【講座主題】新型儲能技術
【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,，榮獲中國電力科學技術進步等獎,、國網(wǎng)公司軟科學一等獎以及國網(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,、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,?？傮w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,，西安交通大學電氣學院教授、博士生導師,，副院長,。2013年于北京大學獲物理學學士學位，2017年于香港科技大學獲機械工程博士學位,，2018年底加入西安交通大學電氣學院,，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,，主持國家自然科學基金青年/面上項目、裝備預研教育部聯(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）傳導并不充分,，反應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鍵問題開展研究，探究微納尺度下的荷質(zhì)傳輸與反應機理,，旨在通過底層材料與結(jié)構(gòu)設計實現(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,，工學博士，2009年畢業(yè)于南開大學后在企業(yè)從事10余年新產(chǎn)品設計,、開發(fā)及管理工作,，現(xiàn)就職于華北電力大學，致力于可再生水系電池關鍵材料在規(guī)模儲能及生物醫(yī)用領域的應用研究,，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，獲中國材料學會科學技術一等獎,、《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、國家自然科學基金,、裝備預研基金,、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)模儲能領域具有廣闊的發(fā)展前景,。因此,，設計開發(fā)廉價的多功能電池關鍵材料對于高安全水系鋅離子電池發(fā)展及其應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用于人體植入醫(yī)療設備供電電源,；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”實驗室學術帶頭人，擔任國網(wǎng)山東省電力公司科技攻關團隊帶頭人,，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、山東大學,、華北電力大學等知名高校的研究生合作導師,，擔任《山東電力技術》青年編委委員，入選山東省電力企業(yè)協(xié)會技術專家,。
【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,，各種儲能技術在不同領域具有特定的功能,，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,，由儲能來承擔。整個協(xié)調(diào)控制的核心要點是儲能設備的互補策略要與機組自身的運行特性進行適應和匹配,。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)頻輔助服務收益”為主,，隨著慣量、一次調(diào)頻,、爬坡等輔助服務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過程及調(diào)控策略的研究工作，設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計,；4）實用型儲能器件設計。先后于四川大學化學學院和南方科技大學材料系獲得學士和博士學位,，于加州州立大學洛杉磯分校做訪問學者,。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,，鋰離子電池作為關鍵儲能技術雖已廣泛應用，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),，提高鋰離子傳導率并緩解沉積應力，引導金屬鋰選擇性沉積,，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-鋰負極的設計原則、結(jié)構(gòu)特點,，有序濃度梯度SEI的設計原則,，單離子導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,，為設計穩(wěn)定性界面,、推動儲能電池技術突破提供重要指導和實踐基礎，有望滿足社會對高能量密度,、安全可靠的儲能技術的迫切需求,。
（六）主講人：史學偉
【主講人簡介】
史學偉，國網(wǎng)新源張家口風光儲輸新能源有限公司設備檢修中心 新能源檢修與試驗技術中級師，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用技術有深入研究,，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,、退役動力電池梯次利用技術、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)部反應機理難以通過外部手段干預實現(xiàn)系統(tǒng)100%復現(xiàn)，其過程還原難,；目前關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,。