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液流电池发展现状全解及未来前瞻

2014-10-28 09:59
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  主导国际标准 赢得市场先机

  所谓产业发展、标准先行,中科院大连化学物理研究所研究员张华民充分认识到标准的重要性,在引领国内外液流电池技术发展的同时,也积极推进国内外液流电池技术的标准化。早在2009年初,张华民与电器工业协会联合,开始筹备液流电池标准化技术委员会。到2012年,国家能源局正式批准成立能源行业液流电池标准化技术委员会(编号NEA/TC 23),现已制定了全钒液流电池术语、关键材料测试方法及电池系统通用技术条件等4项国家及行业标准并发布实施,为我国液流电池研发单位及生产厂商提供了统一的检测评价标准,规范液流电池市场。2013年初,经多次努力,推动国际电工委员会(IEC)成立了液流电池工作组,并提议启动液流电池术语、通用技术条件和安全三项行业急需的基础标准的制定。

  2014年4月,IEC讨论决定由张华民作为负责人代表中国牵头制定IEC 62932-2-1Flow Battery Systems for Stationary Applications- Part 2-1: Performance General Requirements & Methods of Test (《固定式领域用液流电池 第2-1部分:性能一般要求及试验方法》)。该标准编制过程中,多次与行业内企业、用户、科研院所研究和讨论,充分采用了我国液流电池技术先进的研究成果,结合了我国液流电池技术试验研究数据和应用经验。同时,充分融合了我国已经发布的行业标准《NB/T 42040-2014全钒液流电池 通用技术条件》内容。一方面保证了国际标准与国内标准的一致性,减少未来国际标准转化过程的技术差异;另一方面,通过引导国际标准方向,降低未来的国际贸易壁垒风险,为我国参与国际储能竞争赢得先机。该国际标准是国际首项囊括液流电池技术和质量指标的标准,是目前液流电池商业化交易过程中唯一的参考标准,填补了国际液流电池标准的空白,是开拓液流电池国际标准化工作的重要里程碑。该标准的成功实施对促进国内外液流电池的产业化进程,推动新能源、节能环保产业发展发挥重要作用。

  随着经济全球化的不断深入,标准竞争已成为继产品竞争、品牌竞争之后市场竞争的重要形式,标准化已成为促进产业发展、推动对外贸易、规范市场秩序的重要措施。把我国液流电池技术领先的优势扩大到产业层面,极大地提升了中国在国际液流电池标准领域的话语权与核心竞争力。占领液流电池领域国际标准和市场制高点具有重要意义。

  张华民作为项目负责人牵头国际液流电池首批标准制定,图为IEC 标准专家合影

  未来——技术提升、成本降低、政策引导是关键

  液流电池储能产业的广阔前景是毋庸置疑的,但目前要实现产业化仍然任重道远,面临着技术、成本、市场、政策等多方面的挑战。正如2013年习近平总书记在大连考察融科储能液流电池项目时指出:“储能是个重大课题。”

  能量密度偏低、可靠性和稳定性有待提升、成本尚不能满足市场要求,这些对液流电池技术开发提出了进一步要求。以突破制约液流储能电池普及应用的关键科学问题和工程技术基础问题为目的,科技部在2010年启动了“大规模高效液流电池储能技术的基础研究”项目。项目由中科院大连化学物理研究所牵头,集合了包括清华大学、中南大学、华中科技大学等的大学研究团队,又有金属研究所等中国科学院的研究单位和解放军防化研究院的总装备部的研究机构,还有以大规模高效液流储能电池产业化为主的大连融科储能技术发展有限公司和液流电池储能技术的潜在用户——国家电网下属的中国电力科学研究院。研究团队历时近5年的协同攻关,在深入研究的基础上,在液流电池反应机理和调控机制、材料的构效关系、材料的组分设计与制备方法等科学基础理论方面取得重大突破;形成高性能、低成本液流储能电池关键材料的规模制备工艺;提出了大功率、高效、高比功率液流储能电池系统的实现方法;建立了发电、储电、电能变换、用电多体系的系统耦合和综合能量管理控制策略的理论体系和方法;获得一批具有自主知识产权的原始创新成果,培养和造就一批液流电池储能技术的学术带头人和高素质研究人才团队;提高我国在大规模高效液流电池储能技术领域的科学研究水平和技术创新能力。可以说,我国目前液流电池的国际领先态势得益于“973”项目及时部署与高质量实施。进一步地针对液流电池可靠性提高、成本降低的工程化技术开发与应用示范项目的开展,对推进液流电池产业化尤为重要。另外,液流电池储能是随着新能源发展、智能电网建设应运而生的一个新兴行业,市场认知度低、产业链不完整,形成了一定市场开拓风险。并且,储能带给用户的是综合效益,很多往往难以量化,在一定程度上制约了用户认同并使用液流电池。各国储能应用的商业化市场和经济运行模式还不具备。需要从整个电力系统综合考虑,形成并实施可再生能源发电峰谷电价、储能电价,利用价格杠杆推动优化电力系统运行模式的调整,使得电力系统中发、输、储、用各环节协调运行,从而充分体现储能所产生的巨大经济效益和社会效益。在满足储能建设和运行成本的基础上,进一步形成对储能行业的激励环境,大力推进以技术验证和商业模式探索为目的的各类储能示范应用项目,促进储能产业的健康、蓬勃发展。

  新能源的发展为储能开辟了广阔的应用市场。液流电池因其特有的技术优势已成为储能领域的中坚力量。但对于仍处于“黎明前的黑暗”之中的液流电池企业和研究机构来说,需要持续加强技术开发,提高产品性能和质量,降低成本,练好内功。另外,加强政策引导,建立储能行业激励机制,是刺激储能产业快速发展的外部推手。

  今年6月,在中央财经领导小组会议上,习近平总书记强调,面对能源供需格局新变化、国际能源发展新趋势,保障国家能源安全,必须推动能源生产和消费革命,并就推动能源生产和消费革命提出五点要求,要求抑制不合理能源消费,推动能源供给革命,建立多元供应体系,立足国内多元供应保安全。这无疑给包括储能在内的整个能源界打了一剂强心针,也使得越来越多的人确信,储能产业的前景日益明朗。相信,液流电池的明天会更美好。

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