【講座主題】新型儲能技術(shù)
【時 間】2024年11 月 1日 星期五 14:00-17:00
【地 點】小鵝通https://wlwth.xetlk.com/sl/4lgYL8 (聯(lián)系人：王航杰15321299518）
【主講人信息】
（一）主講人：時智勇
【主講人簡介】
時智勇，教授級高級工程師，長期從事新能源、儲能并網(wǎng)運行與市場機制研究，先后承擔了等多項政府部門、國家電網(wǎng)公司科技項目和管理咨詢項目，榮獲中國電力科學(xué)技術(shù)進步等獎、國網(wǎng)公司軟科學(xué)一等獎以及國網(wǎng)能源研究院科技進步獎等20余項，發(fā)表核心期刊論文、報紙文章20余篇。
【講座內(nèi)容】
截至2024年6月底，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達4444萬千瓦/9906千瓦時，較2023年底增長超過40%。我國新型儲能產(chǎn)業(yè)政策逐步向推動新型儲能規(guī)模化和市場化發(fā)展轉(zhuǎn)變，鼓勵通過電力市場疏導(dǎo)成本、獲取收益，已明確新型儲能可以作為獨立主體或與所屬電源聯(lián)合參與輔助服務(wù)、中長期交易、現(xiàn)貨交易等交易。
目前，新型儲能以參與調(diào)峰、調(diào)頻輔助服務(wù)市場為主，個別省份探索參與中長期市場和現(xiàn)貨市場。儲能調(diào)峰主要集中于冬春大風供暖季、午時光伏高出力時段，使用效率不高；儲能參與調(diào)頻市場容量有限，難以支撐大規(guī)模發(fā)展；輔助服務(wù)由省級調(diào)度機構(gòu)組織，儲能電站單體容量小，布局分散，部分尚未接入省級調(diào)度，此外，儲能自身參與市場交易能力不足，加大利用難度。總體來看，儲能通過電力市場收益還難以全面覆蓋投資成本。新型電力系統(tǒng)下儲能規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵仍然需要不斷完善市場機制和價格機制，對于獨立儲能電站，重點發(fā)揮儲能自身技術(shù)優(yōu)勢，提升在輔助市場上的競爭力，逐步擴大現(xiàn)貨市場收益，充分考慮儲能容量價值，頂峰價值，并在多個市場中發(fā)揮多重價值。對于新能源配儲，強化新能源與儲能聯(lián)動，全面支撐新能源入市，以整體效益最大化推動推動新能源強制配儲向主動配儲轉(zhuǎn)變。
（二）主講人：史樂
【主講人簡介】
史樂，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，副院長。2013年于北京大學(xué)獲物理學(xué)學(xué)士學(xué)位，2017年于香港科技大學(xué)獲機械工程博士學(xué)位，2018年底加入西安交通大學(xué)電氣學(xué)院，任副教授、特聘研究員，2020年晉升為教授。入選國家高層次青年人才項目、陜西省高層次青年人才項目等，長期從事氫燃料電池、新型儲能等方向研究。以第一/通訊作者在Nature Communication等期刊發(fā)表研究論文40余篇，累計被引用2700余次，主持國家自然科學(xué)基金青年/面上項目、裝備預(yù)研教育部聯(lián)合基金青年人才項目等。
【講座內(nèi)容】
氫燃料電池技術(shù)可以實現(xiàn)高效的氫電轉(zhuǎn)換，是未來新型能源體系的重要組成。在多種氫燃料電池技術(shù)中，質(zhì)子交換膜燃料電池目前商業(yè)化程度最高，有望率先實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。膜電極是燃料電池中氫-電轉(zhuǎn)換發(fā)生的主要場所，被譽為燃料電池的“心臟”。目前，商業(yè)化的質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極主要應(yīng)用全氟磺酸膜作為質(zhì)子交換膜。該類膜材料僅能在液態(tài)水溫區(qū)下工作，且生產(chǎn)工藝被美國杜邦等公司壟斷，成本高昂。另一方面，膜電極催化層中主要使用貴金屬鉑作為催化材料，且催化層多應(yīng)用鉑碳催化劑與全氟磺酸材料隨機摻混而成，微觀尺度下的荷（質(zhì)子、電子）質(zhì)（氣體分子、水分子）傳導(dǎo)并不充分，反應(yīng)位點沒有被充分利用。本課題組針對目前質(zhì)子交換膜燃料電池膜電極材料所面臨的關(guān)鍵問題開展研究，探究微納尺度下的荷質(zhì)傳輸與反應(yīng)機理，旨在通過底層材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)寬溫區(qū)、高性能、低成本的新型膜電極體系。
（三）主講人：呂瑋
【主講人簡介】
