儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)靈活、易規(guī)模化、無(wú)地域限制等優(yōu)勢(shì)，是較理想的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，有望滿足新型電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能的所有要求。
具體來(lái)看，在電化學(xué)流體電池中，氫燃料儲(chǔ)能無(wú)地域限制、能量密度高，可長(zhǎng)時(shí)、大規(guī)模儲(chǔ)能，但面臨成本高、儲(chǔ)氫運(yùn)氫難度大、安全風(fēng)險(xiǎn)、綜合效率低等挑戰(zhàn)。
液流電池儲(chǔ)能具有本征安全、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，適合長(zhǎng)時(shí)、大規(guī)模儲(chǔ)能，但同樣面臨系統(tǒng)成本高、能量密度低、功率密度低等技術(shù)挑戰(zhàn)。
“我過(guò)去十幾年來(lái)深入在各種流體電池的研發(fā)，特別是釩液流電池，目標(biāo)是通過(guò)技術(shù)的革新降低成本。目標(biāo)非常清楚，就是提高電堆的電流密度，電流密度的提高意味著功率密度的提高，功率密度的提高意味著電堆的建造成本降低，同時(shí)電堆在高的電流密度下運(yùn)行，就能提高電解液的利用率，也就是釩材料的利用率。所以，多年來(lái)我們一直在提高電堆的電流密度，我們的方法是學(xué)科交叉的方法，通過(guò)電化學(xué)和工程熱物理兩個(gè)學(xué)科交叉的方法，應(yīng)對(duì)流體電池方面的各個(gè)調(diào)整。”趙天壽分析稱，目前，不同體系液流電池技術(shù)逐步進(jìn)入示范階段，全釩體系成熟度高，可靠性高、壽命長(zhǎng)，發(fā)展前景廣闊，但面臨成本瓶頸。例如，電堆與電解液占全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成本80%以上。提升電池電流密度，提升電解液利用率是降低系統(tǒng)成本，推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
最后，趙天壽總結(jié)說(shuō)，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)需要促進(jìn)新型儲(chǔ)能多元化發(fā)展，支撐多能互補(bǔ)能源體系建設(shè)；長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)存在較大缺口，是儲(chǔ)能技術(shù)的重要發(fā)展方向；電化學(xué)流體電池易模塊化、時(shí)長(zhǎng)靈活、安全、無(wú)地理限制，適合于長(zhǎng)時(shí)、大規(guī)模儲(chǔ)能，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新突破儲(chǔ)能瓶頸，是搶抓產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)的關(guān)鍵。
（以上觀點(diǎn)根據(jù)論壇現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）
電池網(wǎng)微信
