在上海SNEC舉行期間，5月24日下午，國(guó)際儲(chǔ)能和氫能與燃料電池技術(shù)和裝備及應(yīng)用（上海）大會(huì)在浦東嘉里飯店召開。上海科學(xué)技術(shù)交流中心主任王震指出：隨著我們國(guó)家雙碳目標(biāo)的提出，氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也在我們國(guó)家能源體系、綠色低碳轉(zhuǎn)型過(guò)程中發(fā)揮了很重要的支撐作用，也成為推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源消費(fèi)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要載體。我國(guó)正在形成氫能和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)體系，創(chuàng)新能力得到了顯著的提升，產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)也初步凸顯，應(yīng)用場(chǎng)景也不斷豐富，應(yīng)用的示范成效初步顯現(xiàn)，氫能跟儲(chǔ)能的前景也將變得更為廣闊。
6位儲(chǔ)能與氫能領(lǐng)域“頂尖高手”專家發(fā)布了研究成就和對(duì)儲(chǔ)能及氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的獨(dú)到見(jiàn)解。
能源、環(huán)境、工業(yè)難題，綠色甲醇一招解決
中國(guó)科學(xué)院院士、大連化學(xué)物理研究所太陽(yáng)能研究部部長(zhǎng)李燦對(duì)綠氫產(chǎn)業(yè)和液態(tài)陽(yáng)光綠色甲醇的產(chǎn)業(yè)進(jìn)展進(jìn)行了介紹。
中國(guó)科學(xué)院院士、大連化學(xué)物理研究所太陽(yáng)能研究部部長(zhǎng) 李燦
他認(rèn)為，目前氫能發(fā)展的瓶頸有多個(gè)：一是可再生電力離網(wǎng)、分布式分解水制氫，在技術(shù)上還有很大的挑戰(zhàn)；二是低成本、規(guī)?；纸馑茪溥€面臨障礙；三是安全、低成本和規(guī)?；膬?chǔ)氫、運(yùn)氫方式還有待持續(xù)發(fā)掘；四是對(duì)氫氣產(chǎn)出后的應(yīng)用還沒(méi)有太多場(chǎng)景設(shè)計(jì)，也就是說(shuō)大量企業(yè)涌進(jìn)來(lái)后，即使產(chǎn)出氫也不知道用來(lái)做什么。
而這些問(wèn)題都可以用一招解決，那就是綠色甲醇。他介紹了綠色甲醇生產(chǎn)原理，通過(guò)綠電進(jìn)行水電解，將氫原子提取出來(lái)，與二氧化碳進(jìn)行化學(xué)合成。
李燦認(rèn)為，二氧化碳也是資源，把二氧化碳加氫可以制成液體燃料，包括甲醇、乙醇、烯烴、柴油、汽油，而甲醇最容易制成的產(chǎn)品，通常也被稱為“液態(tài)陽(yáng)光”。
李燦院士主持的多個(gè)項(xiàng)目都與綠色甲醇有關(guān)。他詳細(xì)介紹了各個(gè)項(xiàng)目的情況以及在科研上的巨大進(jìn)展。這個(gè)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用之后，國(guó)際能源署立刻予以了關(guān)注。目前世界各地已經(jīng)有多個(gè)5-10萬(wàn)噸綠色甲醇生產(chǎn)示范，我國(guó)目前有10個(gè)左右的項(xiàng)目在進(jìn)行中，有的已經(jīng)投產(chǎn)。
關(guān)于綠色甲醇的應(yīng)用空間和價(jià)值，李燦院士闡明了三點(diǎn)。
第一，將二氧化碳資源化，解決工業(yè)剛性排放二氧化碳，規(guī)?；a(chǎn)液態(tài)陽(yáng)光甲醇，兼顧經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并可減緩我國(guó)液態(tài)燃料短缺的局面。目前很多企業(yè)采用CCUS技術(shù)進(jìn)行碳捕集，但收集起來(lái)之后如何處理一直有各種方案。而合成綠色甲醇這一技術(shù)是切實(shí)可行的規(guī)?；瘻p碳的技術(shù)，因?yàn)槊亢铣梢欢燃状伎梢赞D(zhuǎn)化1.375度二氧化碳。
不僅如此，因?yàn)榧状家彩侵匾I(yè)原料，我國(guó)化工企業(yè)每年產(chǎn)8000萬(wàn)噸甲醇，如果是用液態(tài)陽(yáng)光甲醇路線合成來(lái)替代煤化工甲醇，則減排3-4億噸二氧化碳。
第二，作為氫能的載體，解決氫能制備、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)陌踩院统杀締?wèn)題。李燦院士介紹說(shuō)：液態(tài)陽(yáng)光甲醇應(yīng)用面很廣，交通領(lǐng)域中乘用車、商用車上可以把甲醇直接作為燃料。除此外，這一燃料當(dāng)前的市場(chǎng)主要是在船運(yùn)，國(guó)際海運(yùn)組織開始使用綠色甲醇，著名航運(yùn)企業(yè)馬士基提出來(lái)每年要用600萬(wàn)噸綠色甲醇，目前世界范圍內(nèi)的產(chǎn)能與之相比，缺口很大。
