構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是保證能源安全，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要一環(huán)。在遼寧大連，自主研發(fā)全球領(lǐng)先的“全釩液流電池儲能”技術(shù)落地生根，不僅給城市加裝了巨型“充電寶”，也給當(dāng)?shù)毓I(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供了新動能。
全釩液流儲能 讓城市有了綠色"充電寶"
走進(jìn)遼寧大連的融科儲能全釩液流電池生產(chǎn)基地，首先看到的是一排排集裝箱整裝待發(fā)。這些即將運(yùn)往各地的集裝箱，并不是普通運(yùn)貨用的集裝箱，而是一個個全釩液流電池模塊。一個裝的是電池電堆，另一個裝是釩電解液，把兩個集裝箱上下摞在一起，就組成了一個綠色儲能電站，這里面可以一次性儲存3000度的“風(fēng)光電”，如果按一個家庭每月用200度電計算，它可以為一個家庭提供15個月的用電量。與常見的鋰離子電池、鉛酸電池等不同，全釩液流電池不僅安全性高，循環(huán)使用壽命長，對環(huán)境也更加友好。
大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司總經(jīng)理 王曉麗：這個技術(shù)安全性非常好，因為它不存在爆炸起火燃燒的風(fēng)險，第二壽命非常長，可以達(dá)到25年的日歷壽命，那么另外一個從資源角度，它可以循環(huán)利用。
風(fēng)電、光電是來自大自然的綠色能源，但穩(wěn)定性較差。如何把“風(fēng)光”能源儲存起來，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的首要問題。這樣的電池可以在零下35攝氏度的極寒天氣下正常運(yùn)行，也可以在零上50攝氏度高溫下安全輸電。無論環(huán)境多么惡劣的風(fēng)光電站，有了這種集裝箱式的“充電寶”，就可以大大減少風(fēng)光電峰值時的浪費(fèi)，提高并網(wǎng)發(fā)電的效率。
這些集裝箱式的“充電寶”還能相互連接，形成更大規(guī)模的城市儲能電站。在大連液流電池儲能調(diào)峰電站，記者看到一個個更大的集裝箱整齊碼放，在一層兩個足球場大小的面積上，有700多個釩液罐整齊排列，第二層則是集成度更高的釩電池組。這個國家能源局批準(zhǔn)建設(shè)的首個國家級大型化學(xué)儲能示范項目，在去年5月實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，10月底實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷充放電，最多可存放40萬度電。以我國居民每日人均用電2度計算，該電站可供20萬居民一天的用電需求。如此這么多的設(shè)備，最少只需3個人就可以完成整個儲能電站的監(jiān)視和操作。
大連恒流儲能電站總經(jīng)理 宮繼禹：我們可以更大程度地去調(diào)節(jié)整個電網(wǎng)的靈活性，在用電低谷的時候，我們可以盡量多充電，在用電高峰的時候，我們可以去承擔(dān)電網(wǎng)發(fā)電的這部分任務(wù)，我們盡量多去對外輸出電能，來保證我們整個電網(wǎng)的一個平穩(wěn)運(yùn)行。
眼下，北方正陸續(xù)進(jìn)入冬季供暖期，這樣的巨型綠色“充電寶”，不僅能保證城市電網(wǎng)的平穩(wěn)，還能在城市遇到極端災(zāi)害斷電時，提供電力輸出，保障城市快速恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
大連恒流儲能電站總經(jīng)理 宮繼禹：作為一個儲能電站，首先我們可以為城市中比較重要的一些負(fù)荷，比方說政府、醫(yī)院、應(yīng)急部門救援設(shè)施提供緊急的供電，同時我們也可以用儲能電站來啟動電網(wǎng)中其他的電廠，從而快速地恢復(fù)整個電網(wǎng)的供電。
自主創(chuàng)新 讓煉鋼渣不同“釩”響
要發(fā)展“全釩液流電池”綠色儲能，釩礦資源是首要條件?？碧綌?shù)據(jù)顯示，我國釩礦儲量居世界第一，占全球總產(chǎn)量的47%以上。但在之前，我國對釩的利用，大多用在鋼鐵冶煉中。而現(xiàn)在，煉鋼的副產(chǎn)品有了新的“釩”響，全釩液已成為儲存能源家族的新成員。
總臺記者 賈鐵生：現(xiàn)在我們看到這些一包包黃色的粉末，是生產(chǎn)釩電解液的原材料，大家可能要問這些是釩礦砂嗎，在這我要告訴你，這并不是釩礦砂，而是煉鋼過程中的副產(chǎn)品，它的含釩量可以達(dá)到90%以上。
在大連融科儲能集團(tuán)釩電解液生產(chǎn)基地，企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴記者，這里用的釩主要來自鋼鐵冶煉后產(chǎn)生的鋼渣。
大連融科儲能集團(tuán)股份有限公司總經(jīng)理 郝玥：我們生產(chǎn)釩電解液的原料的來源是釩鈦磁鐵礦，在煉鋼的過程當(dāng)中，釩會富集到鋼渣當(dāng)中，鋼渣再經(jīng)過處理，最終變成釩的初級產(chǎn)品，那么釩的初級產(chǎn)品進(jìn)入到我們化學(xué)和電化學(xué)的處理裝置當(dāng)中，最終變成釩的電解液的最終產(chǎn)品。
漂亮的液體，也有不“釩”的功能，這些功能的發(fā)現(xiàn)和利用，都離不開中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的潛心研究。
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副所長 李先鋒：實(shí)際上因為釩是一個多價態(tài)的元素，顧名思義是兩側(cè)有不同價態(tài)的釩離子，通過正負(fù)極這種價態(tài)的變化，實(shí)現(xiàn)得失電子和充電放電的過程。
