据储能界了解到，8月24日，2024碳中和能源高峰论坛暨第四届中国国际新型储能技术及工程应用大会与新型储能技术青年科学家论坛在深圳正式举办。大会开幕式上，中国科学院院士、 南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿做了题为《新型液流电池储能技术》的主题演讲报告。
中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿
长时储能需求凸显
双碳目标的实现，是非常复杂的经济和社会变革，但其根本还是要实现能源转型，也就是用可再生能源大比例替代化石能源，特别是太阳能和风能。
从目前我国的能源结构来看，太阳能和风能的占比是5%，想要真正实现2060年“碳中和”，太阳能和风能的占比需要达到60%以上。整体而言，挑战很大。
赵天寿表示，目前，尽管我国在太阳能和风能发电技术方面已经取得不错的成绩，但是由于太阳能和风能的不确定性、间歇性，其利用规模的进一步扩大面临挑战。而应对太阳能和风能的缺陷，最有效的办法就是发展储能技术。
我们要发展的储能技术应该满足如下要求：首先是安全可靠，安全是对储能系统最基本的要求；二是经济可行，只有经济性可行的技术才能被社会接受；三是资源可及，技术对资源的需求应可以得到满足，安装不应过于依赖自然条件、地理环境。
赵天寿进一步指出，长时储能技术是储能领域重要的发展方向，其在发电侧、电网侧以及用户侧，均可发挥巨大作用。
细分来看，在发电侧，长时储能主要用于并网，同时能避免供电的中断，特别是当风光电占主导时，理想储能时长应覆盖风光间歇期，超过10h；在电网侧，为风光电外送，我国已建成多条跨区域电网，但因发电波动、供需不匹配，跨区域输电功率存在低谷期（如6小时），需要储能时长超过低谷期的技术，削峰填谷，提高电网利用率及输电能力；在用户侧，长时储能的主要作用是降低用电成本，工商业电价低谷电持续时长超过6小时，峰段电持续时长超过6小时，工商业用户为降低用电成本需要超过6小时的储能。
液流电池发展潜力大 提高电流密度是降本关键
关于如何使电化学储能技术，实现长时目标？赵天寿表示，必须有可以流动的能量载体，以及相应的能量转换装置。
他对抽水蓄能、压缩空气储能、锂电储能几种技术进行了比较。抽水蓄能的能量载体是水，水是流体，这种可流动的能量载体，也就是抽水蓄能的装备，能量和装备是解耦的。但这种方式非常受地域限制，特别是受气侯的影响。
压缩空气的能量载体是空气，也是流体，因此具备时长灵活、寿命长的优势，但是效率和抽水蓄能相比略低，需要进一步提高；选址方面也有一定的困难，要有储气的空间。
锂离子电池有非常多的优势，能量密度高、能量转化效率高，选址灵活。但最大的问题就是能量载体活性材料不可以流动，这样就使容量和功率强关联在一起，如提高时长，就会受到其他方面的限制：成本、安全、性能等。
综上，赵天寿介绍，可流动的能量载体和相对应的电池，包括电解质、燃料电池、液流电池等，被统称为流体电池。流体电池作为储能体系，最大的特征是时长、规模、容量扩容非常灵活，同时选址也比较简便，是比较理想的长时储能技术。作为流体电池的一种，新型液流电池本征安全、时长灵活、循环寿命长、回收残值高，是应用场景最广、发展潜力最大的长时储能技术之一。
近年来，我国对于液流电池的发展非常重视，其中全钒液流电池目前推广应用最多，但是成本问题是这一技术路线必须要突破的瓶颈。为此，赵天寿认为，提高电流密度和电解液利用率是非常重要的方向。
他表示，电流密度的提高就面临着功率密度的提高，功率密度提高意味着建造材料的用量降低，以此可减少初装的成本；另外，电解液利用率的提高，可以减少电解液用量，也会降低电池的成本。
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