甲醇是由二氧化碳加氫氣合成而來(lái)，這一反應(yīng)過(guò)程倒過(guò)來(lái)就是放氫的反應(yīng)，每噸甲醇可以釋放18.75噸的氫氣，非常可觀。由此就產(chǎn)生了另一條應(yīng)用路線，用作氫的儲(chǔ)運(yùn)方案，以降低成本和增強(qiáng)安全。李燦院士用甲醇儲(chǔ)氫和其他方式對(duì)比，高壓氣罐儲(chǔ)氫密度是有限的，可以達(dá)到5.6%，甚至到6.0%，但是那時(shí)壓力已經(jīng)非常高。液氫質(zhì)量?jī)?chǔ)氫可以達(dá)到10.0%左右，而甲醇儲(chǔ)氫則可以達(dá)到18.7%?，F(xiàn)在多個(gè)加氫站考慮用甲醇作為載氫方案。
第三，可解決間歇性能源的規(guī)模化儲(chǔ)能和調(diào)峰問(wèn)題，規(guī)模化消納可再生能源，解決棄風(fēng)、棄光的問(wèn)題。李燦院士認(rèn)為，目前我國(guó)新能源發(fā)電發(fā)展非?？?，這一趨勢(shì)之下，電力缺口不大，但是會(huì)有消納的難題存在。他提出一個(gè)思路：“POWER TO X”，意思是消納可再生能源電力到各種各樣的方向上，其中第一個(gè)方向就是化學(xué)燃料，把電能變成化學(xué)燃料，這個(gè)領(lǐng)域很大，其中包括合成燃料，還可以用到低碳和無(wú)碳工業(yè)工程領(lǐng)域，特別用來(lái)合成電解燃料。10萬(wàn)噸甲醇相當(dāng)于6億度電，可消納700MW級(jí)光伏發(fā)電。利用電能制綠色甲醇具有很好的消納作用，而甲醇也將可以用來(lái)釋放能量，所以制作甲醇同時(shí)也是良好的儲(chǔ)能方式。
協(xié)同創(chuàng)新的重要性前所未有
國(guó)家電網(wǎng)能源研究院戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所所長(zhǎng)魯剛帶來(lái)了“碳達(dá)峰、碳中和能源電力與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型路徑”的研究成果。
國(guó)家電網(wǎng)能源研究院戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所所長(zhǎng) 魯剛
他認(rèn)為，在雙碳目標(biāo)下，科技創(chuàng)新與常規(guī)的科技創(chuàng)新之間有非常大的區(qū)別。“因?yàn)樘歼_(dá)峰、碳中和時(shí)間窗口有限，對(duì)創(chuàng)新的節(jié)奏、力度，以及顛覆性技術(shù)成熟及產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間都有明確的要求。所以能源、工業(yè)、建筑、交通等各個(gè)領(lǐng)域之間技術(shù)創(chuàng)新的集成性、協(xié)同性、融合性就越來(lái)越重要。”
他用“三角”來(lái)比喻科技創(chuàng)新與雙碳轉(zhuǎn)型路徑之間的關(guān)系，三角是由能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境組成：經(jīng)濟(jì)需要新發(fā)展格局，能源需要能源體系，環(huán)境需要雙碳目標(biāo)達(dá)成。這樣就形成可持續(xù)發(fā)展的三角。單就能源來(lái)說(shuō)，目前正面臨著能源發(fā)展的安全性、清潔性、經(jīng)濟(jì)性、可負(fù)擔(dān)性，以及儲(chǔ)備性協(xié)同發(fā)展的難關(guān)。
利用國(guó)家電網(wǎng)能源研究院開發(fā)的國(guó)網(wǎng)能源電力規(guī)劃平臺(tái)，運(yùn)用其中的技術(shù)工具，分析了整個(gè)的路徑與技術(shù)一體化布局。魯剛公布了他們的研究成果。
他說(shuō)，“必須在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與能源體系同步優(yōu)化之中找到綜合性的路徑。在工業(yè)完整體系保持穩(wěn)定的前提之下，從目前的制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，要求我們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型與能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型要密切耦合。”
