赵天寿：液流电池是理想长时储能技术
转自：中国能源报
9月10日，由山西省能源局、中国能源报、中国大唐集团联合主办的“2024新能源与电力市场创新发展大会暨第十四届全球新能源企业500强论坛”在山西太原召开。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围绕“突破长时储能技术，推动新能源高质量发展”作主旨演讲。
以下为发言内容整理
目前我国能源结构中太阳能和风能占比约5%，想要真正实现2060年碳中和目标，太阳能和风能占比需要达到60%以上。整体而言，挑战很大。太阳能、风能具有间歇性，不稳定、不可控等特点，需要储能技术作为支撑。
长时储能是储能技术的重要发展方向，其在发电侧、电网侧以及用户侧均可发挥重要作用。在电源侧，当前政策要求，可再生能源并网需配置2—4小时储能，但随着风光电占比到达一定高度，特别是成为电力系统主导电源时，为了避免供电中断，理想储能时长应覆盖风光间歇周期——超过10小时，以保证电力安全供应；在电网侧，为风光电外送，我国已建成多条跨区域输电通道，但因发电侧功率波动、供需不匹配等原因，跨区域输电功率存在低谷期（大于6小时），需要储能时长超过低谷期的技术，以削峰填谷，提高电网利用率及输电能力；在用户侧，长时储能的主要作用是降低用电成本，工商业低谷与峰段时长通常超过6小时，工商业用户为降低用电成本需要配置超过6小时的储能项目。
理想储能技术应满足3大要求：安全可靠、经济可行、资源可及。安全是储能系统最基本的要求，经济可行才能让储能技术被社会接受。同时，在不受到太多自然条件、地理环境等因素局限的情况下，建设储能项目，才能实现规模化应用。
当前市场中抽水蓄能、压缩空气储能、锂电储能三大储能技术装机快速增长，抽水蓄能的能量载体是可流动的水，时长灵活，效率高、寿命长，能量和功率解耦，但技术受地域限制和气候影响；压缩空气的能量载体是空气，也可以流动，其储能时长取决于储气空间的大小，容量和功率解耦，但转换效率较低，同样受地域条件限制；锂离子电池能量密度高、能量转换效率高，但其能量载体为固态，不可流动，其容量和功率强相关，电站扩容时功率发生变化会进而带来其他安全问题和成本变化。
流体电池储能体系，如燃料电池、液流电池等，能量载体可流动，能量与功率解耦，具有储能时长灵活、扩容容易且选址方便特点，是理想的长时储能技术。
作为流体电池中的一种，液流电池水系电解液具有本征安全，时长与规模配置灵活等优势，适用于电源侧、电网侧、用户侧，也可布置在建筑内。过去十几年，我国液流电池产业发展迅速，其中全钒液流电池市场成熟度最高，但也面临着成本瓶颈。行业一直致力于提高电流密度和电解液利用率，我们通过电化学和工程热物理两个学科交叉的方法，使关键部件以及系统设计有所突破，新型液流电池电堆额定电流密度达400mA/cm²，有效降低全生命周期度电成本。
整体而言，实现“双碳”目标需要大规模、高安全，不同时长的储能技术。新型液流电池技术突破性能瓶颈，实现技术成本下降，为液流电池产业快速发展奠定了基础。
文丨本报记者卢奇秀/整理