液流电池储能技术
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背景及意义
核心技术
前景分析
应用场景
项目案例
背景及意义
在新发展理念的引领下,我国能源绿色低碳转型的步伐不断加快,风能、太阳能等新能源在能源体系中的占比不断提升,但随着可再生能源装机规模和利用率不断提升,新能源的波动性、间歇性等技术缺陷日趋凸显,由此产生的电力消纳难、外送难、调峰难等问题严重制约了行业的可持续发展。
在这一背景下,作为解决这些难题的有效手段之一,新型储能以建设周期短、选址简单灵活、暂态调节能力强,为解决我国电力系统的稳定与平衡问题发挥了积极作用,不仅成为应对新能源大规模并网和消纳的重要手段,而且成为我国构建新型电力系统不可或缺的关键基础设施,更是推进实现碳达峰、碳中和目标,抢占国际战略新高地的重要支撑。
“十四五”是加快构建新型电力系统、推动实现碳达峰目标的关键时期。储能是构建以新能源为主体的电力系统的重要组成部分,而液流电池储能技术是安全长时大规模电化学储能电站建设的优选。液流电池等新型储能的发展不仅可促进新能源大规模、高质量发展,助力实现“双碳”目标,同时,作为技术含量高、增长潜力大的全新产业,还有望成为新的经济增长点。
核心技术
核心技术
全钒液流电池储能领域的核心技术主要包括:
1、全钒液流电池储能系统集成设计;
2、全钒液流电池能量管理及控制系统研发;
3、全氟离子膜研发及工业化生产。
核心产品1:全氟离子膜
采用溶液铸膜法和成膜一体化技术相结合的生产工艺生产的全氟离子膜,具有拉伸强度高、各向同性、电导率高、化学性能好等突出优势,可以广泛应用于钒液流电池、铁铬液流电池、电解水制氢等领域。质子膜在电解水制氢方面性能优于美国进口膜,实现了全氟磺酸膜和质子膜工业化生产的重大突破以及国产化替代。
核心产品2:全钒液流电池及储能系统
全钒液流电池是一种以钒为活性物质,呈循环流动的液体氧化还原电池。钒电池的电能以化学能的方式存储在不同价态的钒离子电解液中,并采用离子交换膜作为电池组的隔膜,通过双电极板收集和传导电流,从而使储存在溶液中的化学能转换成电能。 全钒液流电池及储能系统因其具有安全、长寿命、环保、不衰减、功率容量独立、全寿命周期成本低等优势,可广泛应用于新能源发电并网、电网侧储能、用户侧储能等领域。
核心产品3:膜电极
膜电极是离子交换膜燃料电池发生电化学反应的场所,是离子交换膜燃料电池的“芯片”,是保证电化学反应能高效进行的核心,主要分为传感器膜电极、发电膜电极、高清除湿膜电极、电解质氢膜电极、MEA膜电极等。
前景分析
据IRENA研究分析,2020年储能市值达到140亿美元。彭博新能源也预计到2025年,全球储能市场将吸引1030亿美元投资,支持技术研发应用和产业规模扩大,液流电池市场占有率20%-30%。
按照2030年新型储能20%左右的装机占比测算,2030年仅国内全钒液流电池新增装机规模有望达到55GW/220GWh,市场规模约六千亿元;若占比30%,则全钒液流电池将有万亿市场规模,全氟离子膜将有百亿市场规模。
数据来源:中国储能分会,CNESA
应用场景
国家发改委发布《“十四五”现代能源体系规划》的通知中明确指出,要拓宽储能应用场景,推动电化学储能、梯级电站储能、压缩空气储能、飞轮储能等技术多元化应用。液流电池储能技术是安全长时大规模电化学储能电站建设的优选,全钒液流电池作为液流电池中商业化程度最高的技术路径,基于其安全、环保、大容量和长寿命等技术特性得到了市场的充分肯定和认可,同时全钒液流电池作为电化学储能技术也被高度关注,可广泛应用于新能源发电并网、电网侧储能、用户侧储能等领域。
全钒液流电池系统应用场景如下:
发电侧:
1、调峰调频
2、平滑风光输出功率
3、跟踪计划出力
4、本地消纳,减少弃风弃光
5、有功控制和无功补偿
输电侧:
1、延缓输电设备投资
2、改善电能质量,提高系统可靠性
3、维护输电网电压穏定性
配电侧:
1、缓解高峰负荷需求,延缓网络升级扩容
2、应对故障情况,保证供电穏定
用电侧:
1、辅助分布式电源的接入
2、应对峰值负荷需求,峰谷套利
3、电能质量调节与改善,充当UPS/EPS电源
项目案例



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