從目前到碳達(dá)峰階段，他提出一個(gè)觀點(diǎn)：“主動(dòng)達(dá)峰，峰值不能過(guò)高，高了會(huì)帶來(lái)比較大的成本。電力排放峰值每提高1億噸，碳中和階段成本就提高1%左右。”他建議，工業(yè)、建筑、交通應(yīng)該依次達(dá)峰，然后是電力的達(dá)峰，這一順序有利于全社會(huì)的整體達(dá)峰。
從碳達(dá)峰到碳中和階段，他認(rèn)為，技術(shù)轉(zhuǎn)型宜先慢后快，為技術(shù)升級(jí)留有足夠的窗口，降低成本。在整體路徑下，不僅有行業(yè)之間的協(xié)同，更應(yīng)該有區(qū)域之間的協(xié)同。他還強(qiáng)調(diào)說(shuō)，新型電力系統(tǒng)要與氫能、儲(chǔ)能等裝備的布局進(jìn)行協(xié)同，這樣容易找到更合適的碳中和策略。
在此基礎(chǔ)上，他強(qiáng)調(diào)了氫能與儲(chǔ)能的不可或缺，并詳細(xì)闡明了氫能與儲(chǔ)能在路徑中的作用。他說(shuō)：“從未來(lái)視角，新能源發(fā)展更需要的不是短周期儲(chǔ)存，是長(zhǎng)時(shí)、跨季的儲(chǔ)能，氫能、甲醇都是跨儲(chǔ)能的代表。如果2030年能實(shí)現(xiàn)突破，意味著未來(lái)新能源裝機(jī)可以大幅增加，煤電退出節(jié)奏加快。”
他談到了氫能對(duì)路徑有兩個(gè)方面的影響：一是，如果氫能的發(fā)展技術(shù)經(jīng)濟(jì)性達(dá)不到預(yù)期的水平，意味著終端部門，工業(yè)、建筑、交通未來(lái)不得不繼續(xù)依靠電力，未來(lái)的發(fā)展將會(huì)進(jìn)一步把低碳的壓力傳導(dǎo)給電力系統(tǒng)，意味著新能源裝機(jī)壓力更大。二是對(duì)新能源波動(dòng)性的長(zhǎng)期消納問(wèn)題，如果氫能不及預(yù)期，會(huì)對(duì)跨周期消納產(chǎn)生更大的顛覆性影響，對(duì)于新能源未來(lái)的發(fā)展模式、商業(yè)模式都會(huì)產(chǎn)生較大的影響。他認(rèn)為，以氫能為代表的一系列跨季節(jié)的儲(chǔ)能技術(shù)突破將帶給整個(gè)路徑轉(zhuǎn)折性的變化。
他說(shuō)，未來(lái)新技術(shù)新模式新業(yè)態(tài)將培育現(xiàn)代能源經(jīng)濟(jì)的新引擎，拉動(dòng)、帶動(dòng)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于過(guò)去的電力發(fā)展，未來(lái)的業(yè)態(tài)模式也將極為豐富。
氫能國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有103項(xiàng)
氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)主任、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院原院長(zhǎng)馬林聰做了名為《“氫能產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系路徑》的報(bào)告，分享了氫能標(biāo)準(zhǔn)化工作情況。
氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)主任、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院原院長(zhǎng) 馬林聰
他說(shuō)，目前已經(jīng)有二十多個(gè)國(guó)家公布了氫能戰(zhàn)略，綠氫成為部署氫能方面重要的關(guān)鍵點(diǎn)，氫能終端應(yīng)用也逐漸擴(kuò)大，現(xiàn)在不僅僅在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，氫醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、冶金、氫儲(chǔ)能各個(gè)方面都是氫的應(yīng)用空間。我國(guó)的氫產(chǎn)能目前已經(jīng)達(dá)到3000多萬(wàn)噸，未來(lái)到2060年要達(dá)到1.3億噸才能滿足氫需求。
巨大的產(chǎn)業(yè)空間需要標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)化來(lái)支撐，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)新、產(chǎn)品控制、檢測(cè)、貿(mào)易各個(gè)方面都會(huì)存在問(wèn)題?，F(xiàn)在除了國(guó)家氫能標(biāo)委會(huì)以外，各個(gè)省也開始在建立，上海已經(jīng)專門成立氫能標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)。
