如果有一种产品,它能在电能过剩的时候将其贮存起来,等待电能不足之时,就把贮存好的电能拿出来,供全社会使用,缓解电能不足的困境,是不是很神奇?这就是目前方兴未艾的新型蓄电池产品——液流电池。
8月29日至30日在上海举行的2013燃料电池及液流电池技术与标准化研讨会上,来自中外的专家和业内人士一致认为,液流电池有着广阔的发展空间,但目前也遇到了不少发展瓶颈,如技术成熟度不够、成本居高不下、大规模量产困难等,而最为关键的瓶颈之一,还是质量的稳定性和可靠性以及标准化生产。
钒电池不平凡
20个千瓦级项目、7个兆瓦级项目,遍布中国、美国、西班牙等世界各地,当北京普能世纪科技有限公司产品开发总监尹海涛在研讨会上分享公司液流电池产品应用的案例时,不仅大家听得聚精会神,还把一系列问题抛给了他。
“项目里电池的效率能达到多少?”“成本控制在多少?”“质量稳定性和可靠性如何?”这一个个问题的背后,反映出业内人士对该产品的关心和关注。“通过项目的累积,我们获得了宝贵的经验和一手数据,也发现了很多问题,包括产品设计、可靠性验证、质量控制、产品成本等,都会成为影响整个产业发展的关键因素。毕竟目前市场还没有发展到没有这个产品不行,整个市场还没有完全成熟。”尹海涛说。
但液流电池表现出的良好品质,已经让专家和业内人士,对它的发展前景充满信心,尤其是液流电池的主力军——钒电池。液流电池是一种新型的大型电化学储能装置,它是利用正负极电解液分开,各自循环的一种高性能蓄电池,具有容量高、使用领域(环境)广、循环使用寿命长的特点,是目前的一种新能源产品。正负极全使用钒盐溶液的称为全钒液流电池,简称钒电池,不仅可以用作太阳能、风能发电过程配套的储能装置,还可以用于电网调峰,提高电网稳定性,保障电网安全。
“现在全球都比较重视可再生能源,可是由于可再生能源本身具有不连续、不稳定、不可控的特性,因此需要贮存装置,现在美国、日本等国家都在做储能计划和储能政府支持工作。好的储能产品,必须满足安全性、经济性、环境友好三大关键指标,目前液流电池被认为是最有发展前景的储能产品之一,因为它具有设计上比较灵活、规模比较大、寿命长、环境友好等诸多优点。”中国科学院大连化学物理研究所研究员张华民说,目前我国的液流电池以钒电池为主,其他的如锌溴电池、锌镍电池等相对规模都比较小。
“从理论上来说,全钒电解液十年以上不会坏,可以重复使用,而且废弃后的钒可以用来炼钢,即钒钢,目前我国的钒储量居世界第三位,具有丰富的资源优势。”上海神力科技有限公司总经理兼技术总监胡里清博士表示,我国自主研发的钒电池关键部件全钒液流电池隔膜,与世界其他国家的相关产品相比,并不占下风,这样为钒电池产业的发展提供了有力支撑。
以示范项目为主
据了解,目前液流电池项目在我国主要以示范项目为主,并未大规模量产,作为示范项目的使用者,国家电网就在张北专门建了一个液流电池示范项目。“总体来看,主要设备可靠性、质量问题不大,但小毛病也不少,说明需要企业从研发到产品质量都应该重视起来,有些指标也存在不理想的状况。”国家电网中国电力科学研究院电工与新材料研究所所长来小康说。
成本偏高、稳定性不够,尤其是质量仍待提升,成为与会人士的共识,也是目前困扰行业发展的瓶颈。“我们尽管做了很多的项目,但其实这些项目都是根据客户的需求定制的,并不是一个标准化的产品,这不利于整个产品的质量控制和大规模推广发展,因为除了产品开发、技术革新之外,标准化设计的产品,也很重要。”尹海涛说。
据介绍,目前我国已经颁布实施的有关液流电池标准一共有4个,两个行业标准和两个国家标准。行业标准主要是能源标准,国家标准主要是术语这样的基础标准。“液流电池技术现在发展很快,推动产业发展离不开标准化,我们正在制定我国的液流电池标准体系,包括基本标准、关键材料标准等。同时,我们也在积极参与欧洲一些标准的合作。”作为IEC(国际电工组织)两个技术委员会(IEC/TC 21二次电池标准化技术委员会 和IEC/TC105燃料电池标准化技术委员会)联合成立的标准工作组召集人的张华民表示,目前从国际、国内来讲,标准方面也有些重叠的地方。
一家美国公司曾在调研后指出,世界的液流储能市场在中国。或许从近年来国内液流电池行业蓬勃发展的态势来看,全钒液流电池在中国首先获得成功指日可待。“应当说,在这些液流电池产品中,近期最有应用前景和规模产业化的产品,当属钒电池。只要解决了成本问题,进一步提高质量,液流电池未来无限美好。”与会众专家一致表示。