中央电视台《经济半小时》:城市里的“绿色充电宝”

发布日期: 2022-06-28

“慢点......争取今天一天完成。”最近这段时间,液流电池储能调峰电站院里,总能看到开着黄色工程车的于博文和三个年轻的小伙伴,不停穿梭在大楼和变电站之间。他们需要在尽可能短的时间里,把眼前这座电站和城市电网连接起来。

必威体育app旧版本“现在仪器显示电流回流开路。”

“回流电路没有问题,怀疑是装置内部 cpu 板的问题。”

电流通不上,通信出错码,电压不稳定,五花八门的问题,串联成了一个涵盖 4000 多项指标的大网,于博文需要和同事们逐个破解,电站调试是个细致工,一遍不行就两遍,经过一百多次试验,通道终于打开了。

【采访】国家电网辽宁电力大连公司二次保护专业技术员 于博文:

必威体育app旧版本“你也看到了,一个保护屏里边,至少 200 个线头,像这样的屏在这个站里头至少得有 100 个屏,我们要确保每一个屏的每一根线,里面接的每一根线都是正确的。”

这座液流电池储能调峰电站类似我们经常使用的手机充电宝。只不过它是整个城市的充电宝,运行以后,在城市用电低谷时,它把新能源发电量存入“体内”;待用电高峰时,再将这些电能释放到电网之中。这个项目是国家能源局批准建设的首个大型化学储能国家示范项目,2019 年 7 月项目一期开始主体施工,今年五月进入最后的调试阶段。

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【采访】中科院大连化物所研究员 张华民:

“可再生能源将逐渐由辅助能源变为主导能源,但是储能是瓶颈,因为风能和太阳能受天气、昼夜的影响,有时候有,有时候没有,但是要保证电网供电,必须得有储能跟它配套。”

必威体育app旧版本张华民最终将目标锁定在钒这种特殊材料上。依托以钒为活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池技术。与传统的蓄水储能、机械储能相比,这种新型的大功率化学储能方式不受地理位置的限制,有着独特优势,但现实是,从没有人走通过这条路。

【采访】中科院大连化物所研究员张华民:

“当时在国际上有两大企业做得比较好。一个是日本筑友电工,它是从上世纪 80 年代就开始研究全钒液流电池,但是在 2005 年,他们认为全钒液流电池不适合于产业开发。到 2008年金融危机的时候,加拿大的全钒液流储能公司宣布破产。当时对我打击也比较大,也很郁闷。”

2009 年,从比利时留学回来的李先锋加入到了这支储能技术研究团队,担起了液流电池关键材料,离子传导膜的研发重任。经过几年的时间,李先锋和团队成功突破了目前全钒液流储能电池关键材料——膜材料的技术瓶颈,开发出了高性能、低成本的液流电池非氟离子传导膜材料。

【采访】中科院大连化物所副所长 李先锋:

“基本的原理就是液流,液体的流动,其实是一个化学能和电能的转化过程,那么就是我们的电能存储这种化学的电解液当中,那么电解液通过流动流到电池的腔体当中,发生电化学的氧化还原反应,实现充电和放电的过程。”

此后,大连化物所储能技术研究团队,又连续突破了液流电池关键材料、高性能电堆和大规模储能系统集成一系列关键问题。2008 年,研究团队成立了专注于液流储能电池工程化和产业化开发的公司。也是从那时,储能技术的产业化大幕徐徐拉开,也为大连液流电池储能调峰电站建设奠定了技术基础。

【采访】中科院大连化物所副所长 李先锋:

“我们需要进一步降低成本,提高电池的可靠性,才能真正的大规模产业化推广。”

【采访】大连融科储能技术发展有限公司总经理 王晓丽:

“随着中科院大连化物所这个钒电池储能技术的一个逐步成熟,我们合作成立了大连融科储能公司。那么这个公司其实我们只有一项主营业务,那就是全钒液流电池储能,我们逐步把中科院的这项技术从实验室推到工程示范。再到在 2016 年的时候,我们实现了产业化。无论从现在的这个产业规模,从我们中国企业的钒电池储能这种装机量,以及我们未来发展的潜力来讲,我们都非常有信心,中国的钒电池技术走在世界的前列。”

必威体育app旧版本如今,项目一期建设已经 3 年,曾经的荒地上矗立起了一个相当于两个足球场大小的大型储能电站,716 个大型储罐、358个集装箱整齐排列,从当初的工地走到如今的厂房,电站负责人宫继宇百感交集,他现在每天都要来回巡视几万步,仔细查看储罐、设备、系统等运行情况。

【采访】大连恒流储能电站有限公司总经理 宫继禹:

