提到電動(dòng)汽車，大家已經(jīng)并不陌生，電動(dòng)汽車的大規(guī)模應(yīng)用大大減少了汽車尾氣的排放。然而，就在3年前，一家年輕的德國(guó)初創(chuàng)公司NanoFlowcell在推出幾款液流電池驅(qū)動(dòng)的車型而備受業(yè)界關(guān)注。液流電池驅(qū)動(dòng)到底有多厲害，就拿NanoFlowcell的這款電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，續(xù)航里程達(dá)到800-1000km，更新耗時(shí)僅僅為5-10分鐘。


液流電池儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)

然而，這只是液流電池應(yīng)用的其中一種場(chǎng)景，因其具有規(guī)模化、耐久、安全、環(huán)保等特點(diǎn)，還被廣泛應(yīng)用在風(fēng)儲(chǔ)、光儲(chǔ)、調(diào)峰、調(diào)頻和安全備用電源等領(lǐng)域。


說(shuō)起液流電池，要先從儲(chǔ)能技術(shù)說(shuō)起，儲(chǔ)能技術(shù)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的“剛需”，是實(shí)現(xiàn)可再生能源并網(wǎng)和普及應(yīng)用的核心技術(shù)，也是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)、泛能網(wǎng)、電力輔助調(diào)頻、離網(wǎng)供電、安全備用電源和分布式發(fā)電等領(lǐng)域的關(guān)鍵使能技術(shù)。近年來(lái)，電池儲(chǔ)能應(yīng)用趨勢(shì)呈現(xiàn)大型化，尤其以液流電池規(guī)模最大。


液流電池原理

液流電池是通過(guò)正、負(fù)極電解液中的活性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)電能和化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能的儲(chǔ)存和釋放。液流電池是一種與傳統(tǒng)的二次電池結(jié)構(gòu)明顯不同的可重復(fù)充放電的電池。一般由電池堆、正極電解液和負(fù)極電解液構(gòu)成，電池堆主要包括正極、負(fù)極和隔膜。根據(jù)其正負(fù)極采用的活性物質(zhì)不同，分為全釩、鋅/溴、鋅/氯、鐵/鉻以及釩/多鹵化物液流電池。

在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，液流電池技術(shù)相對(duì)成熟，并且具備明顯的優(yōu)點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)包括：

1常溫運(yùn)行，并且使用水相電解液，無(wú)燃燒爆炸危險(xiǎn)，安全性好；

2與一般電池不同，具備功率和容量可獨(dú)立設(shè)計(jì)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，尤其適合大規(guī)模儲(chǔ)能；

3使用壽命長(zhǎng)，一般可達(dá)15,000個(gè)循環(huán)，壽命可達(dá)10～20年；

4主要材料可循環(huán)利用、環(huán)境友好；

5儲(chǔ)能容量大，一般在100kWh-1000MWh;

6能量效率高，高于80%，充放電性能好，可以深度放電而不會(huì)對(duì)電池造成損害。

盡管液流電池技術(shù)具有以上獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但是其大規(guī)模的商業(yè)化仍然受到成本制約，如何降低其制造成本已經(jīng)成為行業(yè)“痛點(diǎn)”

總結(jié)：

液流電池儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景基本包含了美國(guó)能源部提出的所有儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景（5大類，18個(gè)小類），在集中式新能源（風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電）、電源側(cè)輔助服務(wù)、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能和用戶側(cè)（工商業(yè)用戶）等領(lǐng)域具備廣闊的應(yīng)用前景。以集中式新能源領(lǐng)域?yàn)槔毫麟姵匕l(fā)揮減少棄電、削峰填谷、平滑出力、跟蹤預(yù)測(cè)曲線和改善新能源無(wú)功電壓特性等功能，一般配置5MW–50MW，放電時(shí)長(zhǎng)2h–6h。

國(guó)家能源集團(tuán)在可再生能源消納、電力輔助服務(wù)、電能質(zhì)量管理、微網(wǎng)和安全備用電源等領(lǐng)域儲(chǔ)能需求量大，儲(chǔ)能技術(shù)廣泛應(yīng)用于集團(tuán)各個(gè)主業(yè)。僅就風(fēng)電領(lǐng)域應(yīng)用一項(xiàng)，按照10%–15%風(fēng)場(chǎng)配備儲(chǔ)能，市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到300–500億人民幣。發(fā)展液流電池技術(shù)，不僅滿足集團(tuán)主營(yíng)業(yè)務(wù)的儲(chǔ)能需求，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)火電廠廢棄物、煤化工產(chǎn)品和副產(chǎn)物的高附加值利用，拓展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈上游技術(shù)和市場(chǎng)。目前，全球和中國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)已經(jīng)迎來(lái)真正的重要發(fā)展期，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)正在逐步釋放，加快推動(dòng)液流電池技術(shù)的發(fā)展，擁抱儲(chǔ)能發(fā)展的大潮，投身于萬(wàn)億規(guī)模儲(chǔ)能市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)，未來(lái)可期。