呂瑋，工學(xué)博士，2009年畢業(yè)于南開大學(xué)后在企業(yè)從事10余年新產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)及管理工作，現(xiàn)就職于華北電力大學(xué)，致力于可再生水系電池關(guān)鍵材料在規(guī)模儲能及生物醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用研究，擔任《eScience》、《Nano Research Energy》、《Journal of Materials Science & Technology》、《Next Materials》、《National Science Open》、《Energy Materials and Devices》、《Renewables》、《Green Carbon》、《Rare Metals》等期刊青年編委，科技部專家?guī)斐蓡T，中國華能集團評標專家，Nano-Micro Letters、Energy Storage Materials、Carbon Energy等期刊審稿人，在Nano-Micro Letters、Science Bulletin等期刊發(fā)表論文40余篇，授權(quán)發(fā)明專利7項，獲中國材料學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎、《Green Carbon》優(yōu)秀青年編委等榮譽，承擔及參與多項國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、裝備預(yù)研基金、中央高校專項資金等項目。
【講座內(nèi)容】
安全高效的規(guī)模儲能技術(shù)是構(gòu)建新型綠色電力系統(tǒng)的重要支撐，水系鋅離子電池具有本征安全、環(huán)境友好、成本低以及循環(huán)性能優(yōu)異等特點，在規(guī)模儲能領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。因此，設(shè)計開發(fā)廉價的多功能電池關(guān)鍵材料對于高安全水系鋅離子電池發(fā)展及其應(yīng)用場景拓展具有重要意義?；诖?，團隊采用廉價γ-MnO2為原料合成了K+預(yù)嵌δ-MnO2正極，與NMP改性ZnSO4電解液匹配制備的電池庫倫效率接近100%；此外，以葡萄柚果皮為碳源制備了N摻雜生物質(zhì)碳負載γ-MnO2正極，在5 A g-1下循環(huán)3000圈容量保持率為92.17%，體外細胞毒性試驗表明該正極具有良好的生物兼容性且有望應(yīng)用于人體植入醫(yī)療設(shè)備供電電源；采用原位水熱法制備了含O空位C包覆δ-MnO2正極，在10 A g-1大電流密度下循環(huán)4000圈容量保持率高達90.88 %，同時該正極材料兼具抑制宮頸癌和卵巢癌細胞增殖的功效，從而為開發(fā)新一代以患者為中心的抗癌藥物提供了新思路。
（四）主講人：高嵩
【主講人簡介】
高嵩，國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院副主管，擔任國家電網(wǎng)公司“源網(wǎng)荷儲靈活運行與協(xié)調(diào)控制”實驗室學(xué)術(shù)帶頭人，擔任國網(wǎng)山東省電力公司科技攻關(guān)團隊帶頭人，主持及參與國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、國網(wǎng)公司總部科技項目、國網(wǎng)山東省電力公司揭榜掛帥項目等二十余項重點課題，獲得山東省科技進步獎、國家電網(wǎng)公司科技進步獎、中電聯(lián)電力科技創(chuàng)新獎等省部級成果獎勵12項，擔任西安交通大學(xué)、山東大學(xué)、華北電力大學(xué)等知名高校的研究生合作導(dǎo)師，擔任《山東電力技術(shù)》青年編委委員，入選山東省電力企業(yè)協(xié)會技術(shù)專家。
【講座內(nèi)容】
大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)的形勢下，電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，新型電力系統(tǒng)建設(shè)面臨調(diào)節(jié)能力不足的挑戰(zhàn)。儲能有助于滿足電力系統(tǒng)在靈活調(diào)節(jié)能力上的需求，各種儲能技術(shù)在不同領(lǐng)域具有特定的功能，使其成為保障不同時間尺度電力平衡的有效途徑。儲能與火電聯(lián)合調(diào)頻，可以有效地提升發(fā)電機組調(diào)頻能力，進而減少一次調(diào)頻考核、獲取AGC補償收益。火電機組的特點是調(diào)節(jié)容量大，但受到物理執(zhí)行機構(gòu)的限制，動作較為遲緩，儲能響應(yīng)動作很快，調(diào)節(jié)精度很高，但是受到容量的限制。通過儲能與火電機組的協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)各自優(yōu)勢的互補，調(diào)節(jié)分量較大的調(diào)節(jié)任務(wù)由火電機組來承擔，調(diào)節(jié)分量小、但動作頻繁的調(diào)節(jié)任務(wù)，由儲能來承擔。整個協(xié)調(diào)控制的核心要點是儲能設(shè)備的互補策略要與機組自身的運行特性進行適應(yīng)和匹配。目前運行模式以“減少一次調(diào)頻考核電量”+“增加AGC有償調(diào)頻輔助服務(wù)收益”為主，隨著慣量、一次調(diào)頻、爬坡等輔助服務(wù)市場新交易品種的不斷豐富，有望進一步拓寬盈利渠道。