“每个储罐的直径是 3.5 米,高度是 5.5 米,两个解罐是作为一对,对应的一套250 千瓦的电池系统,像我们这样的一套 250 千瓦的系统,可以满足正常的家庭,200 户家庭全天的用电量。”

尽管现在各项指标均超出预期,但在建设过程中,项目差点因为能量利用率低的问题停滞。通常情况下,全钒液流的充放电比是 1 比 0.7 左右,也就是说,充 10 度电,只能放 7 度电左右,其它的能量则以热量等形式消失了,如何把这部分电能利用起来,热力学专业毕业的宫继禹决定啃下这个硬骨头。

【采访】大连恒流储能电站有限公司总经理 宫继禹:

“我们也最终决定采用余热回收的一个设备,回收电池在运行过程中散发的热量。我们大概可以回收 15%以上的热量损失,这样的话相当于把整站的效率提高了 15%以上,但是具体的数据还是要在实践中验证。”

必威体育app旧版本在距离电站 5 公里外的大连电力调度中心,负责全市电网调度的张亨瑞正在为一个即将并网的海上风电场制定并网计划。从业 10 年来,他从没有像现在这样迫切期望储能电站尽快投用,由于电能没办法大规模储存,很多风能、电能白白浪费了。

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【采访】国家电网辽宁电力大连公司调度控制中心系统运行管理 张亨瑞:

“绿色的线代表的是昨天的出力情况,红色的线代表的就是今天实时的出力曲线,然后大家可以看一下,在凌晨 3:00到 4:00 期间,这个是一个风力特别充足的情况下,它发电发的特别多,然后在早上的 7:00 基本上海面上处于一个没有风的状态,它是一个高波动性的、随时的、不可预测的,这个也给我们电网运行带来了一个极大的挑战。”

必威体育app旧版本入夏以来,大连就就进入了用电高峰期,6 月 10 号,全市用电量达到 9329 万千瓦时,其中清洁能源贡献占比 7.8%。大连是风能资源非常丰富的地区,常有“一年刮两次,一次刮半年”的自嘲,大连液流电池储能调峰电站最终会给城市带来什么,也许不是能用简单的数字就能说明的。在大连供电公司很多人的记忆中,2007 年 3 月 4 号的那场风暴潮,仍然挥之不去。当时大连出现 1951 年有气象记录以来历史同期最强的暴风雨天气,渤海湾遭受了近 38 年来最严重的温带风暴潮灾害,瞬时风力达到 13 级,致使大连电网设备受损严重,整个城市唯有一台发电机组提供供电,大连一度孤网运行 4 个小时。

【采访】国网大连供电公司液流储能项目经理 李双胜:

“当时应该是大连电力几乎全部瘫痪了,只有靠着周边的这个发电厂。”

问题的症结在于大连特殊的地理结构导致当时大连的电网呈“C”型,存在一个缺口。现在的储能电站规划在两个端口之间,建成投用后将把电网围成一个坚固的“O”型。

【采访】国家电网辽宁电力大连供电公司副总经理 吴港:

必威体育app旧版本“在极端特殊情况下,储能电站还可以作为‘黑启动’电源启动停机的发电机组,帮助电网恢复运行,保障电网运行的安全性和稳定性。同时也可以作为备用电源,在电网出现故障时,为大连市区医院、应急救援等重要部门提供 8 小时左右的持续供电。想法很美好,但实现起来并不容易。储能电站的位置恰好是大连的低洼区和居民区,海水倒灌,施工难度极大,为了这段线路,100 多个电力工人整整忙活了 2 年。从事地下电缆建设工作 35 年的王立新告诉记者,这是他职业生涯中最艰难的一个项目。

【采访】大连电建集团输配电公司部门经理 王立新:

必威体育app旧版本“现场最大的困难是电力隧道处于一个低洼处,而且周围居民楼密集,供水、排水、燃气、供暖、通信等 20 多条管线交织在一起,使我们电缆施工非常困难。但是办法总比困难多。”

必威体育app旧版本伴随着项目投产在即,王立新每天都要在管廊里反复检查,确保“城市充电宝”的电源线安全稳定。王立新期待,退休之前一定要看见这个项目正式运行。

【采访】大连市发改委副主任 兰良生:

“这个示范以后就证明我们在电网侧建成了一个全世界最大的化学储能的电站。我们下一步还需要在更多的民用的领域发展中小型的产品,这样就可以使我们全钒液流储能可以做一个全普系、宽领域的一个推广应用,要从无氧化二钒原料的获取、电池设备的制造、包括场景的应用解决方案上我们要形成一个立体化的产业链。”


近年来,随着双碳工作的推进,以风电和光伏为代表的新能源发展很快,为了构建更加坚实可靠的新型电力系统,各地都在积极布局项目,同时国家也在大力推动这个产业的发展。


必威体育app旧版本信息来源:国网大连供电公司

 

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