馬林聰說(shuō)，已經(jīng)制定發(fā)布的氫能領(lǐng)域國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有103項(xiàng)，以基礎(chǔ)通用、氫安全、氫制備、氫儲(chǔ)運(yùn)、加氫站、氫能應(yīng)用六大方面進(jìn)行分類，基本上涵蓋了制儲(chǔ)運(yùn)加用全產(chǎn)業(yè)鏈。隨著技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鋪開，需要細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)以更快速度來(lái)制定。尤其是建立健全氫能全產(chǎn)業(yè)鏈安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，政策已經(jīng)提出要求。
他還介紹了與氫能相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)工作，除了TC309是氫能國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；TC342是全國(guó)燃料電池及液流電池標(biāo)委會(huì)，TC114是汽車標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)燃料電池汽車標(biāo)準(zhǔn)。另外還有氣瓶標(biāo)委會(huì)、鍋爐壓力容器標(biāo)委會(huì)等關(guān)聯(lián)性標(biāo)委會(huì)。另外TC288是全國(guó)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，事涉安全，也尤其受到關(guān)注。
除此外，還有各行業(yè)發(fā)布了63項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分布在能源、機(jī)械、石油化工、氣象、化工與電力行業(yè)，涉及工業(yè)氣體、氫提純與分離等等方面，也都與氫能產(chǎn)業(yè)有一定關(guān)聯(lián)。
除了國(guó)標(biāo)，還有團(tuán)標(biāo)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，馬林聰說(shuō)，氫能標(biāo)委會(huì)也輔助性利用一些團(tuán)體的平臺(tái)，或者是聯(lián)合一些企業(yè)和機(jī)構(gòu)完成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定。他希望更多企業(yè)一起為形成中國(guó)技術(shù)特色、技術(shù)水平的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)揮力量。
專撿氫能“卡脖子”技術(shù)進(jìn)行研發(fā)
國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司技術(shù)總監(jiān)梅武介紹了他與團(tuán)隊(duì)在氫燃料電池和制氫方面一系列的研發(fā)成果。
國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司技術(shù)總監(jiān) 梅武
他認(rèn)為，氫能產(chǎn)業(yè)特征是產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、技術(shù)領(lǐng)域跨度大，目前技術(shù)瓶頸還沒(méi)有打通。“國(guó)家電投的氫能業(yè)務(wù)有幾個(gè)方向：技術(shù)升級(jí)迭代、充分驗(yàn)證技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、產(chǎn)業(yè)鏈的綜合優(yōu)化?？傮w目標(biāo)是希望通過(guò)氫能化工和氫能交通結(jié)合起來(lái)，把技術(shù)鏈、產(chǎn)品鏈，以符合商業(yè)邏輯的方式進(jìn)行規(guī)?；痉锻茝V，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。”
“我們從基礎(chǔ)的核心技術(shù)開始，選擇被卡脖子技術(shù)來(lái)研發(fā)。以產(chǎn)業(yè)基地來(lái)布局，在寧波做裝機(jī)板和水冷動(dòng)力電池的產(chǎn)線，在武漢做膜的產(chǎn)線，在佛山做碳紙和膜增強(qiáng)材的產(chǎn)線，在濟(jì)南主做發(fā)電功能，在長(zhǎng)春做PEM制氫裝備的產(chǎn)線，以產(chǎn)業(yè)基地規(guī)?；问絹?lái)實(shí)現(xiàn)降本。”
