液流电池储能系统的机遇与挑战.doc

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1、液流电池储能系统的机遇与挑战储能行业资深人士和清洁能源技术倡导者Anthony Price对日前在比利时布鲁塞尔举办的国际液流电池论坛会议上讨论的主题和内容进行了阐述，并将这一会议置于国际脱碳和能源系统现代化的更广泛背景下。他指出，英国政府能源与工业战略部(BEIS)在对2021年长时储能技术的咨询做出回应时表示，“我们将确保部署足够的大规模的长时储能系统（LLES），并通过制定适当的政策来平衡电力系统的运营，以便到2024年获得更多投资。”这一回应是在6月下旬在布鲁塞尔举行的国际液流电池论坛(IFBF)之前发布的，希望政策能够激励和引导投资者投资大规模的长时储能系统（LLES）。Price表

2、示，液流电池非常适合许多大规模和长时间的储能应用，液流电池行业许多人士将关注英国政府能源与工业战略部(BEIS)的回应，希望他们的计划不仅与英国的能源政策保持一致，而且与欧洲、北美和其他国家的能源政策保持一致。除了对咨询进行回应之外，英国政府能源与工业战略部(BEIS)还发布了“长时储能的好处”的报告，这是一份量化储能系统价值的报告，其中提到了长时储能储解决方案将净零系统成本降低130亿英镑到240亿英镑。与短时储能替代方案相比，长时储能解决方案可以更便宜地提供所需的更大容量储能服务。这些数字可能与国际液流电池论坛(IFBF)会议上表达的观点一致，这让人确信液流电池将是未来重要的电池储能技术之

3、一。有趣的是，英国政府的回应未能准确定义什么是大规模长时储能系统。令人担忧的是，严格的定义会产生边界，而这一边界可能会排除可以为电力系统提供具有价值的服务或收益的储能项目或技术。在国际液流电池论坛(IFBF)上，与会者对液流电池的定义有了更好的了解：“液流电池是一种电化学能量转换器，它使用流动介质作为活性材料或与活性材料一起使用，并且可以逆转电化学反应。”人们对于液流电池的好处也达成了一致：寿命长、循环寿命长、对环境的影响小、回收率高等，但当电池储能系统通常采用锂离子电池时，许多储能项目开发商并没有看到这些特性，这让他们普遍感到失望。一个问题是有关电池储能系统的报告普遍存在排除液流电池或淡化其

4、重要作用。所以，行业人士关于“持续时间长”或“大规模”是什么的争论将持续下去。人们还记得，英国开发和部署了49MW储能项目，作为避免需要额外规划许可和运行条件的一个变通办法，这是一个阈值迫使能源市场改变行为的例子。人们需要了解长时储能的定义，以鼓励对高质量储能项目投资。今年举办的国际液流电池论坛(IFBF)与欧洲液流电池行业协会Flow Batteries Europe联合举办。国际液流电池论坛(IFBF)的成员和参会者有机会聚在一起，将分享见解，不仅讨论最近的技术和行业进展，而且就一些行业目标进行合作。来自大型液流电池社区在国际液流电池论坛(IFBF)的热烈讨论营造了友好合作的精神，并鼓励参

5、会人员进行一些问题进行辩论和讨论。Flow Batteries Europe的成员热衷于展示他们的专业知识，并向欧洲和其他国家决策者发出一些挑战，要求他们与液流电池行业厂商合作，为电力系统带来更多低成本、低环境影响、高性能的长时储能系统。国际液流电池论坛(IFBF)在欧盟委员会和欧盟议会所在地布鲁塞尔举行。该论坛吸引了一些政策制定者和顾问的兴趣，他们有机会与行业专家现场讨论液流电池技术。其部分任务是确保政策文件和简报中包含正确的信息，而听取意见并与决策者分享意见也很重要。欧盟委员会能源总局(DGENER)负责能源效率的政策顾问Karlis Goldstein在会议上发言。鉴于目前能源领域的行动

6、，他被问及储能系统的作用，以了解欧盟委员会对储能技术的看法。他解释说，需要采取行动来提高能源的可用性，并通过提高能源效率来减少需求。储能系统在支持发电和网络运营方面发挥着重要作用，此外，储能系统的部署和欧洲储能技术发展是欧盟经济增长的积极驱动力。Goldstein继续解释说，储能技术的组合取决于不同的装机容量、持续时间和价格。他指出，储能仍是一项早期技术，而这些技术需要更多的支持。在回答有关如何鼓励对长时储能技术投资的直接问题时，他回答是，“提供监管稳定性”。爱尔兰储能行业协会的Jenny Condron加入了与Karlis Goldstein的对话，指出储能技术的重要性，它不仅使用电网的电力

7、，而且积极支持电网运营。爱尔兰储能行业协会希望爱尔兰政府制定促进储能部署政策。Goldstein支持各国政府在推动储能部署方面的作用，但也强调了欧洲能源网络在欧盟层面为储能技术提供的支持和资金。美国钒业公司的Mark Smith评论说，虽然对液流电池行业的支持是受到欢迎的，但液流电池行业与任何其他行业一样，需要长期的可持续发展。人们在国际液流电池论坛(IFBF)上听到了一些液流电池部署很好的示例EDF Renewables公司的Tim Rose谈到了最近在英国牛津的Energy Super hub项目中投入使用的液流电池储能系统。与政策制定者接触意味着倾听和对话该项目中部署了一个钒液流电池储能

