當我們的手機電量不足時(shí)，隨身攜帶的充電寶可以幫助消除“電量焦慮”。如果一座城市因特殊情況停電了，有可以用于城市電網(wǎng)的超級“充電寶”嗎？由位于大連市高新區的大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“融科儲能”）研發(fā)的釩液流電池所組成的大型儲能電站，就可以完成這一使命。

融科儲能是一家由大連融科儲能集團股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“融科集團”）和中國科學(xué)院大連化物所合資成立的企業(yè)，主要從事釩液流電池儲能技術(shù)研發(fā)與儲能裝備銷(xiāo)售。面向可再生能源并網(wǎng)、電網(wǎng)穩定運行和高耗能企業(yè)綠色轉型三大目標市場(chǎng)領(lǐng)域，公司累計項目規模超過(guò)380萬(wàn)千瓦時(shí)（含在建）。

產(chǎn)研協(xié)同

今年年初，大連融科新型儲能技術(shù)創(chuàng )新及產(chǎn)業(yè)孵化平臺開(kāi)始建設。該平臺將打造“技術(shù)研發(fā)—工程實(shí)證—產(chǎn)業(yè)孵化”全鏈條創(chuàng )新生態(tài)體系，引領(lǐng)新型儲能向高端化、多元化、綠色化高質(zhì)量發(fā)展。

“平臺依托中國科學(xué)院大連化物所與融科儲能多年來(lái)在儲能技術(shù)研發(fā)方面的積累，聚焦液流電池等儲能前沿領(lǐng)域，搭建起一座連通原始創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)化應用的橋梁?；锼鶎⒊浞职l(fā)揮自身在儲能領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，為平臺提供全方位、多層次、全周期的技術(shù)支撐?！敝袊茖W(xué)院大連化物所副所長(cháng)李先鋒說(shuō)。

融科儲能與化物所的產(chǎn)學(xué)研協(xié)作發(fā)展由來(lái)已久。2005年，化物所成功研制出當時(shí)國內規模最大的10千瓦全釩液流電池儲能系統，邁出了全釩液流電池儲能技術(shù)應用的第一步。那時(shí)，從事高純釩化學(xué)品生產(chǎn)的大連博融新材料有限公司（融科集團前身）看到了儲能產(chǎn)業(yè)未來(lái)廣闊的發(fā)展前景，開(kāi)始與化物所合作。2008年，融科儲能成立。2016年，融科儲能建成規模大、現代化程度高的釩液流電池核心材料及儲能裝備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化制造基地。

如今，隨著(zhù)新能源產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，我國電力系統迎來(lái)更多挑戰，構建新型電力系統已成為必然要求。新型儲能從安全高效、低碳清潔、柔性靈活、智慧融合等多個(gè)方面支撐新型電力系統建設，成為新型電力系統高質(zhì)量發(fā)展的重要抓手。

“釩液流電池是通過(guò)釩離子的價(jià)態(tài)變化實(shí)現化學(xué)能與電能轉換，進(jìn)而實(shí)現電能存儲與釋放的新型儲能技術(shù)。與其他儲能技術(shù)相比有諸多特色優(yōu)勢。比如，安全性高，無(wú)起火、爆炸風(fēng)險；壽命較長(cháng)，日歷壽命25年以上。同時(shí)，釩在電池里不會(huì )消耗，可實(shí)現無(wú)限循環(huán)使用，電池材料回收、處理較為簡(jiǎn)單，生命周期內環(huán)境負荷低?！比诳苾δ芸偨?jīng)理王曉麗告訴記者，釩電池的技術(shù)特性決定了其適用于“大型新能源基地+儲能+特高壓”、規?；袃δ艿葓?chǎng)景，可作為解決大規模新能源消納和保障電網(wǎng)安全穩定運行的基礎設施進(jìn)行配建。

“要想推動(dòng)釩液流電池儲能技術(shù)創(chuàng )新和高質(zhì)量發(fā)展，光靠企業(yè)或者光靠高?？蒲性核疾恍?，必須強強聯(lián)合，實(shí)現‘1+1>2’的效果?！蓖鯐喳愓f(shuō)，化物所有較強的基礎科研實(shí)力，側重上游的高性能、低成本關(guān)鍵材料核心技術(shù)研發(fā)；融科儲能則更側重下游的釩液流電池材料、電堆的批量化產(chǎn)業(yè)化以及大規模儲能系統的設計和集成，并可為廣大客戶(hù)提供定制化的儲能解決方案。

持續創(chuàng )新

走進(jìn)融科儲能展示車(chē)間，紫、綠、藍、黃等顏色的釩電解液引人注目?！耙郧扳C主要應用于鋼鐵合金領(lǐng)域，以提高鋼的防腐性和韌性。而我們應用的釩則主要來(lái)自鋼鐵冶煉后產(chǎn)生的鋼渣?！比诳苾δ芸偣こ處焺⒆诤普f(shuō)，生產(chǎn)釩電解液的原料來(lái)自釩鈦磁鐵礦，在煉鋼過(guò)程中，釩會(huì )富集到鋼渣中，再經(jīng)過(guò)處理，最終變成釩的初級產(chǎn)品。從釩的初級產(chǎn)品到系統控制集成，融科儲能一步步持續創(chuàng )新，不斷取得新突破。

