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青海百能汇通孟琳:锌溴液流电池发展以及在新能源中的应用

北极星储能网  来源:北极星储能网    2018/8/2 18:12:44  我要投稿  

北极星储能网讯:储能改变了电力生产、输送和使用必须同时进行的模式,在电网中的作用越来越重要,储能在电力产业链中应用包括可再生能源并网、辅助服务、电网侧、用户侧等领域,根据联盟数据电化学储能累计装机已达到390MW,近年来在辅助服务和用户侧的应用比例有所增加。锌溴液流电池最早是由美国埃克森公司发明的,由电堆和储液罐组成。电堆为核心功率器件,和其他液流电池一样采用双极性结构;储液罐是储存电解液的场所,决定系统的容量。

——摘自2018中国储能西部论坛孟琳发言

2018年8月2日中国储能西部论坛在青海海东举办。本次会议由青海省政府指导,海东市政府、黄河水电、中关村管委会主办,海东科技园、中关村储能产业技术联盟、中国能源研究会储能专委会、北京能高承办。在“西部各区域储能典型应用探讨”环节,青海百能汇通副总经理孟琳做了“锌溴液流电池发展以及在新能源中的应用”的演讲,以下为演讲全文。

孟琳:各位嘉宾,大家下午好,我是来自青海百能汇通新能源科技有限公司的孟琳。作为园区企业,非常感谢海东科技园及中关村储能联盟能够提供这样一个宝贵的机会,在此次会议室我将对我们百能汇通近年来在锌溴液流电池方面所做的工作进行一个介绍。。

我的介绍分为以下四个部分,一方面是行业技术背景,第二个是公司介绍。第二个是锌溴液流电池产品介绍,最后是锌溴液流电池在项目中的一些应用。

储能在电力系统中的作用已经为大家所熟知,在发电、输电、配电、用电等多个环节都有涉及,储能改变了电力生产、输送和使用必须同时进行的模式,在电网中的作用越来越重要;

储能在电力产业链中应用包括可再生能源并网、辅助服务、电网侧、用户侧等领域,根据联盟数据电化学储能累计装机已达到390MW,近年来在辅助服务和用户侧的应用比例有所增加。

《去年7月,国家出台了储能产业发展的指导意见,在重点任务中提到推进储能提升可再生能源利用水平示范,个人感觉这项任务与目前青海和西部新能源发展关系比较密切,按照青海省规划,希望未来能实现长期100%清洁能源供电,另一方面目前面临较严重的弃风弃光、限发问题,因此如何推动储能与可再生能源的协调发展,建立补偿机制以及能够实现储能的多重价值,目前来说非常重要。

对于储能技术的分类,大家都比较了解了,比如说物理储能、化学储能、电气储能等。在这里我重点介绍一下锌溴液流电池,锌溴液流电池最早是由美国埃克森公司发明的,由电堆和储液罐组成。电堆为核心功率器件,和其他液流电池一样采用双极性结构;储液罐是储存电解液的场所,决定系统的容量。

锌溴电池有以下几个特点:1、低成本。电池关键材料极板及隔膜材料均为塑料基材添加功能性的材料组成,不含贵金属,且可回收利用。电解液为溴化锌溶液,溴化锌为一种常见的油田化学品,价格低廉且易获得。

2、长寿命,正负极电解液均为溴化锌溶液,不存在电解液的交叉污染问题,电解液的理论使用寿命无限;电池可以频繁进行100%的充放电,电堆深充放寿命为3000次,可通过更换电堆延长系统寿命。

3、模块化,锌溴液流电池能量密度介于锂电和铅酸电池之间,可以设计成小型的模块化产品,模块功率和能量相对独立,可以根据需求做一些灵活的配置。另外模块作为基本单元通过串并联可迅速组成大规模系统。这种方式的好处是在运行过程中,如果出现问题,可将模块及时切出并更换,不影响整体系统运行。

4.在环保安全方面,液体电池中电解液的流动有利于电池系统的热管理,可有效避免过热超温问题,更不会发生起火爆炸。电池各材料均可回收利用,对环境友好。

锌溴液流电池,目前国内外都有一些公司做,比如说美国ZBB公司一直做这锌溴液流电池相关工作,而且跟国内鑫龙电器成立合资公司开发国内储能市场。

另外是澳大利亚上市公司RedFlow公司,主要针对本国地广人稀的地理特点,研发以锌溴液流电池为核心的离网型中小型光储独立供电系统。

美国的Primus Power公司也一直从事锌溴液流电池开发,目前主要产品为25kw125kwh模块,目前primus power也在国内有一些项目和企业合作。

国内方面,除百能汇通外,大连化物所、安徽美能、陕西华银科技等都在做锌溴电池的研发及产业化工作。

接下来我来介绍一下公司情况,百能汇通的控股公司是上市公司深圳市兆新能源股份有限公司,公司是一家以电力储能为核心技术的国家高新技术企业,主要是致力于为用户提供方便、高效、安全可靠的“储能+”智慧能源方案。