8、系统与一个规模更大的锂离子电池储能系统，但这种混合技术显示了两种类型电池的多功能性。该项目钒液流电池由Invinity公司提供，该公司工程副总裁Jean-Louis Cols详细描述了该项目的交付、安装和调试过程，并强调电池需要按时安装，并具有确定性和可靠性。其他液流电池制造商和开发商也同样充满信心住友商事株式会社的Shibata Toshikazu介绍了加利福尼亚州最近部署的一个项目，并介绍了2022年4月为其客户北海道电力公司投入使用的51MWh电池储能系统详细信息。这是增加北海道岛上1GW风力发电大型项目第一阶段的并网能力。液流电池的成本挑战钒液流电池生产商Cellcube公司的Alex

9、ander Schoenfeldt概述了他们的业务前景，他的同事Magdalena Neidhart对钒液流电池进行了全面生命周期分析。Neidhart得出的结论是，钒液流电池在减缓全球变暖的潜力上可以显著超过钛酸锂(LTO)电池，并且重复使用液流电池的材料可以进一步减少其对环境影响。众所周知，钒电解液是可重复使用的，它可以毫无困难地从一个钒电池转移到另一个电池，但知道钒材料的成本是可变的。其价格反映了市场趋势，最近的价格上涨使钒电池制造商和钒生产商产生了一些创新思维。钒液流电池生产商Largo Resources的Paul Vollant提议通过成立名为“Largo Physica lVan

10、adium”公司来支持钒液流电池的使用，该公司将作为钒液流电池托管者，使其客户能够拥有电池本身，但可以租用电解液。这消除了在储能项目开始部署时获取钒的初始资本成本（目前成本较高）。对于成本挑战，还有其他解决方案：ESS公司的Alan Greenshiels选择使用氯化铁电化学材料的液流电池系统。由于电解液使用成本较低的材料，这种不同类型的液流电池系统在大规模生产中的或许能降低成本。他说，这将使ESS公司与其他制造商相比具有相当大的优势。ESS公司最近在纽约证券交易所上市，现在对于未来发展前景非常乐观，希望在几个国家建立和运营生产设施。液流电池行业有几件令人兴奋的事情尤其是正在积极追求增加液流电

11、池系统的数量，其中许多都是基于低成本材料进行推广的。由两家公司正在开发的铁铬电池储能系统正在卷土重来，此外还有利用锌空气、溴化氢和一系列有机材料的电池厂商。而在国际液流电池论坛(IFBF)现场开会的好处之一是可以讨论每种电池储能技术的优点，同时理解和尊重竞争对手和合作者的观点。令人兴奋的不仅仅是电池化学，行业厂商深入研究了电池设计和制造的许多方面：连接材料、定义操作计划以及使用更好的电池组布局，同时针对液流电池在陆地和海上运输中的问题引起了激烈的争论。此次论坛非常清楚地表明，人们对液流电池在未来能源组合中的作用充满信心，最近发生的事件引起了人们的强烈关注，并且试图了解为什么要花这么长时间才能进

12、行大规模部署。但现在似乎并不缺乏技术，如今有许多完全运行的液流电池装置的例子。能源行业并不缺乏投资者，但要提高技术水平和产量以降低生产成本、创造订单以提升制造能力和就业水平，似乎确实存在一些挑战。人们以诚实的态度处理这些问题。美国电力研究所(EPRI)的Lakshmi Srinivasan一直开展一个多年项目以研究液流电池的故障模式、危害和运行经验，该项目很快就会发布研究报告。在报告的概要介绍中，提到了液流电池的功率、能源和往返效率低于规范的挑战，以及电池和逆变器之间的集成问题。Srinivasan的结论是，如果要对这一案例研究进行适当验证，则需要更多的数据和透明度。降低风险对于确保未来部署的

13、成功至关重要。储能行业人士也许会回忆起其他电池类型在其早期部署中的一些类似评论。在开放的论坛上公布这些问题可以为最终得到解决提供更长期的保证。国际液流电池论坛(IFBF)坛是分享世界各地采用液流电池经验的好机会。例如，加利福尼亚州的大多数电池储能系统的持续时间长达4小时，并越来越成为常态。这样的市场需求肯定会推动对低成本和大规模长时储能系统的更多投资。因此，随着储能行业的不断发展和更多的液流电池制造商进入大批量生产，质量应该会提高，从而提高产品可靠性和性能。作为可以实现目标的一个例子，在会议结束时对机械工程商John Cockerill公司在比利时Seraing运营的微电网项目进行了现场参观，使参会代表们有机会看到住友电气公司部署的一个液流电池储能系统。这些液流电池技术正在引领行业潮流。它们将阐明在许多配置和应用中更广泛地部署各种类型的液流电池途径。而更多的部署将需要更多的生产制造能力与创造更多的就业机会。5