當我們的手機電量不足時，隨身攜帶的充電寶可以幫助消除“電量焦慮”。如果一座城市因特殊情況停電了，有可以用于城市電網的超級“充電寶”嗎？由位于大連市高新區(qū)的大連融科儲能技術發(fā)展有限公司（以下簡稱“融科儲能”）研發(fā)的釩液流電池所組成的大型儲能電站，就可以完成這一使命。

融科儲能是一家由大連融科儲能集團股份有限公司（以下簡稱“融科集團”）和中國科學院大連化物所合資成立的企業(yè)，主要從事釩液流電池儲能技術研發(fā)與儲能裝備銷售。面向可再生能源并網、電網穩(wěn)定運行和高耗能企業(yè)綠色轉型三大目標市場領域，公司累計項目規(guī)模超過380萬千瓦時（含在建）。

產研協同

今年年初，大連融科新型儲能技術創(chuàng)新及產業(yè)孵化平臺開始建設。該平臺將打造“技術研發(fā)—工程實證—產業(yè)孵化”全鏈條創(chuàng)新生態(tài)體系，引領新型儲能向高端化、多元化、綠色化高質量發(fā)展。

“平臺依托中國科學院大連化物所與融科儲能多年來在儲能技術研發(fā)方面的積累，聚焦液流電池等儲能前沿領域，搭建起一座連通原始創(chuàng)新與產業(yè)化應用的橋梁?；锼鶎⒊浞职l(fā)揮自身在儲能領域的技術優(yōu)勢，為平臺提供全方位、多層次、全周期的技術支撐。”中國科學院大連化物所副所長李先鋒說。

融科儲能與化物所的產學研協作發(fā)展由來已久。2005年，化物所成功研制出當時國內規(guī)模最大的10千瓦全釩液流電池儲能系統，邁出了全釩液流電池儲能技術應用的第一步。那時，從事高純釩化學品生產的大連博融新材料有限公司（融科集團前身）看到了儲能產業(yè)未來廣闊的發(fā)展前景，開始與化物所合作。2008年，融科儲能成立。2016年，融科儲能建成規(guī)模大、現代化程度高的釩液流電池核心材料及儲能裝備研發(fā)和產業(yè)化制造基地。

如今，隨著新能源產業(yè)不斷發(fā)展，我國電力系統迎來更多挑戰(zhàn)，構建新型電力系統已成為必然要求。新型儲能從安全高效、低碳清潔、柔性靈活、智慧融合等多個方面支撐新型電力系統建設，成為新型電力系統高質量發(fā)展的重要抓手。

“釩液流電池是通過釩離子的價態(tài)變化實現化學能與電能轉換，進而實現電能存儲與釋放的新型儲能技術。與其他儲能技術相比有諸多特色優(yōu)勢。比如，安全性高，無起火、爆炸風險；壽命較長，日歷壽命25年以上。同時，釩在電池里不會消耗，可實現無限循環(huán)使用，電池材料回收、處理較為簡單，生命周期內環(huán)境負荷低?！比诳苾δ芸偨浝硗鯐喳惛嬖V記者，釩電池的技術特性決定了其適用于“大型新能源基地+儲能+特高壓”、規(guī)?；袃δ艿葓鼍?，可作為解決大規(guī)模新能源消納和保障電網安全穩(wěn)定運行的基礎設施進行配建。

“要想推動釩液流電池儲能技術創(chuàng)新和高質量發(fā)展，光靠企業(yè)或者光靠高?？蒲性核疾恍校仨殢姀娐摵?，實現‘1+1>2’的效果。”王曉麗說，化物所有較強的基礎科研實力，側重上游的高性能、低成本關鍵材料核心技術研發(fā)；融科儲能則更側重下游的釩液流電池材料、電堆的批量化產業(yè)化以及大規(guī)模儲能系統的設計和集成，并可為廣大客戶提供定制化的儲能解決方案。

持續(xù)創(chuàng)新

走進融科儲能展示車間，紫、綠、藍、黃等顏色的釩電解液引人注目?！耙郧扳C主要應用于鋼鐵合金領域，以提高鋼的防腐性和韌性。而我們應用的釩則主要來自鋼鐵冶煉后產生的鋼渣?！比诳苾δ芸偣こ處焺⒆诤普f，生產釩電解液的原料來自釩鈦磁鐵礦，在煉鋼過程中，釩會富集到鋼渣中，再經過處理，最終變成釩的初級產品。從釩的初級產品到系統控制集成，融科儲能一步步持續(xù)創(chuàng)新，不斷取得新突破。