釩電池的隔膜是非常關(guān)鍵的技術(shù)之一，它必須抑制正負(fù)極電解液中不同價態(tài)的釩離子的交叉混合，還不能阻礙氫離子通過隔膜傳遞電荷。而釩電解液充電放電的過程，就是電解液中釩離子價態(tài)變換的過程。早在2000年，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所就開始對全釩液流電池進(jìn)行研究。從關(guān)鍵材料、電堆、系統(tǒng)集成控制等方面開展全面研究工作，20多年來，申報300多項國家發(fā)明專利，形成了較完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系，并牽頭國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的制定。近些年，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所與大連融科儲能深度合作，將科研成果一步步進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
大連融科儲能集團(tuán)股份有限公司研發(fā)部經(jīng)理 宋明明：這是一套釩電池的單電池測試系統(tǒng)，我們用這套系統(tǒng)來進(jìn)行釩電解液的配方研究，我們的目標(biāo)是提高電池的能量效率，降低釩電池的成本，滿足客戶的需要。
記者在生產(chǎn)基地了解到，電解液是釩電池的關(guān)鍵材料，占到電池成本的一半。隨著全釩液流儲能電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，如何更好地降本增效，是科研院所與生產(chǎn)企業(yè)共同研究的問題。
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副所長 李先鋒：我們知道這種可再生能源風(fēng)電光伏，它本身是不連續(xù)不穩(wěn)定，它需要這種大規(guī)模儲能實(shí)現(xiàn)這種高比例可再生能源的消納，但是我們整個液流電池需要進(jìn)一步降低成本，推動大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化。
全鏈條生產(chǎn)服務(wù) 讓新儲能揚(yáng)“釩”起航
記者在調(diào)研中了解到，遼寧大連這個目前世界最大的“全釩液流電池儲能”生產(chǎn)基地，正在打造全鏈條的生產(chǎn)服務(wù)，讓新能源儲能加足馬力、揚(yáng)帆起航。
2008年，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所依托釩電池核心技術(shù)，與大連博融控股集團(tuán)共同組建了融科儲能。15年來，他們潛心研究、不斷開發(fā)，現(xiàn)在已成為目前全球唯一掌握全釩液流電池完整自主知識產(chǎn)權(quán)，擁有全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)和高端制造能力的生產(chǎn)企業(yè)和產(chǎn)品服務(wù)商。
目前，科研攻關(guān)團(tuán)隊正在不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能，研發(fā)出效能更高的釩電池。最新研發(fā)的70千瓦電堆樣機(jī)，相比上一代30千瓦電堆產(chǎn)品，同樣的體積，功率提高了一倍多。
企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴記者，融科儲能每年的釩電池生產(chǎn)能力可以達(dá)到300兆瓦，國內(nèi)市場占有率第一，但產(chǎn)能仍然無法滿足市場的需求。
大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司總經(jīng)理 王曉麗：我們在今年又開始建設(shè)了一個擴(kuò)產(chǎn)的基地，這一部分是在今年年底我們就會完全建成，整個廠區(qū)建成之后，我們會達(dá)到一個G瓦(1000兆瓦)每年的產(chǎn)能規(guī)模，這個規(guī)模到目前來講也是行業(yè)的最大的產(chǎn)能規(guī)模。
全釩液流電池產(chǎn)業(yè)，在大連已形成總部研發(fā)、材料基地、裝備基地的“三位一體”全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展格局，而這一切離不開政策的扶持。近年來，大連推進(jìn)體制機(jī)制創(chuàng)新，建立科技成果轉(zhuǎn)化開放式工作平臺和全生命周期服務(wù)制度，重點(diǎn)加強(qiáng)成果轉(zhuǎn)化中間環(huán)節(jié)資源導(dǎo)入，做好資本、市場、人才、平臺、政策有機(jī)銜接，促進(jìn)技術(shù)交易、科技金融、創(chuàng)新孵化協(xié)同發(fā)展。
大連市科技局局長 原馳：我們希望通過打造科技創(chuàng)新策源地，來吸引高水平的科技人才在大連的聚集，同時通過科技成果轉(zhuǎn)化的9項機(jī)制，從科技成果轉(zhuǎn)化的供給端、需求端，還有中間的中介端，還有基金的投入端，保證這些科研成果能夠順利產(chǎn)業(yè)化，帶動高質(zhì)量的工業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。
實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，還需要更多融科儲能這樣的科創(chuàng)企業(yè)揚(yáng)帆起航。如今，大連正在加緊建設(shè)英歌石科學(xué)城創(chuàng)新策源中心，致力于打造全球領(lǐng)先的潔凈能源創(chuàng)新中心、高端創(chuàng)新要素匯聚樞紐和新興產(chǎn)業(yè)策源地，吸引頂尖專家和科研院所入駐，形成高端產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)，從而帶動整個城市經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。
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