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作為當(dāng)前“十二五”期間重點(diǎn)支持的發(fā)展領(lǐng)域，儲(chǔ)能技術(shù)已成為決定中國(guó)可再生能源發(fā)展最重要的因素之一。由于可再生能源發(fā)電具有明顯的不連續(xù)、不穩(wěn)定和不可控的非穩(wěn)態(tài)特征，大規(guī)模并網(wǎng)將對(duì)電網(wǎng)的安全、可靠、高效運(yùn)行帶來嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)。
因此，如何實(shí)現(xiàn)新能源的大規(guī)模接入和提高其發(fā)電效率已經(jīng)成為能源領(lǐng)域的焦點(diǎn)問題。而儲(chǔ)能技術(shù)便是解決這一問題的有效途徑，也是當(dāng)前全球技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的新焦點(diǎn)。
在中國(guó)，可再生能源剛剛興起的2000年，很少有人能預(yù)見到今后大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的重要性。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所(簡(jiǎn)稱大連化物所)研究員張華民和他的研究團(tuán)隊(duì)，卻憑著敏銳的科學(xué)和市場(chǎng)洞察力早早地開始了大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)研究。
目前，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研制出全球最大規(guī)模的5MW/10MWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)并且全面投入運(yùn)行，而全釩液流電池又被稱為儲(chǔ)能領(lǐng)域的一匹“黑馬”。張華民對(duì)記者指出，近年來大連化物所推廣的深化產(chǎn)學(xué)研合作模式，為全釩液流電池研發(fā)和應(yīng)用推廣起到至關(guān)重要的作用。
堅(jiān)持液流電池研究
大規(guī)模高效儲(chǔ)能技術(shù)是實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電規(guī)模化利用的關(guān)鍵技術(shù)，也是建設(shè)智能電網(wǎng)、提高電網(wǎng)對(duì)可再生能源發(fā)電兼容能力亟待解決的核心技術(shù)。
長(zhǎng)期從事液流電池研究的張華民表示，通過對(duì)多種電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的分析和調(diào)研，最終選定了充放電循環(huán)壽命長(zhǎng)，安全性高，應(yīng)答速度快的全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)作為研究方向。
2005年，在國(guó)家科技部“863”計(jì)劃項(xiàng)目的支持下，大連化物所成功研制出當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的10kW全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)的空白，邁出了全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的第一步。
但是，全球范圍內(nèi)的全釩液流電池研究并非一路坦途。
2005年，國(guó)際液流電池領(lǐng)軍企業(yè)——日本住友電工公司中止了全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)研究開發(fā);2008年，全球液流電池界著名的加拿大VRB Power System 公司也宣布破產(chǎn)。
在此嚴(yán)峻形勢(shì)之下，大連化物所的研究人員仍然堅(jiān)信自己的科學(xué)判斷與技術(shù)上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，始終引領(lǐng)著全球全釩液流電池技術(shù)的研究開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
同時(shí)，大連化物所還積極從產(chǎn)業(yè)化技術(shù)平臺(tái)發(fā)展角度出發(fā),選擇優(yōu)秀的戰(zhàn)略合作伙伴進(jìn)行合作。2006年，大連化物所與國(guó)際四大高純釩化學(xué)品生產(chǎn)商之一的博融(大連)產(chǎn)業(yè)投資有限公司(簡(jiǎn)稱博融公司)合作成立“液流儲(chǔ)能電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”。
張華民說：“此次合作不僅是全釩液流電池技術(shù)產(chǎn)學(xué)研合作及工程轉(zhuǎn)化的開始，也是釩產(chǎn)業(yè)鏈向市場(chǎng)前景廣闊的新能源市場(chǎng)延伸的開端。通過我們雙方在技術(shù)和市場(chǎng)方面的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，全釩液流電池技術(shù)發(fā)展迅速�！�
產(chǎn)學(xué)研結(jié)碩果
2008年，當(dāng)時(shí)的大連化物所成功開發(fā)出額定輸出功率為10kW的電堆，并集成出當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)首臺(tái)最大規(guī)模的100kW/200kWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。中國(guó)電力科學(xué)研究院還因此首次對(duì)全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行了電網(wǎng)應(yīng)用性能的綜合測(cè)試，對(duì)其實(shí)際應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。
隨著電力市場(chǎng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)重視和需求的快速增加，以及全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)的日益成熟，2008年博融公司與大連化物所共同出資創(chuàng)立了大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司(簡(jiǎn)稱融科儲(chǔ)能)，希望能以這種企業(yè)化的運(yùn)作方式，加速推進(jìn)全釩液流電池實(shí)驗(yàn)室技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化。
“通過與電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、風(fēng)電運(yùn)營(yíng)企業(yè)‘產(chǎn)學(xué)研用’的緊密合作，大連化物所積極實(shí)施了全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)的工程應(yīng)用示范。這種市場(chǎng)引導(dǎo)技術(shù)發(fā)展，以產(chǎn)品定型和推廣應(yīng)用帶動(dòng)了新技術(shù)的開發(fā)。”張華民說。
記者了解到，大連化物所與融科儲(chǔ)能的分工合作中，前者側(cè)重于高性能、低成本的全釩液流電池關(guān)鍵材料和核心技術(shù)研發(fā)，以及新一代全釩液流電池電堆技術(shù)的開發(fā)。
融科儲(chǔ)能則側(cè)重于全釩液流電池材料的批量化、工程化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)，大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和集成，電池管理系統(tǒng)、能量控制策略的開發(fā)，以及為客戶提供定制化的儲(chǔ)能解決方案等。
據(jù)了解，融科儲(chǔ)能自成立以來，還積極與電網(wǎng)公司、電力設(shè)計(jì)院、可再生能源發(fā)電運(yùn)營(yíng)商合作，開展了全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、智能微電網(wǎng)等領(lǐng)域的示范，不斷提高技術(shù)的可靠性，探索儲(chǔ)能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)化運(yùn)行和商業(yè)化模式。
在產(chǎn)學(xué)研模式的推進(jìn)下，由融科儲(chǔ)能和大連化學(xué)物理研究所合作研制出全球最大規(guī)模的5MW/10MWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用示范工程，2013年年初在國(guó)電龍?jiān)垂痉◣?kù)縣臥牛石風(fēng)電場(chǎng)完成安裝并通過驗(yàn)收。
據(jù)悉，這是目前世界上第一套實(shí)際并網(wǎng)運(yùn)行的5MW級(jí)大型工業(yè)儲(chǔ)能裝置，使我國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)、成套產(chǎn)品生產(chǎn)等方面處于世界先進(jìn)水平。
通過與融科儲(chǔ)能的產(chǎn)學(xué)研合作，目前大連化物所在全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用示范方面已取得了豐碩成果，申報(bào)國(guó)家發(fā)明專*101件、國(guó)際專*6件，形成了完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。同時(shí)還積極參與歐洲液流電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，協(xié)調(diào)和推進(jìn)國(guó)際液流電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。
張華民說：“今后大連化物所還將繼續(xù)堅(jiān)持和深化產(chǎn)學(xué)研合作模式，加快推進(jìn)全釩液流電池的規(guī)�；瘧�(yīng)用。
