作为新型储能技术路径之一,液流电池以安全、环保、绿色、经济的独特优势,近年来受到广泛关注,也为寻找清洁能源之路,指明了方向。但是液流电池的发展之路,也不是一蹴而就的。
你了解液流电池的前世、今生吗?
1. 能源危机与液流电池起源
1973年,第四次中东战争爆发,全球原油价格暴涨,出现第一次能源危机。
为应对暴涨的燃油价格,美国宇航局(NASA)在能源局支持下,提出“登月计划”,要研发一款可用于长期太空飞行的潜在替代能源,以期降低燃料成本,探索更深邃的宇宙。
科学家们纷纷开启寻找替代能源之路。次年,由于油价舒缓,美国能源局停止对NASA提供资金支持,研发之路放缓。
彼时,科学家劳伦斯·泰勒(Lawrence H. Thaller)还在刘易斯研究中心(现为格伦研究中心NASA Glenn Research Center)潜心研发。
纪念Lawrence H. Thaller博士 (1933-2022)
1976年,Thaller在报告中首次提出了液流电池概念(Redox Flow Battery)。
液流储能技术最早用于长期太空飞行的潜在替代能源(图片来源于NASA网站)
科学家们找到了将液流电池技术应用于航空以外的场景,并不断深入探索。比如,用于储存太阳能、风能。
科学家们当时筛选了多种氧化还原体系的电对,选择了铁-铬作为研究的切入方向。在设计中,它充当了太阳能和风能的“电子桶”,在需要时按照预测存储和输送电力。Thaller最初设计的储能系统,功率仅为1千瓦(高峰时为2千瓦)。
这也成为液流电池最初的应用模型,为其他科学家们的研发利用可再生能源奠定了宝贵的基础。
1978年,洛克希德·马丁公司的Adam G B. 等在 Final Report上发布的论文《Rechargeable alkaline zinc/ ferricyanide battery (可充电的碱性锌铁电池)》中提出了锌铁液流电池技术。此后,美国国家能源局也开始入局,专注研发锌铁液流电池技术。
但由于政策和资金问题,这个时期的液流电池研发,基本处于缓慢摸索阶段。
2. 液流电池进入全面发展
1979年,世界第二大石油出口国伊朗的政局发生剧烈变化,石油产量受到影响,第二次能源危机爆发。
正是这一次危机,让大多数的国家意识到,基于石油的能源体系无法满足长期稳定且自主可控的未来能源时代,如何开发新的能源技术、 转变能源战略正式摆上了台面。
这一次觉醒,将液流电池的发展推入了第二个阶段:全面发展。
经过在国外几十年长足发展,液流电池技术全面开花。根据电解液溶液的不同,涌现出了全钒、锌铁、锌溴、全铁等多种细分流派,展现了储能领域百家争鸣的景象。
3. 沉睡的雄狮苏醒:中国智造
二十一世纪初期,我国的光伏和风力发电技术得到了飞速发展,也为丰富新型储能的应用场景埋下了伏笔。
2020年,随着我国“双碳”目标的确立, 加速了能源结构由清洁能源替代化石能源的步伐。不可否认,市场需求与实际产能之间的矛盾越来越大。国家能源局等政府机构,一直强调储能项目的多样性和安全性才是重点,并不断出台法规和政策,支持我国清洁能源和新型储能的发展。
2022年的北京冬奥会秉持“绿色奥运”的理念,在赛会期间,利用液流电池储能站为奥运比赛场馆提供电力保障。但这并不是液流电池储能技术第一次出现在国内公众的视野中。早在2010年,液流电池产业化在我国取得了突破性进展,并于2016年建成15MW/60MWh的储能电站。
实现储能产业大规模的发展,首先技术上还要继续创新,增效降本。通过更多的示范项目,解决储能技术的可靠性和完善度,进一步提高产业化进程,最终实现大幅降低液流电池的度电成本。
4. 产能为王的时代来临
液流电池的发展,长期靠技术,短期靠模式,近期靠政策。
2018年,纬景储能将已经拥有40多年研发历史的技术——锌铁液流电池,引入国内。3年后完成了所有的国产化进程,将技术完全用中国产业链打造为产品。2021年10月,由纬景储能联合江西电建,在江西省上饶市200kW/600kWh“锌铁液流电池智慧能源示范项目”成功并网,这也是国际上首次实现兆瓦级锌铁材质液流电池示范应用。
今天,纬景储能正在江苏盐城、广东珠海等多地建设锌铁液流电池的“超G工厂”,开启液流电池大规模产业化之路,推动储能事业的发展。
能源是关乎每个行业成本和每个人生活成本的关键产业,而产能又是一切变革的根本。储能是未来能源的主流模式,不光能解决双碳问题,更能解决我们国家的能源安全战略。
属于中国的储能革命,已经到来。
