内蒙古乌兰察布市西南侧,一座综合工业园区内草木葱茏、繁忙有序。在这里,三峡乌兰察布“源网荷储”技术研发试验基地(以下简称“‘源网荷储’研发基地”)一期储能项目已进入调试关键阶段。

三峡乌兰察布“源网荷储”基地一期进入关键阶段,含液流储能等7种储能技术系统验收在即

▲ “源网荷储”研发基地办公大楼
踏入研发楼,一栋直径2米的钢铁时钟映入眼帘。

这只钟表,很特殊。直观看上去,数字节点被各种元素符号替代:从人类最早发明的电池——巴格达电池中的铁元素,到蓬勃发展的新型电池中的锂元素,表达了人类对储能的探索如时针旋转从未停步。

“这只钟表是我们了解储能技术的昨天,描绘储能技术未来的‘指示牌’。”三峡集团所属三峡科研院研究员吴卓彦介绍说。时间指向储能潜力蓬勃释放的今天,哪些元素潜力巨大、哪些技术亟待突破?在“源网荷储”研发基地,一个个3米长、2米宽的集装箱如同一张张技术“答卷”:集装箱内,未来最有可能得到大规模应用的全钒液流电池、固态锂电池、水系钠离子电池、飞轮储能等7种新一代储能试验示范系统验收在即。

三峡乌兰察布“源网荷储”基地一期进入关键阶段,含液流储能等7种储能技术系统验收在即

三峡乌兰察布“源网荷储”基地一期进入关键阶段,含液流储能等7种储能技术系统验收在即

三峡乌兰察布“源网荷储”基地一期进入关键阶段,含液流储能等7种储能技术系统验收在即

▲ 室内储能厂房

提起锂离子电池,不少人耳熟能详。截至今年一季度末,在全国已建成投运新型储能项目中,锂离子电池储能装机占比超过95%。而“源网荷储”研发基地的储能型固态锂离子电池,却是全球首次示范应用。这个“锂”,有何不同?“传统锂电池采用有机液态电解液,而我们全部或部分采用固态电解质,这样的电池不仅不易短路,而且不易燃,可大幅提高电池系统本质安全。”三峡科研院研究员王倩介绍。测试结果显示,该固态锂离子电池循环寿命达到6000次以上,超过传统液态锂离子电池近10倍,在电安全、机械安全、热安全、环境安全等方面性能表现良好。

三峡乌兰察布“源网荷储”基地一期进入关键阶段,含液流储能等7种储能技术系统验收在即

▲ 室外储能

距固态锂离子电池不远处,一个重达300公斤的金属飞轮正在真空容器中飞速旋转,实现动能和电能之间的迅速转换。“与电化学原理的电池不同,飞轮储能是物理储能设备,电池循环寿命可超百万次,可以做到毫秒级响应,实现对电网快速支持,解决新能源调频能力不足的问题,在‘电网友好’方面有着天然优势。”三峡科研院研究员吴云翼介绍。

目前,“源网荷储”研发基地有2套实验设备已成功入选能源领域首台(套)重大技术装备,承担5项国家“十四五”重点研发计划、2项内蒙古自治区科技重大专项,并获批国家储能技术产教融合创新平台、国家能源电力储能装备与系统集成技术研发中心。
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▲ 功率路由器厂房

“未来,项目团队将持续推进新型储能技术的研究,探索和验证下一代储能技术,为我国新能源与储能业务的发展贡献科技力量。”“源网荷储”研发基地项目部主任韩俊飞说。扎根茫茫草原上,这支涵盖了储能、氢能、电力电子及综合能源等领域的人才团队却很年轻——平均年龄约35岁,超八成拥有博士学位。“科研基地如同一座‘孵化器’,不仅孵化技术,也孵化人才。我们基于产业发展需求开展科研课题,着力实现储能关键技术创新突破,将论文写在大地上。”韩俊飞说。

  延伸阅读  
乌兰察布“源网荷储”技术研发试验基地简介
为深入贯彻落实习近平总书记关于“做好现代能源这篇大文章”的重要指示,响应“碳达峰、碳中和”的战略目标,三峡集团在内蒙古乌兰察布市投资6亿元,建设集研发、实证、应用为一体,产、学、研、用深度融合的“源网荷储”技术研发试验基地。瞄准以新能源为主体的新型电力系统亟需研究的规模化储能技术、并网技术、一体化调度技术、商业模式等问题,联合清华大学、华北电力大学、中国科学院、天津大学等20余所国内顶尖科研机构的专家团队开展攻关研究。
三峡乌兰察布“源网荷储”基地一期进入关键阶段,含液流储能等7种储能技术系统验收在即

试验基地试验基地按照“源网荷储”一体化架构总体设计,以“储”为核,规划建设压缩空气储能、钠离子电池数字储能、水系钠离子电池储能、固态电池储能、飞轮储能、液流电池储能、锂离子电池/超级电容器混合储能等13个重点示范项目以及大规模新能源接入仿真验证实验室、储能检测实验室等2个行业领先实验室。

试验基地占地258.7亩,分三期建设,一期包含研发楼、储能厂房、室外储能、功率路由器厂房、储能检测实验室等;二期为“制-储-运-加-用”氢能综合示范项目,;三期为多源蓄热式压缩空气储能电站。

来源:三峡小微

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液流电池(Flow Battery)是一种可充电电池,它通过液体电解质的流动来存储电能。与传统的固态电池(如锂离子电池)不同,液流电池的能量存储组件(电解质)是分离的,通常储存在外部容器中,在充放电过程中通过电池单元循环。
液流电池是一种活性物质存在于液态电解质中的电池技术,电解液在电堆外部,在循环泵的推动下流经电堆,实现化学能与电能的转换。国际上液流电池主要有全钒液流电池、锌溴电池、铁铬电池、多硫化钠溴电池4种技术路线。
其中全钒液流电池目前产业链建设和技术成熟度相对较高。全钒液流电池系统由功率单元(电堆),能量单元(电解液和电解液储罐),电解液输送单元(管路、阀、泵、传感器等辅助部件)以及电池管理系统等组成。其中,电堆由离子交换膜、电极、双极板、电极框、密封等材料构成。液流电池生产线包括(双极板,膜裁切,碳毡裁切,电堆堆叠组装)等。欢迎申请加入微信群。
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作者 808, ab