2015年6月3日,由國家能源局指導,中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)與杜塞爾多夫展覽(上海)有限公司共同主辦的“儲能?chē)H峰會(huì )2015”在北京召開(kāi)。在儲能技術(shù)分論壇上,清華大學(xué)王保國教授發(fā)表題為《堅持四項基本準則 發(fā)展液流電池儲能技術(shù)》的演講,以下為演講內容。
清華大學(xué)教授 王保國:
堅持“四項基本準則”和我國整體能源結構調整、節能減排的國策相關(guān)。目前,我國在大力發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē),發(fā)展可再生能源,儲能的戰略意義在于一手拉動(dòng)電動(dòng)汽車(chē),一手拉動(dòng)能源發(fā)展。在2014-2025國家能源戰略中,明確提到了儲能?,F在儲能技術(shù)層出不窮,將來(lái)經(jīng)過(guò)激烈的市場(chǎng)競爭,必然會(huì )淘汰掉其中一部分,因此也希望在座的研究人員、投資方和企業(yè)能夠理性思考,不要走錯路。
在儲能技術(shù)發(fā)展方面,我們從專(zhuān)業(yè)層面上提出四項基本準則。
第一是安全性,要優(yōu)先選擇具有安全特征的技術(shù),比如水溶液就不容易著(zhù)火、爆炸。在這里我們并不是說(shuō)鈉硫電池不好,但鈉硫電池需要的條件比較苛刻。另外,也要避免使用可燃性氣體。第二,要堅持資源可持續原則。我們需要考慮電池消耗的資源是不是可以再利用?如果不能再利用,將來(lái)的價(jià)格將會(huì )無(wú)法控制。第三是環(huán)境友好?,F在環(huán)境法規越來(lái)越嚴格,我們在使用過(guò)程中不能只看一個(gè)產(chǎn)品,還要從原材料生產(chǎn)、制造、使用等整個(gè)生命周期來(lái)考量,是否符合環(huán)境要求。第四個(gè)原則是社會(huì )經(jīng)濟效益原則。企業(yè)的目的是要賺錢(qián),因此儲能技術(shù)一定要能夠創(chuàng )造價(jià)值。如果一種新研發(fā)的技術(shù)不能產(chǎn)生新的社會(huì )價(jià)值,就無(wú)法給社會(huì )創(chuàng )造新的財富。
綜合以上四項基本準則,目前真正能達到要求的儲能技術(shù)還很少。我們經(jīng)過(guò)多次比較,結合技術(shù)效益、規?;l(fā)展和成本效益等方面,最終用的最多的還是鉛蓄電池。
我們現在做了一些集中發(fā)電項目、規模電網(wǎng)體系、分布式發(fā)電等,要實(shí)現特定功能的時(shí)候,要符合科學(xué)原理來(lái)進(jìn)行設備匹配,以便在技術(shù)和經(jīng)濟兩方面都達到要求?,F在,儲能行業(yè)在國家創(chuàng )新領(lǐng)域講,主要是研究大規模儲能,比如壓縮空氣和抽水蓄能都屬于大規模儲能。
在四項基本準則指導思想下,清華大學(xué)從10年前開(kāi)始研究液流電池,到現在為止已經(jīng)發(fā)展了20多個(gè)體系。這些體系中的技術(shù)問(wèn)題,都是技術(shù)人員扎扎實(shí)實(shí)的研究出來(lái)的,包括電解液、隔膜、電極反應、放電技術(shù)等。
我們在原材料和技術(shù)方面不斷突破,目前液流電池已經(jīng)可以做到規模大、壽命長(cháng)、成本低,而且安全可靠。釩電池在壽命和安全性上有著(zhù)獨特優(yōu)勢,但是能量密度略有點(diǎn)低,在新能源車(chē)上用作電源不適合。
“十二五”期間,我們課題組在電解液、電堆裝備制造及運行監測方面取得了很大進(jìn)步。目前,我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了兩種不同規格的5千瓦電堆,由清華大學(xué)提供技術(shù),成都的一家公司實(shí)施操作,電堆的能源效率已經(jīng)超過(guò)了17%。
我們從2004-2005年左右開(kāi)始研究這種技術(shù),而且完全是基于中國制造和中國工業(yè)基礎上進(jìn)行相關(guān)研發(fā)。我們希望在性能上可以與國外進(jìn)行比拼,但性?xún)r(jià)比上要領(lǐng)先國際水平。
在工業(yè)規模制備膜方面,我們經(jīng)過(guò)長(cháng)期運行考驗,發(fā)現其能量效率基本上保持在80%,電流密度大約在80-110的區間內;另外,電解液我們使用了從釩萃取的工藝流程,可以形成每年110兆瓦時(shí)的儲能電解產(chǎn)能;我們現在開(kāi)發(fā)的15千瓦電堆,能量效率可以達到70%,而且通過(guò)改進(jìn)結構、提升材料性能,這一數據還可以提升。
現在,我國在釩電池方面的投資還不到一個(gè)億,而且參與的團隊也寥寥無(wú)幾,這也為釩電池的后續發(fā)展留下很多空間。我們希望通過(guò)研究可以形成獨立自主的知識產(chǎn)權,在關(guān)鍵材料和電堆技術(shù)、材料裝備和生產(chǎn)技術(shù)方面形成系列專(zhuān)題研究。
我們研發(fā)的一種隔膜拿到了2014年的中國專(zhuān)利優(yōu)秀獎。這項技術(shù)從2009年提出,已經(jīng)拿到了日內瓦國際發(fā)明博覽會(huì )的特別金獎,獲得了國際同行的認可。
我們課題組希望用四項基本準則來(lái)對儲能技術(shù)進(jìn)行考驗評價(jià),看哪些技術(shù)適合未來(lái)發(fā)展前景,減少社會(huì )投資和研究方面的浪費,讓儲能技術(shù)在進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí),取得一定的社會(huì )經(jīng)濟效益。
(電池中國網(wǎng)獨家稿件,如需轉載請注明出處)