（五）主講人：李志強
【主講人簡介】
李志強，華北電力大學(xué)電力工程系講師，主要從事二次電池中電極/電解液界面微觀電化學(xué)過程及調(diào)控策略的研究工作，設(shè)計電極界面的微觀精細結(jié)構(gòu)，推進高比能、長循環(huán)、高安全二次電池的發(fā)展。具體包括：1）鋰金屬電池負極界面改性研究；2）固態(tài)鋰金屬電池界面微觀調(diào)控；3）低成本、長循環(huán)水系鐵鉻液流電池設(shè)計；4）實用型儲能器件設(shè)計。先后于四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院和南方科技大學(xué)材料系獲得學(xué)士和博士學(xué)位，于加州州立大學(xué)洛杉磯分校做訪問學(xué)者。以第一/通訊作者在Nat. Energy, Energy Storage Mater., J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interface, Mater. Today Energy等期刊發(fā)表SCI論文10余篇。擔任Energy Storage Mater., J. Mater. Chem. A等期刊審稿人。負責國家自然科學(xué)基金青年項目、參與重點項目子課題、國家電網(wǎng)等課題多項。
【講座內(nèi)容】
在當前追求清潔、高效能源利用的背景下，鋰離子電池作為關(guān)鍵儲能技術(shù)雖已廣泛應(yīng)用，但受限于石墨負極的低理論容量和其本身的安全隱患。為此，金屬鋰因其超高的理論容量、低氧化還原電位及小原子半徑，被視為下一代高能量密度電池的理想負極材料。然而，鋰金屬負極面臨鋰枝晶不可控生長和界面不穩(wěn)定性的挑戰(zhàn)，嚴重阻礙其商業(yè)化進程。因此，固態(tài)電池成為最理想的選擇，調(diào)控其鋰金屬負極界面有序結(jié)構(gòu)，提高鋰離子傳導(dǎo)率并緩解沉積應(yīng)力，引導(dǎo)金屬鋰選擇性沉積，有效抑制鋰枝晶生長，減少死鋰產(chǎn)生，同時增強界面穩(wěn)定性，是提升鋰金屬電池循環(huán)穩(wěn)定性的必然選擇。本報告將介紹改性三維銅-鋰負極的設(shè)計原則、結(jié)構(gòu)特點，有序濃度梯度SEI的設(shè)計原則，單離子導(dǎo)體界面緩沖層作為人工固體電解質(zhì)膜以及以及高比能鋰電池的研究進展。同時，介紹新型儲能鐵鉻液流電池的發(fā)展與挑戰(zhàn)，提出高效、長循環(huán)的液流電池界面改性策略，為設(shè)計穩(wěn)定性界面、推動儲能電池技術(shù)突破提供重要指導(dǎo)和實踐基礎(chǔ)，有望滿足社會對高能量密度、安全可靠的儲能技術(shù)的迫切需求。
（六）主講人：史學(xué)偉
【主講人簡介】
史學(xué)偉，國網(wǎng)新源張家口風光儲輸新能源有限公司設(shè)備檢修中心 新能源檢修與試驗技術(shù)中級師，主要負責規(guī)?；瘍δ芟到y(tǒng)運行維護、科研項目管理與成果申報、新能源裝備性能測試等工作。對儲能運行特性及應(yīng)用技術(shù)有深入研究，對新能源裝備的運行特性有一定的了解。在新能源黑啟動、儲能虛擬同步發(fā)電機技術(shù)、退役動力電池梯次利用技術(shù)、鋰電池安全試驗研究方向有一定了解。
【講座內(nèi)容】
能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、綠色發(fā)展已經(jīng)成為時代主題，在“碳達峰、碳中和”宏偉目標下，以儲能為能量載體的電動汽車產(chǎn)業(yè)和以儲能作為靈活調(diào)節(jié)資源的清潔能源電力系統(tǒng)呈現(xiàn)快速發(fā)展。以鋰電池為主電化學(xué)儲能系統(tǒng)，具有高能量密度，高功率密度，長壽命，環(huán)境友好等特點，成為近年來電動汽車和電力儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點。但是，以熱失控為特征的鋰離子電池系統(tǒng)的安全性事故時有發(fā)生，限制了鋰離子電池在儲能場景及電動汽車中的大規(guī)模應(yīng)用。鋰電池裝配工藝、內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異，其內(nèi)部發(fā)生熱失控后，其反應(yīng)劇烈難以通過外部條件實現(xiàn)精準判定；鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)排布緊密，在熱失控發(fā)生后，其爆燃或暴轟劇烈，反應(yīng)迅速，核心參數(shù)采集難；鋰電池熱失控發(fā)生過程中，其內(nèi)部反應(yīng)機理難以通過外部手段干預(yù)實現(xiàn)系統(tǒng)100%復(fù)現(xiàn)，其過程還原難；目前關(guān)于熱失控試驗大多集中在單體和模組級，其簇級和系統(tǒng)級試驗難度大，危險系數(shù)高?；谟|發(fā)熱失控觸發(fā)的試驗方法，開展了儲能模擬熱失控試驗，介紹實現(xiàn)了電芯、電池模組、電池簇安全試驗過程和現(xiàn)象。對于提升儲能電站安全穩(wěn)定生產(chǎn)運行具有重要意義。