1、适用于能源“互联网”的全钒液流电池现状与展望1.储能在国家能源结构中的战略地位智能电网储能产业纯电动汽车可再生能源发电分布式可再生能源发电的价值分布式可再生能源发电在用户现场或靠近用电现场配置以风能、太阳能等可再生清洁能源发电的电源(一般低于30MW)，以满足区域用户的需要，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。技术特征1：在用户现场或靠近用电现场技术特征2：可再生清洁能源发电的电源（低于30MW）经济特征1：满足区域客户用电经济特征2：支持现存配电网的经济运行储能过程与电池技术特征哪种储能技术更具有发展前景液流电池储能技术发展历史In 1884435 kg flow bat
2、tery8 kilometre flight in 23minutesZn/Cl system最接近商业化的液流电池体系最接近商业化的液流电池体系国家能源局关于印发2016年能源工作指导意见的通知（四）推进能源科技创新推进重点关键技术攻关：围绕能源安全供应保障、清洁能源发展和化石能源清洁高效利用三大重点领域，集中攻关核电关键设备、燃气轮机、智能电网、大容量储能、燃料电池、天然气长输管线燃驱压缩机组等装备及关键材料的自主研发应用。加快全钒液流储能电池、海上浮式核动力平台、光热发电、智慧矿山、煤层气、生物质能等领域技术定型。制发日期：2016年3月22日2. 全钒液流电池技术原理ChargeDis
3、chargeGeneratorLoadAC / DCElectrode_+V5+/V4+ElectrolyteTankV3+/V2+ElectrolyteTankPUMPPUMPMembranedischargepositive：VO2 2H e VO2 H2OV2V3enegative：E1.251.4Vcharge全钒液流电池技术特点规模大寿命长成本低效率高安全可靠钒电池在安全与寿命方面具有突出优势电池系统的安全性全钒液流电池在室温附近运行，对材料腐蚀性较弱；充电、放电的电化学反应过程平稳进行，容易实现大规模集中控制。电堆中无运动部件，容易实现安全稳定运行，可靠性高，低噪声、环境友好。液流
4、电池的缺点为了避免钒电解质从溶液中结晶析出，通常使用的总钒离子浓度低于2M，导致比能量只有2535Wh/kg，储槽较大。3.本课题组“十二五”期间液流电池研究成果1） 高性能质子传导膜材料2） 高稳定钒电解液储能介质3） 高质量钒电池的电堆制造工艺与装备4） 电堆检测、运行与调控技术在全钒液流电池的关键材料制造、电堆制造方面，形成系列自主知识产权的技术体系，完成中试规模放大，开发5千瓦、15千瓦两种规格的电堆，前者能量效率超过75%。全钒液流电池技术发展历程Technology Development2008 - 2014100kW system5/10/15kW1.5kWBEST(Batte
5、ry Energy Storage Tech.)VFB stack scale-up100WSingle cellMaterials Research and Development工业规模制备聚偏氟乙烯质子传导膜性能提出亲水/疏水与分子印迹相结合的质子传导膜制备原理，成功制备钒电池专用质子传导膜，面积为8001000mm，厚度在60160m范围内可调，导电率大于 2102 S/cm。Stack efficiency in charge/discharge cyclesStack area：600720mm； Power：5KWProduct of quality electrolyte so
6、lution （110MW/a）15KW vanadium flow battery stack specificationStack descriptionTermspecificationCell number235400032Effective areacm2Manifold diametermmDistribution tubemm92VFB stackVFB manufacture in Cheng-De, HeBei province, ChinaStack performance in charge/discharge cyclesStack area：8001000mm； Po
7、wer：15KW100kW BESS for renewable energy applicationWind turbine: 22kWSolar PV: 32kWVRFB：3X32kWX2hr液流电池材料与电堆相关专利情况专利总数电解液技术膜材料制备技术电堆与控制3项4项18项11项获第42届瑞士日内瓦国际发明博览会特别金奖向常驻联合国日内瓦办事处吴海龙大使介绍项目我国专家在IEC首次提案制定液流电池国际标准IEC 62932-2： Flow batterysystems for stationary applications- Part 2-1 Performance generalre
8、quirement & method of test2014.4.9 美国.华盛顿2016.2.3 日本.东京4.选择电网级储能技术的“基本准则”1）安全性原则优先选择在原理上具有“安全特征”的技术，提高储能系统的安全性、可靠性，提升储能应用过程的经济性。“安全特征”举例：水基电解液、固体电解质、常温下运行、无可燃性气体产生等。选择电网级储能技术的“基本准则”（续）2）资源可持续发展原则优先选择原材料“资源”能够国内自给，并容易实现资源回收和再利用的技术，实现储能资源可持续发展。3）全生命周期的环境友好原则优先选择在装备研究开发、生产制造、使用和回收过程的全生命周期，对外界“三废”排放最少、环
9、境负荷低的技术和装备。选择电网级储能技术的“基本准则”（续）4）社会经济效益原则不仅要考虑储能系统建设和运行过程的投资，还需要包括储能系统存在对于可再生能源利用、电力质量提升形成的间接经济价值。经济效益相关因素：规模、寿命、成本、效率技术经济原则过程工业的相似性原理在选择工业技术实现特定的功能时，在符合科学规律的前提下，物理尺度彼此相近的设备进行匹配，有助于在技术经济两方面同时得到满足。集中发电规模储能输电网分散发电单元式储能配电网不同规模能源需求所对应的电化学工程方案1-100kW2h103-104kW4-8h 105kW102h多种电池液流电池电解制氢发 聚展 焦储 液能 流立 安足 全中 寿国 命是 是正 根道 本感谢领导和专家、敬请批评指正Do our BEST( Batter Energy Storage Technology) towelcome the beginning of massive energy storagecommercialization.
