据国家能源局介绍,2022年,我国新型储能项目装机规模达到870万千瓦,平均储能时间约为2.1小时,比2021年底增长110%以上。
液流电池储能已投入运行,装机规模为13.92万千瓦,占已投入运行新型储能项目的1.6%。
中国第一个兆瓦级铁-铬液流电池储能示范项目成功试运行
液流电池有很多种,但商业主流是铁铬液流电池和全钒液流电池。
相比之下,铁铬液流电池在工作温度和原材料成本方面具有明显的优势。
2月28日,中国第一个兆瓦铁铬液流电池储能示范项目在内蒙古成功试运行,即将投入商业使用。该项目创下了该技术在世界上最大容量的新纪录。
兆瓦级铁铬液流电池储能示范项目的成功试运行,共安装了34个由中国自主研发的“荣和一号”电池堆和四组储罐组成的储能系统,利用电解质中铁离子和铬离子的化学特性储存电能,可储存6000度电能6小时。在项目试运行过程中,关键设备运行平稳,指标参数正常,后续将纳入电网运营。
在应用场景方面,当用电量低时,可利用风能、太阳能等可再生能源为电池充电,然后在用电高峰时放电。此外,还可配合传统火电、核电等能源,为电力系统运行提供峰调频等辅助服务,提高电力系统的灵活性。
铁铬液流电池
液流电池种类繁多,包括铁铬液流电池、全钒液流电池、铅酸液流电池和锂离子液流电池,其中铁铬液流电池是商业主流之一。由电解质储罐、正负极电解质(不同价格的铁离子和铬离子的盐酸溶液)组成、由电堆系统和管理控制系统组成。
与锂电池和全钒液流电池相比,铁铬液流电池技术在成本、寿命、适用温度、容量、安全性等方面具有很大的优势。缺点主要体现在能量密度等性能上。
在储量方面,全球铬储量约6.85亿吨,钒储量约2200万吨,锂储量仅4846万吨。
在价格方面,三条技术路线的关键原材料价格为:铬铁矿石价格约为0.2-0.25万元/吨,五氧化二钒价格约为12-14万元/吨,电池级碳酸锂价格约为50万元/吨。
在安全方面,铁铬液流电池的电解质溶液为水性溶液,电池堆与储罐分离,无爆炸风险,安全性高,电解质溶液可永久回收,绿色环保。
在能量密度方面,理论上,铁-铬液流电池的能量密度只能达到20Wh/L,市场上锂电池的能量密度基本可达400Wh/L,正是这个原因极大地限制了铁铬液流电池的工业化发展。
在应用方面,最著名的铁铬液流电池项目是2022年北京冬奥会期间存储和提供冬奥会清洁电能的“荣和一号”。
自2020年底河北张家口战石沟250kW/1.5MWh示范项目以来,“荣和一号”已稳步运行近600天。
此外,2022年1月,“荣和一号”铁铬流电池堆量产线正式投产,每条生产线每年可生产5000台30kW“荣和一号”电池堆,这意味着铁铬流电池已进入商业应用阶段。
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