2015年6月3日，由國(guó)家能源局指導(dǎo)，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）與杜塞爾多夫展覽（上海）有限公司共同主辦的“儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)2015”在北京召開。在儲(chǔ)能技術(shù)分論壇上，清華大學(xué)王保國(guó)教授發(fā)表題為《堅(jiān)持四項(xiàng)基本準(zhǔn)則 發(fā)展液流電池儲(chǔ)能技術(shù)》的演講，以下為演講內(nèi)容。
清華大學(xué)教授 王保國(guó)：
堅(jiān)持“四項(xiàng)基本準(zhǔn)則”和我國(guó)整體能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排的國(guó)策相關(guān)。目前，我國(guó)在大力發(fā)展純電動(dòng)汽車，發(fā)展可再生能源，儲(chǔ)能的戰(zhàn)略意義在于一手拉動(dòng)電動(dòng)汽車，一手拉動(dòng)能源發(fā)展。在2014-2025國(guó)家能源戰(zhàn)略中，明確提到了儲(chǔ)能。現(xiàn)在儲(chǔ)能技術(shù)層出不窮，將來(lái)經(jīng)過(guò)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，必然會(huì)淘汰掉其中一部分，因此也希望在座的研究人員、投資方和企業(yè)能夠理性思考，不要走錯(cuò)路。
在儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方面，我們從專業(yè)層面上提出四項(xiàng)基本準(zhǔn)則。
第一是安全性，要優(yōu)先選擇具有安全特征的技術(shù)，比如水溶液就不容易著火、爆炸。在這里我們并不是說(shuō)鈉硫電池不好，但鈉硫電池需要的條件比較苛刻。另外，也要避免使用可燃性氣體。第二，要堅(jiān)持資源可持續(xù)原則。我們需要考慮電池消耗的資源是不是可以再利用？如果不能再利用，將來(lái)的價(jià)格將會(huì)無(wú)法控制。第三是環(huán)境友好。現(xiàn)在環(huán)境法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，我們?cè)谑褂眠^(guò)程中不能只看一個(gè)產(chǎn)品，還要從原材料生產(chǎn)、制造、使用等整個(gè)生命周期來(lái)考量，是否符合環(huán)境要求。第四個(gè)原則是社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益原則。企業(yè)的目的是要賺錢，因此儲(chǔ)能技術(shù)一定要能夠創(chuàng)造價(jià)值。如果一種新研發(fā)的技術(shù)不能產(chǎn)生新的社會(huì)價(jià)值，就無(wú)法給社會(huì)創(chuàng)造新的財(cái)富。
綜合以上四項(xiàng)基本準(zhǔn)則，目前真正能達(dá)到要求的儲(chǔ)能技術(shù)還很少。我們經(jīng)過(guò)多次比較，結(jié)合技術(shù)效益、規(guī)模化發(fā)展和成本效益等方面，最終用的最多的還是鉛蓄電池。
我們現(xiàn)在做了一些集中發(fā)電項(xiàng)目、規(guī)模電網(wǎng)體系、分布式發(fā)電等，要實(shí)現(xiàn)特定功能的時(shí)候，要符合科學(xué)原理來(lái)進(jìn)行設(shè)備匹配，以便在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面都達(dá)到要求。現(xiàn)在，儲(chǔ)能行業(yè)在國(guó)家創(chuàng)新領(lǐng)域講，主要是研究大規(guī)模儲(chǔ)能，比如壓縮空氣和抽水蓄能都屬于大規(guī)模儲(chǔ)能。
在四項(xiàng)基本準(zhǔn)則指導(dǎo)思想下，清華大學(xué)從10年前開始研究液流電池，到現(xiàn)在為止已經(jīng)發(fā)展了20多個(gè)體系。這些體系中的技術(shù)問(wèn)題，都是技術(shù)人員扎扎實(shí)實(shí)的研究出來(lái)的，包括電解液、隔膜、電極反應(yīng)、放電技術(shù)等。
我們?cè)谠牧虾图夹g(shù)方面不斷突破，目前液流電池已經(jīng)可以做到規(guī)模大、壽命長(zhǎng)、成本低，而且安全可靠。釩電池在壽命和安全性上有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但是能量密度略有點(diǎn)低，在新能源車上用作電源不適合。
“十二五”期間，我們課題組在電解液、電堆裝備制造及運(yùn)行監(jiān)測(cè)方面取得了很大進(jìn)步。目前，我們已經(jīng)開發(fā)出了兩種不同規(guī)格的5千瓦電堆，由清華大學(xué)提供技術(shù)，成都的一家公司實(shí)施操作，電堆的能源效率已經(jīng)超過(guò)了17%。
我們從2004-2005年左右開始研究這種技術(shù)，而且完全是基于中國(guó)制造和中國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)研發(fā)。我們希望在性能上可以與國(guó)外進(jìn)行比拼，但性價(jià)比上要領(lǐng)先國(guó)際水平。
在工業(yè)規(guī)模制備膜方面，我們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行考驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其能量效率基本上保持在80%，電流密度大約在80-110的區(qū)間內(nèi)；另外，電解液我們使用了從釩萃取的工藝流程，可以形成每年110兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能電解產(chǎn)能；我們現(xiàn)在開發(fā)的15千瓦電堆，能量效率可以達(dá)到70%，而且通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)、提升材料性能，這一數(shù)據(jù)還可以提升。
現(xiàn)在，我國(guó)在釩電池方面的投資還不到一個(gè)億，而且參與的團(tuán)隊(duì)也寥寥無(wú)幾，這也為釩電池的后續(xù)發(fā)展留下很多空間。我們希望通過(guò)研究可以形成獨(dú)立自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在關(guān)鍵材料和電堆技術(shù)、材料裝備和生產(chǎn)技術(shù)方面形成系列專題研究。
我們研發(fā)的一種隔膜拿到了2014年的中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。這項(xiàng)技術(shù)從2009年提出，已經(jīng)拿到了日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明博覽會(huì)的特別金獎(jiǎng)，獲得了國(guó)際同行的認(rèn)可。
我們課題組希望用四項(xiàng)基本準(zhǔn)則來(lái)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行考驗(yàn)評(píng)價(jià)，看哪些技術(shù)適合未來(lái)發(fā)展前景，減少社會(huì)投資和研究方面的浪費(fèi)，讓儲(chǔ)能技術(shù)在進(jìn)一步發(fā)展的同時(shí)，取得一定的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
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