4月24-26日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日下午的“儲能電站與技術(shù)應用（三）”專場，國家能源集團北京低碳清潔能源研究院新能源技術(shù)研究中心創(chuàng)新儲能技術(shù)部門經(jīng)理劉慶華在會上分享了主題報告《新一代液流電池儲能技術(shù)開發(fā)》，以下為演講實錄：

劉慶華：大家下午好！我今天的主題是新一代液流電池儲能技術(shù)開發(fā)。首先介紹一下我們集團，我們主要的業(yè)務板塊有八個，包括煤炭、火電、新能源、水電、運輸、化工以及其他方面。我們單位低碳院目前有700多名員工，主要從事技術(shù)研發(fā)，在德國有一個光伏基地，在美國有一個研發(fā)中心，同時有兩個下屬的子公司。

過去兩天，大家談到了很多關(guān)于儲能技術(shù)的各種標準還有每個人的一些思考。我也是列出了評價儲能技術(shù)，尤其大規(guī)模儲能技術(shù)的主要指標。我不想重復所有指標了，但是我想提的是有三個S。第一個是資源可利用性，還有安全，還有就是成本。美國能源部有一個標準，儲能技術(shù)如果能大規(guī)模實現(xiàn)應用，必須達到火力發(fā)電的成本水平，以80%的效率，5000循環(huán)，算起來LCOE的成本就是這個。關(guān)于資源的有效性和資源的可利用性，有幾個關(guān)鍵技術(shù)大家都知道。鋰元素的豐度是20PPM，排32位，釩是160PPM，排20位，銅是50PPM，大概排在第26位。我們理解，最終儲能的競爭可能是一個長期的資源競爭。今天和昨天也聽了很多報告，大家都有很多非常樂觀的預測，在做預測時一定要考慮資源的有效性。這里列出了一個主要的儲能技術(shù)和應用場景。這些儲能技術(shù)基于它的原理進行了劃分。大家通常是從儲能的容量和功率這兩個維度去考慮，實際是遠遠不夠的。把前面八個標準放進去一定是多維度的?，F(xiàn)在我們的技術(shù)和市場方面完全達不到量身訂作。針對市場去開發(fā)相應的產(chǎn)品，在研發(fā)這一塊應該加快研發(fā)的力度和投入。

我們選擇的項目是液流電池項目。是基于它的原理和自身獨特的優(yōu)點。它不存在起火爆炸的因素，這是我們比較看中的一點。同時它的殘值比較高，對于電解液的回收來講，它就是一個簡單化學品的回收。目前有成熟的技術(shù)來回收，不需要重新開發(fā)回收電解液的技術(shù)。目前至少有兩家公司，一家瑞士公司一家美國公司已經(jīng)將某些液流電池用在汽車上面。而且已經(jīng)做出了實際的樣車。液流電池主要依據(jù)其采用的活性物質(zhì)分類，目前已經(jīng)報道的體系超過一百種，活性物質(zhì)的種類對電池的性能和應用領域起決定作用。我們把活性的物質(zhì)放在二維圖里面?；?08個項目的不完全統(tǒng)計，商業(yè)示范這一塊目前有六種技術(shù)，前三位大概占了所有示范項目的九成。2017年底之前，最大的是德國的項目，是700兆瓦。如果所有項目都順利建成，可以超過一個GW。我們得出的結(jié)論是經(jīng)過近些年的發(fā)展，液流電池已經(jīng)具備競爭的能力。但是還存在問題。典型功率密度數(shù)據(jù)是100加減20毫瓦每平方厘米。能量密度這一塊剛才提到，能量密度偏低，體積同時比較大。最主要問題就是成本，現(xiàn)在典型成本在4500元人民幣。通過技術(shù)進步這個事情是可以解決的，但是會很慢。我們想有沒有突破性的技術(shù)把時間軸往前移。

我們也在嘗試，理論上這個事是行得通的。當前液流電池的成本和功率密度的關(guān)系。這里不再重復。成本在800美元左右。當我們功率密度提到200以上，這個成本會迅速地下降。我們瞄準的就是200-600區(qū)間。另外一個考量就是剛才介紹了我們集團，我們集團也比較特殊，同時具備了上游供應商和下游客戶兩個屬性。我們最大的業(yè)務還是煤炭，同時有非常成熟的煤化工技術(shù)。出來的產(chǎn)品經(jīng)過深度加工都可以成為液流電池的材料。同時，在風力發(fā)電、運輸以及煤化工和煤礦在儲能這一塊都有非常巨大的市場。風力發(fā)電目前是全世界最大的，超過35GW的裝機容量。我們確定了這個技術(shù)的開發(fā)路線圖。第一步，就是要把電堆的功率密度做上去。功率密度更高，體積更小，但是輸出不變。第二步要把電解液的濃度提上去。這兩個分別是第一代第二代技術(shù)。我們是從2016年初開始做這個事情。主要是剛才提到第一代。到今年經(jīng)過小試，初步的中試，準備開始做示范。相對探索成功的東西會進入上面商業(yè)化路徑來進一步加深技術(shù)的實力，同時我們最早的定位也是一定做這種原創(chuàng)性的想法。把我們的想法真正地實現(xiàn)出來。

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這里向大家匯報一個簡單的進展。小試這一塊最主要指標功率密度做到1050毫瓦每平方厘米。不光我們在做，也有幾家在做這個嘗試。商業(yè)化的電堆一般是在100毫瓦每平方厘米。我們小試成功以后進行了放大，目前的電堆典型的基礎模塊比較大的是五千瓦，效率和商業(yè)化相當，但是功率密度和電流密度要高兩到三倍。我們有完整的測試平臺，從小試到中試一直到流體力學模擬能力。我們也進行了一些探索，主要做了兩方面工作。第一個是做了電級材料，電級材料用的是碳纖維，我們專門有一個碳組，把碳纖維做出來。將碳纖維做成了碳電極。這個材料的附加值很高，但是我們的原料成本很低。另外一個，是一個復合材料，雙極板材料可以同樣用在燃料電池上。

最后是一個總結(jié)，典型的還是這個技術(shù)，剛才提的第一代高功率密度技術(shù)，一個是電堆的小型化，一個是功率密度高。有了這兩點之后最終實現(xiàn)了電池低成本，化同時進一步降低儲能模塊的成本。這里向大家匯報了我們這個項目的進展。液流電池本身這個行業(yè)目前還是規(guī)模比較小，相應的研發(fā)單位和企業(yè)也不多。這里也是呼吁大家團結(jié)起來一起推動這個領域的開發(fā)。希望有機會和大家進行交流，謝謝各位！