隨著“雙碳”目標的持續(xù)推進，釩液流電池儲能迎來了巨大的發(fā)展機遇。王曉麗坦言：“我國正加快推進經濟社會綠色低碳轉型，持續(xù)不斷的研發(fā)創(chuàng)新讓我們有了在市場上廣泛應用的底氣?！?/p>

釩液流電池儲能的快速發(fā)展，離不開釩電解液等關鍵材料以及電堆、系統集成與控制集成的持續(xù)創(chuàng)新。“公司通過研發(fā)創(chuàng)新，提升產品性價比，滿足市場需求。”王曉麗介紹，公司研發(fā)團隊持續(xù)進行配方開發(fā)，增大能量密度，提高釩的利用率，擴大釩電解液的溫度窗口，用更寬的窗口降低輔助能耗。在生產環(huán)節(jié)，公司推進流程優(yōu)化，減少中間環(huán)節(jié)，降低釩電解液的生產成本，增加規(guī)模效應。在電堆創(chuàng)新方面，公司進行結構設計升級，提高電堆的功率密度。

從釩材料到電解液、電堆研發(fā)和制造，再到整個系統的集成，融科儲能持續(xù)推進產業(yè)鏈創(chuàng)新。劉宗浩告訴記者，材料、電堆都是“部件”，而系統集成與控制集成更為關鍵。公司正不斷提高系統集成率，并積極建設全自動化車間，提升智能化水平。

推廣應用

5月28日，在新疆昌吉州吉木薩爾縣，吉木薩爾20萬千瓦/100萬千瓦時釩液流新型儲能項目并網發(fā)電。該項目使用的儲能裝備就是由融科儲能供應的。

“這些儲能裝備具有調峰調頻的作用，是保證電網安全穩(wěn)定運行的關鍵因素?！眲⒆诤普f，電力供應有明顯的峰谷期，用電低谷時雖用電量下降，但發(fā)電廠并不會停工，會造成部分電力浪費。這時儲能調峰電站就會收集余電，將電能轉化為化學能儲存起來；在用電高峰時，將之前儲存于電池中的化學能轉化為電能進行放電釋放出來，保證電網的安全穩(wěn)定運行。

“在特殊情況下，我們的釩液流電池儲能裝備可以為大連市一級負荷提供緊急供電。”王曉麗告訴記者。另外，在一些地方的城中村改造項目過程中，隨著用電負荷增加，如果原有的電力配套不能滿足需求，釩液流電池也可以有效延緩擴容問題。

如果只是城市用電系統的線路斷了，而發(fā)電廠沒問題，全釩液流電池儲能裝備可以變?yōu)椤俺潆妼殹?；但如果發(fā)電廠停機，沒有發(fā)電源，就要輪到“黑啟動電源”發(fā)揮作用。

黑啟動，是一個電力學術語，是指整個系統因故障停運后，系統幾乎全部停電，處于全“黑”狀態(tài)，不依賴別的網絡幫助，通過系統中具有自啟動能力的發(fā)電機組啟動，帶動無自啟動能力的發(fā)電機組，逐漸擴大系統恢復范圍，最終實現整個系統的恢復?！耙坏┱麄€電網失電，由釩液流電池所組成的大型儲能電站可以立刻成為電網發(fā)電機‘黑啟動電源’，它會啟動鄰近的電廠來恢復整個電網的正常運行?！蓖鯐喳愓f。

“新型儲能產業(yè)將延續(xù)快速發(fā)展態(tài)勢，在未來的電力系統中扮演不可或缺的重要角色?！比诳萍瘓F董事長劉延輝說，“我國的釩儲量和產量均居世界首位，為釩液流電池儲能行業(yè)發(fā)展提供了資源優(yōu)勢。同時，經過融科儲能及產業(yè)鏈合作伙伴的共同努力，目前已經實現技術端和產業(yè)端的完全自主可控。未來，釩液流電池儲能將成為新型電力系統關鍵基礎裝備，我們對此很有信心。”