张华民：液流电池储能技术及工程应用

时间:2015-12-30 10:47来源:中国电池联盟网作者:西顾

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我们国家能源销售2012年是18亿，2013年是38.5万，去年40亿吨标准煤，80%是煤炭，一吨煤燃烧以后产生2.5吨二氧化碳，我算了一下世界上排放的二氧化碳300多亿吨，我们国家占1/4左右。有人说雾霾这个那个，我同意美国说的雾霾原因是燃煤，燃煤是产生二氧化碳之外粉尘、硫化物和氮氧化合物都是产生雾霾的主要原因。但是我们国家因为能源要消耗，雾霾的情况我感到是会一年比一年严重。

各国都在做一些能源转型规划，我们在能源供应当中占80%，可再生能源是风能和太阳能，但是它的一个特点就是不稳定，这是德国的例子，这边这个图是09年风情况，红点是风场的位置，另外一个是11年德国风场的情况，到处都是风电场。去年我坐火车去汉堡，不但有很多风场，在火车两面还有太阳能电站在草地上。

这是他们的一个能源发展规划，规划是这样变化的，每年是这样一个水平，它的可再生能源主要是太阳能和风电，预计在2020年整个在电力供应当中47%是靠可再生能源，所以德国现在的问题也是一个储能问题非常重要的，解决不稳定性等。

我们国家是什么情况，前天在国宏宾馆开这个会，有这样一个数据，我们国家今年的弃风大概是四百亿度电，这是什么概念，大家知道三峡工程，三峡工程以后，西南地区经常地震，很容易理解，本来地球很稳定，突然170米水深大的三峡工程，整个就不平衡，亚洲不平衡，它要亚洲再平衡，地壳不平衡，再压上去，底下受不了肯定要动弹动弹，而且投资就不用说了，还要移民，一年一个弃风等于半个三峡，仔细算一下，一般人都能算出来，为什么国家没有解决这个问题。

有储能以后可以把垃圾电变成优良品质的电，这个是日本人做的实验，蓝色的地方是这台风机从两点到两点半半个小时风机的输出，这样确实会对电网造成冲击，我们国家有很多电网瘫痪了，但是和储能配合起来，发的电多的时候就给你存起来，少的时候我就往外放电，到最后是这样的一个情况。有了储能装置以后就可以解决太阳能、风能的问题，国家开始重视储能，特别是今年10月份中共中央关于十三五规划的建议当中，我比较注意的是这两个字，储能，以前储能都是安排在职能电网里边，现在并在一起，而且把储能放在职能电网的前面，十二五的规划是我牵头做，最后归到职能电网，后来都被它拿掉了，是这样一个情况。

习主席13年到融科考察的时候说储能是重大课题，科技部给储能多少钱呢，你得研究它才行。储能的应用是各种各样的，从发电到输配电再到家庭这样一个情况，到现在世界的储能，很遗憾，储能99%是靠抽水储能，这一点是化学储能，因为这个电池只有日本可以做，时间关系不展开说了，是这么一块。刚才曹教授讲的铅酸电池等。

非常可喜的是国际上有什么动态，昨天有专家问我，我打一个比方，这个是今年上个月加拿大安大略省招标了一个项目，总共分九个储能项目，这九个当中，液流电池中标了四个，固态电池中标四个，压缩空气一个，比较小一点，固态电池包括锂离子电池，钠硫电池等。国际上开始重视液流电池，包括我们跟美国公司合作，明年有五个储能项目是液流电池中标的，一个是美国海军基地大的项目，24兆瓦时，因为美国要求军事基地必须有储能。还有谷歌公司，它的数据库要有备用电站，也是液流电池招标的，现在开始重视这个电池。

储能有很多种，有很多大的范围，刚才曹教授也讲过，这边是家庭、小区，包括锂离子电池，液流电池，液流电池适合大规模储能。从时间上讲，因为它是在各种储能当中，时间确实比较长，可以到几十个小时，一会儿跟大家说一下。

大规模储能当中它的条件是什么，我个人这么多年一直坚持三个条件，第一个是安全性，第二个是经济性，第三个是整个生命周期的环境友好性。这个是储能的规模，这些是世界上比较有名的世界咨询机构对储能市场的预算，后面肯定是不对的，我认为有点胡说八道，这个数字我也不敢同意，因为我不懂，是千亿美元的市场规模。那个是我们国家储能市场是有100多个G瓦的市场。