國(guó)家電投集團(tuán)氫能業(yè)務(wù)主要聚焦氫燃料電池和電解水制氫。梅武先介紹了電解水制氫情況。國(guó)家電投側(cè)重的是PEM制氫技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化，從催化劑、膜、基板來(lái)做技術(shù)升級(jí)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，將高性能的膜投入，設(shè)備投資成本和耗電成本會(huì)得到明顯的降低，目前他和團(tuán)隊(duì)關(guān)注的是制氫系統(tǒng)可靠性和耐久性。
國(guó)氫科技在2022年開發(fā)了兆瓦槽，變載從10%到130%。目前兆瓦級(jí)系統(tǒng)已經(jīng)在吉林長(zhǎng)春中韓示范區(qū)應(yīng)用，制氫加氫一體站每天制氫，供應(yīng)國(guó)家電投的氫能大巴在市區(qū)運(yùn)營(yíng)。
他透露消息說(shuō)，2024年6月份國(guó)家電投會(huì)啟動(dòng)綠氫綠氨大型項(xiàng)目，是全世界最大的綠氨項(xiàng)目，“國(guó)家電投將在這一項(xiàng)目中引領(lǐng)國(guó)內(nèi)PEM制氫裝備的低成本化，50兆瓦容量將近2.9億人民幣，目前是世界上投標(biāo)最便宜的一個(gè)。”
在氫燃料電池方面，梅武介紹說(shuō)，國(guó)家電投也在進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)，包括高性能催化劑、高溫耐久質(zhì)子膜等。他認(rèn)為鈦基雙極板尤其具有挑戰(zhàn)性。
他介紹了氫燃料電池研發(fā)和生產(chǎn)的階段性成果：一是線性電推研發(fā)完成，二是燃料電池系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于大巴、中重型的卡車，三是在武漢、長(zhǎng)春、佛山正在做包括物流、環(huán)衛(wèi)車等輕型車推廣；四是與商飛等企業(yè)合作氫能無(wú)人機(jī)，目前正在為山東海上風(fēng)電場(chǎng)研發(fā)巡檢無(wú)人機(jī)。
他說(shuō)，國(guó)氫科技目前已經(jīng)在湖北、廣東、山東、浙江、北京啟動(dòng)氫能交通運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，后續(xù)要在河南、長(zhǎng)春做這樣的平臺(tái)，以推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)更加流暢。
未來(lái)五年儲(chǔ)能裝機(jī)將實(shí)現(xiàn)50%-60%的復(fù)合增長(zhǎng)
中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長(zhǎng)俞振華帶來(lái)了《“中國(guó)產(chǎn)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展》報(bào)告，分享了儲(chǔ)能的行業(yè)變化。
中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟常務(wù)副理事長(zhǎng) 俞振華
在儲(chǔ)能領(lǐng)域，中國(guó)已投運(yùn)59.8GW，新增16.5GW，去年同比增長(zhǎng)114%，抽蓄9.1GW，新型儲(chǔ)能7.4GW。新型技能累計(jì)的規(guī)模是13.1GW，新增的規(guī)模超過(guò)了過(guò)去十年累計(jì)的綜合。
規(guī)?；l(fā)展目前已有很清晰的信號(hào)，“去年百兆瓦的項(xiàng)目有20余個(gè)投運(yùn)，前年累計(jì)百兆瓦的數(shù)目則不到9個(gè)；在建的百兆瓦項(xiàng)目去年有400多個(gè)，GW級(jí)項(xiàng)目有7個(gè)，這些項(xiàng)目陸陸續(xù)續(xù)從今年開始會(huì)進(jìn)入到電力市場(chǎng)。規(guī)?；l(fā)展目前來(lái)看是大勢(shì)所趨。”
就技術(shù)而言，儲(chǔ)能的特色是技術(shù)路線眾多，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟定義了14類不同的儲(chǔ)能技術(shù)，包括儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)氫。因?yàn)閼?yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)路徑的復(fù)雜，技術(shù)路線也在不斷細(xì)化、分化，聯(lián)盟以四個(gè)不同的維度“應(yīng)用、系統(tǒng)、單元、材料”來(lái)進(jìn)行分類。