作为百能汇通的全资子公司,青海百能是2012年成立的,也是科技园首批入驻企业,,占地35亩,注册资金5000万元,主要进行液流电池材料、产品研发、储能系统开发集成以及以光储充一体化解决方案为核心技术的能源互联网业务。

近年来我们在液流电池,储能应用方面获得的一些科研项目及荣誉。作为青海省唯一一家企业承担了国家能源局首批“互联网+”智慧能源示范项目,主要在青海省内园区、景区、交通枢纽及高速服务区等建设光储充电站,建设充电设施网络,基于能源互联网提供绿色出行服务。

另外我们也承担了一些省级科研项目,如重大科技专项、科技支撑计划、重点研发转化等,同时获批组建了青海省液流电池工程技术研究中心,也是国内唯一一家省级锌溴液流电池工程技术研究中心,同时在国际方面也获得了一些荣誉。

在研发方面,主要有几个方面,一个是电池关键材料,样机和相关的研发设备,受自主研发和国内首创的,同时材料的技术指标已达到国际先进水平,有些材料目前已对国外进行供货,同时锌溴液电池集成方面的技术,像DC—DC、激光焊接等都是通过自主研发实现的。

这是我们的专利情况,软件著作权以及参与制定的一些行业标准。

在产能方面,我们现在有两个生产基地,一个是保定百能汇通,主要是材料及电池产业化基地,厂房面积5千平米,电池材料设计年产能可达200MWH,电池年产能可达50MWH;另一个生产基地青海百能汇通主要进行储能模块的组装、系统集成及项目应用。

目前我们锌溴液流电池相关产品分为几类:

一是关键材料,如双极板材料。目前双极板材料除了用在锌溴液流电池,也可在全钒液流电池中进行应用,目前已有部分厂家和项目开始使用。

还有微孔隔膜材料,这种隔膜允许小分子和离子自由穿透,但溴络合物不能通过,这样阻挡了正极活性物质向负极扩散引起的自放电。隔膜平均孔径十几纳米,最大孔径不超过80纳米,目前已经给国外相关用户进行供货。

这是我们目前做的一个比较小的模块化产品,它的规格是5kw20kwh,内部采用的48V电堆,放电曲线的特点在于末端由于锌在极板上耗尽电压迅速跌落。

我们以小的模块去做排列的组合,通过串并联组成MWH系统,这是一套250千瓦,4小时1MWH系统,直流侧电压是0—400—600,0V为液流电池的初始启动电压,循环寿命6000次。

我把锌溴液流电池几个代表性的项目介绍一下。

一个是黄河水电百兆瓦光伏发电实证基地20MW储能项目,这里面有三元锂电、磷锂、锌溴液流电池、全钒液流电池。我们在这个项目中提供了1MWH的锌溴液流电池系统,这是1MWH锌溴液流电池交流配电和直流配电设计。这个项目里业主提供了交流电接入,不需要通过储能系统提供给内部交流负载如空调、消防等负载。

另外我们正在做的是在华能拓日格尔木光伏电站的一个复合型储能系统,设计容量为5MW6MWH,采用1MW4H锌溴液流电池及4MW0.5h的锂离子电池;锂离子电池用作短期功率调节,锌溴液流电池用作长时间的能量搬运。主要功能包括:

能量搬运减少“弃光、限发”;跟踪计划出力,提高电站实际出力与光功率预测曲线的准确度;平滑功率;电网辅助服务平滑功率波动,提高发电质另外还有一些小的项目,比如说华电集团南京浦口智能电网产业园项目,北京市延庆区新能源基地微电网项目,还有原子城国家爱国主义教育基地光储充电站项目,这个项目是青海省2015年科技支撑计划项目,采用了光伏停车位+充电桩+锌溴和锂电结合的复合储能系统解决方案,同时还提供了移动充电系统,是青海省第一座光储充电站,另外还有像国网公司韵家口风光水储示范工程项目,也是我们青海省内项目。

好的,我就介绍到这里,谢谢大家!

(根据中国储能西部论坛现场速记整理,未经嘉宾审阅)

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