隨著(zhù)“雙碳”目標的持續推進(jìn)，釩液流電池儲能迎來(lái)了巨大的發(fā)展機遇。王曉麗坦言：“我國正加快推進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )綠色低碳轉型，持續不斷的研發(fā)創(chuàng )新讓我們有了在市場(chǎng)上廣泛應用的底氣?！?/p>

釩液流電池儲能的快速發(fā)展，離不開(kāi)釩電解液等關(guān)鍵材料以及電堆、系統集成與控制集成的持續創(chuàng )新?！肮就ㄟ^(guò)研發(fā)創(chuàng )新，提升產(chǎn)品性?xún)r(jià)比，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求?！蓖鯐喳惤榻B，公司研發(fā)團隊持續進(jìn)行配方開(kāi)發(fā)，增大能量密度，提高釩的利用率，擴大釩電解液的溫度窗口，用更寬的窗口降低輔助能耗。在生產(chǎn)環(huán)節，公司推進(jìn)流程優(yōu)化，減少中間環(huán)節，降低釩電解液的生產(chǎn)成本，增加規模效應。在電堆創(chuàng )新方面，公司進(jìn)行結構設計升級，提高電堆的功率密度。

從釩材料到電解液、電堆研發(fā)和制造，再到整個(gè)系統的集成，融科儲能持續推進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng )新。劉宗浩告訴記者，材料、電堆都是“部件”，而系統集成與控制集成更為關(guān)鍵。公司正不斷提高系統集成率，并積極建設全自動(dòng)化車(chē)間，提升智能化水平。

推廣應用

5月28日，在新疆昌吉州吉木薩爾縣，吉木薩爾20萬(wàn)千瓦/100萬(wàn)千瓦時(shí)釩液流新型儲能項目并網(wǎng)發(fā)電。該項目使用的儲能裝備就是由融科儲能供應的。

“這些儲能裝備具有調峰調頻的作用，是保證電網(wǎng)安全穩定運行的關(guān)鍵因素?！眲⒆诤普f(shuō)，電力供應有明顯的峰谷期，用電低谷時(shí)雖用電量下降，但發(fā)電廠(chǎng)并不會(huì )停工，會(huì )造成部分電力浪費。這時(shí)儲能調峰電站就會(huì )收集余電，將電能轉化為化學(xué)能儲存起來(lái)；在用電高峰時(shí)，將之前儲存于電池中的化學(xué)能轉化為電能進(jìn)行放電釋放出來(lái)，保證電網(wǎng)的安全穩定運行。

“在特殊情況下，我們的釩液流電池儲能裝備可以為大連市一級負荷提供緊急供電?！蓖鯐喳惛嬖V記者。另外，在一些地方的城中村改造項目過(guò)程中，隨著(zhù)用電負荷增加，如果原有的電力配套不能滿(mǎn)足需求，釩液流電池也可以有效延緩擴容問(wèn)題。

如果只是城市用電系統的線(xiàn)路斷了，而發(fā)電廠(chǎng)沒(méi)問(wèn)題，全釩液流電池儲能裝備可以變?yōu)椤俺潆妼殹?；但如果發(fā)電廠(chǎng)停機，沒(méi)有發(fā)電源，就要輪到“黑啟動(dòng)電源”發(fā)揮作用。

黑啟動(dòng)，是一個(gè)電力學(xué)術(shù)語(yǔ)，是指整個(gè)系統因故障停運后，系統幾乎全部停電，處于全“黑”狀態(tài)，不依賴(lài)別的網(wǎng)絡(luò )幫助，通過(guò)系統中具有自啟動(dòng)能力的發(fā)電機組啟動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)能力的發(fā)電機組，逐漸擴大系統恢復范圍，最終實(shí)現整個(gè)系統的恢復?！耙坏┱麄€(gè)電網(wǎng)失電，由釩液流電池所組成的大型儲能電站可以立刻成為電網(wǎng)發(fā)電機‘黑啟動(dòng)電源’，它會(huì )啟動(dòng)鄰近的電廠(chǎng)來(lái)恢復整個(gè)電網(wǎng)的正常運行?！蓖鯐喳愓f(shuō)。

“新型儲能產(chǎn)業(yè)將延續快速發(fā)展態(tài)勢，在未來(lái)的電力系統中扮演不可或缺的重要角色?！比诳萍瘓F董事長(cháng)劉延輝說(shuō)，“我國的釩儲量和產(chǎn)量均居世界首位，為釩液流電池儲能行業(yè)發(fā)展提供了資源優(yōu)勢。同時(shí)，經(jīng)過(guò)融科儲能及產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴的共同努力，目前已經(jīng)實(shí)現技術(shù)端和產(chǎn)業(yè)端的完全自主可控。未來(lái)，釩液流電池儲能將成為新型電力系統關(guān)鍵基礎裝備，我們對此很有信心?！?