他說(shuō)，隨著規(guī)?；陌l(fā)展起量，已經(jīng)開始進(jìn)入到充分競(jìng)爭(zhēng)。從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈角度來(lái)說(shuō)，充分競(jìng)爭(zhēng)之后會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)短板：一是在最下游，怎么能夠通過(guò)商業(yè)模式解決可持續(xù)發(fā)展或者說(shuō)收益問(wèn)題，這個(gè)在未來(lái)會(huì)隨著場(chǎng)景出現(xiàn)細(xì)分。二是原材料的波動(dòng)。“同樣的問(wèn)題在氫能也在出現(xiàn)，氫能和儲(chǔ)能本身是一個(gè)技術(shù)，未來(lái)都是類似的產(chǎn)業(yè)鏈。”
他說(shuō)，隨著風(fēng)電光伏的技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；l(fā)展，目前來(lái)看今年儲(chǔ)能會(huì)保持快速增長(zhǎng)持續(xù)的趨勢(shì)。未來(lái)的五年，將實(shí)現(xiàn)50%-60%的復(fù)合增長(zhǎng)，2027年預(yù)計(jì)儲(chǔ)能總裝機(jī)到97GW，理想場(chǎng)景總裝機(jī)到138GW。
液流電池是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能最有前景的技術(shù)
中國(guó)科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)碳中和能源研究院教授趙天壽以視頻形式參與了會(huì)議，他對(duì)比了多種儲(chǔ)能技術(shù)，論證了液流儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)，特別在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能方面的應(yīng)用與潛力。
趙院士介紹說(shuō)，新型電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能裝置需要不同時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)，從分秒級(jí)、小時(shí)、天、季節(jié)，甚至跨年各種時(shí)長(zhǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)。目前來(lái)看長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)是最大的缺口，是儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的重要方向。
除了低成本、長(zhǎng)壽命、高效率之外，構(gòu)建新型的電力系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能還有幾個(gè)苛刻要求，首先要規(guī)模化，需要的是電網(wǎng)級(jí)的儲(chǔ)能；第二，儲(chǔ)能裝置要安全；第三，由于太陽(yáng)能和風(fēng)能本身是分散的，所以在儲(chǔ)能裝置的選址方面要簡(jiǎn)單、容易，不應(yīng)該有地域的限制。他認(rèn)為，液流電池本質(zhì)安全，沒(méi)有地域的限制，容量與功率解耦，這樣的特征使它特別適合大規(guī)模、高安全、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，但其推廣應(yīng)用要降低其成本。
趙院士介紹了他所從事的流體電池的研究情況。“過(guò)去30年來(lái)我做的研究主要包括燃料電池、液流電池、金屬空氣電池等，統(tǒng)稱為流體電池。流體電池面臨著最大的問(wèn)題，它不僅僅是一個(gè)電化學(xué)反應(yīng)的問(wèn)題，同時(shí)它又牽涉到傳輸。我通過(guò)熱物理和電化學(xué)交叉的視角，來(lái)研究其機(jī)理、方法，構(gòu)建了熱-電化學(xué)耦合理論，提出電極至整個(gè)電堆的理性設(shè)計(jì)方法，可以提高其液流電池的性能，降低成本，最終推動(dòng)其商業(yè)的應(yīng)用。”
其中電極是電池非常關(guān)鍵的核心部件，技術(shù)需求是表面活性高，同時(shí)還兼有穩(wěn)定性。趙院士通過(guò)發(fā)展硼摻雜表面的工藝，提高表面提高電化學(xué)的活性，而且這種工藝適合于大規(guī)模的生產(chǎn)。電極研發(fā)另一個(gè)方向是改善結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)的電極結(jié)構(gòu)是多孔結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)面積提高時(shí)，流動(dòng)也會(huì)增大。趙院士發(fā)明了多尺度的電極，流阻很小，實(shí)現(xiàn)了電極比面積及滲透率的解耦，能量密度得到了提高。
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