到底哪些电池在十年之内能够用，具体数据不敢赞同，因为没有做研究，但是趋势比较赞同，特别在我们国家一千多家企业在生产，规模比较大。

美国有一个计划，它也非常重视储能，支持了22个项目，包括超导储能，液流电池，固体电池，其他国家液流电池以外的叫固体电池，大家可以看到在这22个项目，液流电池占了12个，这是美国的一个情况，因为中国领导就说国外怎么做的，国外通过政府支持。

为什么时间可以做的非常长，因为电解液是存在外边的，罐子越大时间越长，几十个小时都是可以的，如果山洞上，做上防衬以后，时间更长。大致它的特点是百千瓦到百兆瓦的级别，使用寿命比较长，而且响应速度比较快。还有一点，还要加一个残质，有些电池用完以后残质是负的，有人说液流电池昂贵，实际一点也不昂贵，后边我还会涉及到这个问题。环境友好，为什么说环境友好，这块是接触板，里边的不是塑料就是碳，报废以后烧掉就行了，电解液还可以再继续用。

这个是根据公开的数据，我们算了一下，寿命周期有人问，度电成本，是这样一个数据，我们国家的资源也是比较丰富。还有液流电池的残质比较高，这是我们的团队，我是2000年回国以后研究液流电池，12年做了世界最大的五兆瓦、十兆瓦的系统，运行三年，非常稳定，再过半年不敢讲世界最大的，因为明年四月份要有一套15兆瓦、60兆瓦的系统，后年我们又敢讲是最大的，因为我们要做200兆瓦的，世界赶我们还要赶五年。

知识产权是比较全面的，已经授权80件，正在申请的是290多件，已经有申请号了，所以我们从整个系统当中，我们整个知识产权在这块还是比较好的。非常高兴12月18号我们拿到一个2015中国原创技术大奖，18号拿到以后，有人说到了它怎么那么好，可以用在汽车上，然后我说只能用在储能电站。电循环我们做了12420多次，日本报道1万3千次，因为一些步骤没有做完。说可靠，又安全，又不着火，说敢不敢在家里，我做报告我说自己家里面就安风能太阳发电，车库有液流电池储能装置，现在这个装置还在用，美国能源部负责储能的人说真的假的，我说真的，可不可以看，我说可以看，这是代表团访问的照片。

黑的地方，包括遮阳板，还有屋顶，这是在亦庄做的微电网的项目，这是液流电池储能系统，这个是在青海有一个无电区做的项目，这是世界最大五兆、十兆时的项目，国家做了很多项目，各个企业都做了很多，但是真正跟电网调度中心合在一起的，我敢讲我们是第一个，我们在辽宁省调度中心，其中有一个计算机就是我们的储能系统，根据电网的要求来做，我们已经实现了这种功能。第二代做成了集装箱式的，为了到国际市场，请德国做了一个认证，满足投放市场的需求，所以德国有两个项目，也跟美国合作，我们在美国华盛顿，用到职能电网上，并网的时候，副部长、州长都出席了并网仪式。

这是我们一个发展规划，我们建300兆的生产基地，这是施工图，明年一开始抓生产线，然后部分生产，2月份打产，可能这个有点来不及，因为现在基本拿到200兆瓦的订单。有人说液流电池比较贵，昂贵，一点也不贵，它的初始投资，现在对外卖的价格是3900块钱一个千瓦时，电池报废以后，因为电解液80%是钒，打一个折，残质是一半，1万2千块钱，残质就是两千块钱，目前成本是三千多块钱，有人说昂贵，我说一点也不昂贵。

18年以后，技术再进一步发展，成本是多少呢，这是我打的一个保险系数，大概是2200块钱左右，千瓦时越大，储能的时间越长越便宜，因为增加一个千瓦时也就是一千多块钱的成本，如果做十个小时，成本会更便宜。这张照片简单说一下，对于搞储能的人非常有用，因为一直在推储能与产业政策，我们也给国务院打过报告，现在风能、太阳能都有产业政策，包括电动汽车都有产业政策，就是储能没有产业政策，发展必须有产业政策。前中央政治局常委10月份带着一个班子去做调研，就是看产业化的现状，还有了解你们企业需要什么政策，我们就是仿照其他储能的政策，我们不敢奢侈电动汽车那样。前两天跟一个朋友吃饭，他说买了18台电动大巴车，我说为什么买那么多，最后付钱大概两万块钱一台，国家补助五十多万，我买上租出去，几个月就赚回来了。

这个是在大连开的安全会没有什么意义，有意义的是这位，国务院发展中心主任李伟，因为他给中央做政策建议，专门到我们企业去做调研，就是说产业化现状，对政策的要求。这是国家能源局刘奇都去做过调研，这说明一个什么问题，国家现在开始重视储能，估计明年吧。

我的汇报到此结束，谢谢。

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