全钒液流电池储能系统产业发展与关键问题.pptx

1 储能技术与现状

全钒液流电池储能系统

产业发展与关键问题

2

01

储能技术与现状

背景-储能意义

储能技术路线与应用场景

储能技术市场应用

电化学储能技术市场应用现状

电化学储能技术发展路线图

电化学储能技术发展路线图

液流电池技术比较

3

1.1背景-储能意义

4

图1储能技术应用场景比较

1.2储能技术路线与应用场景

5

1.3储能技术市场应用

抽水储能

91%

热储能

6%

电化学储能

3%

其他

9%

机械储能

0%

抽水储能 热储能 电化学储能 机械储能

图2全球储能装机容量（2016年，美国DOE数据库）

抽水蓄能仍占绝对主导地位（91%），热储能占6%，电化学储能占约3%。抽水蓄能装机份额从2011年98%降至2016年91%，预计未来将大幅下降。

6

596.9

687.2

1272.3

2012.5

2926.6

3623.7

178%

230%

155%

30%

14%

15%30%

893.5

42%

58%

45%

-50.00%

24%

0.00%

50.00%

100.00%

150.00%

200.00%

250.00%

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

全球已投运电化学储能项目的累计装机规模（2000-2018）

2000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018

装机规模（MW） 年增长率

1.4电化学储能技术市场应用现状

7

1.5电化学储能技术发展路线图

图3中国储能技术发展路线图（电化学储能部分）

8

9

1.6电化学储能技术参数比较

能量密度

功率

自放电

充放电…

循环次数

铅碳电池

液流电池

钠硫电池

锂离子电池

商业化…

安全性

电池回收

度电成本

建设成本

类型

能量密度(Wh/kg)功率密度(W/kg)

放电时间

循环参数

单价($)

自放电效率

循环效率

perkW

perkWh

perkWh·singletrip

铅碳电池

25~50;

75~300

s~h

0.1%~0.3%

75%-85%

300~600 200~400

20~100

锂离子电池

75~200;

500~2000

min~h

0.1%~0.3%

85%-97%

0

1200~400600~2500

15~100

液流电池

10~30;

80~150

min~h

Low

70%-85%

600~1500150~1000

5~80

钠硫电池

150~240;

150~230

s~h

≈20%

75%-90%

0

1000~300 300~500

8~20

1.7液流电池技术比较

10

标准电极电势

1.7液流电池技术比较

电对

电解液组成

电极反应

满充时开路电压/V

技术特征

Fe-Cr

负极：CrCl3溶液

正极：FeCl2溶液支持电解液：HCl

正极：Cr3+Cr2+-e

负极：Fe2+Fe3++e

1.18

Cr2+Cr3+逆反应活性低;

Cr2+/Cr3+可逆性低

Fe-Ti

负极：TiCl3溶液

正极：FeCl3溶液支持电解液：HCl

正极：Ti4+Ti3+-e

负极：Fe2+Fe3++e

1.19

Ti3+存在沉淀

Ti3+/Ti4+可逆性低

Allvanadium

Vanadiumsulfatesolutioninbothhalf-cells

支持电解液：H2SO4

正极：V3+V2+-e

负极：VO2++H2O

VO++2H++e

2

1.25

负极电极的溶解度低;

VO+存在沉淀;

2

反应时的温度范围较小

V-Br2

VBr3+HBrsolutionin

bothhalf-cells

支持电解液：HCl

正极：V3+V2+-e

负极：3Br-Br-3+2e

1.40

活性材料存在污染;

Br2存在毒性

Na2Sx-Br2

负极：Na2Sx溶液正极：NaBr溶液

正极：(x+1)S2-

x

xSx+2--2e1

负极：3Br-Br-3+2e

1.54

S2-/S 2-可逆性低; x x+1

硫元素存在沉淀;

Br2存在毒性;

活性材料存在污染

V-Ce

负极：Ce3+溶液正极：V3+溶液

支持电解液：H2SO4

正极：V3+V2+-e

负极：Ce3+Ce4++e

1.50

Ce3+/Ce4+可逆性低

O2可能引起副反应(3)活性材料存在污染

Fe-V

负极：Fe2++V3+solutioninbothhalf-ce