【讲座主题】新型储能技术

【时 间】2024年11 月 1日  星期五 14:00-17:00

【地 点】小鹅通https://wlwth.xetlk.com/sl/4lgYL8 (联系人：王航杰15321299518）

【主讲人信息】

（一）主讲人：时智勇

【主讲人简介】

时智勇，教授级高级工程师，长期从事新能源、储能并网运行与市场机制研究，先后承担了等多项政府部门、国家电网公司科技项目和管理咨询项目，荣获中国电力科学技术进步等奖、国网公司软科学一等奖以及国网能源研究院科技进步奖等20余项，发表核心期刊论文、报纸文章20余篇。

【讲座内容】

截至2024年6月底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达4444万千瓦/9906千瓦时，较2023年底增长超过40%。我国新型储能产业政策逐步向推动新型储能规模化和市场化发展转变，鼓励通过电力市场疏导成本、获取收益，已明确新型储能可以作为独立主体或与所属电源联合参与辅助服务、中长期交易、现货交易等交易。

目前，新型储能以参与调峰、调频辅助服务市场为主，个别省份探索参与中长期市场和现货市场。储能调峰主要集中于冬春大风供暖季、午时光伏高出力时段，使用效率不高；储能参与调频市场容量有限，难以支撑大规模发展；辅助服务由省级调度机构组织，储能电站单体容量小，布局分散，部分尚未接入省级调度，此外，储能自身参与市场交易能力不足，加大利用难度。总体来看，储能通过电力市场收益还难以全面覆盖投资成本。新型电力系统下储能规模化发展的关键仍然需要不断完善市场机制和价格机制，对于独立储能电站，重点发挥储能自身技术优势，提升在辅助市场上的竞争力，逐步扩大现货市场收益，充分考虑储能容量价值，顶峰价值，并在多个市场中发挥多重价值。对于新能源配储，强化新能源与储能联动，全面支撑新能源入市，以整体效益最大化推动推动新能源强制配储向主动配储转变。

（二）主讲人：史乐

【主讲人简介】

史乐，西安交通大学电气学院教授、博士生导师，副院长。2013年于北京大学获物理学学士学位，2017年于香港科技大学获机械工程博士学位，2018年底加入西安交通大学电气学院，任副教授、特聘研究员，2020年晋升为教授。入选国家高层次青年人才项目、陕西省高层次青年人才项目等，长期从事氢燃料电池、新型储能等方向研究。以第一/通讯作者在Nature Communication等期刊发表研究论文40余篇，累计被引用2700余次，主持国家自然科学基金青年/面上项目、装备预研教育部联合基金青年人才项目等。

【讲座内容】

氢燃料电池技术可以实现高效的氢电转换，是未来新型能源体系的重要组成。在多种氢燃料电池技术中，质子交换膜燃料电池目前商业化程度最高，有望率先实现大规模应用。膜电极是燃料电池中氢-电转换发生的主要场所，被誉为燃料电池的“心脏”。目前，商业化的质子交换膜燃料电池膜电极主要应用全氟磺酸膜作为质子交换膜。该类膜材料仅能在液态水温区下工作，且生产工艺被美国杜邦等公司垄断，成本高昂。另一方面，膜电极催化层中主要使用贵金属铂作为催化材料，且催化层多应用铂碳催化剂与全氟磺酸材料随机掺混而成，微观尺度下的荷（质子、电子）质（气体分子、水分子）传导并不充分，反应位点没有被充分利用。本课题组针对目前质子交换膜燃料电池膜电极材料所面临的关键问题开展研究，探究微纳尺度下的荷质传输与反应机理，旨在通过底层材料与结构设计实现宽温区、高性能、低成本的新型膜电极体系。

（三）主讲人：吕玮

【主讲人简介】

吕玮，工学博士，2009年毕业于南开大学后在企业从事10余年新产品设计、开发及管理工作，现就职于华北电力大学，致力于可再生水系电池关键材料在规模储能及生物医用领域的应用研究，担任《eScience》、《Nano Research Energy》、《Journal of Materials Science & Technology》、《Next Materials》、《National Science Open》、《Energy Materials and Devices》、《Renewables》、《Green Carbon》、《Rare Metals》等期刊青年编委，科技部专家库成员，中国华能集团评标专家，Nano-Micro Letters、Energy Storage Materials、Carbon Energy等期刊审稿人，在Nano-Micro Letters、Science Bulletin等期刊发表论文40余篇，授权发明专利7项，获中国材料学会科学技术一等奖、《Green Carbon》优秀青年编委等荣誉，承担及参与多项国家重点研发计划、国家自然科学基金、装备预研基金、中央高校专项资金等项目。

【讲座内容】

安全高效的规模储能技术是构建新型绿色电力系统的重要支撑，水系锌离子电池具有本征安全、环境友好、成本低以及循环性能优异等特点，在规模储能领域具有广阔的发展前景。因此，设计开发廉价的多功能电池关键材料对于高安全水系锌离子电池发展及其应用场景拓展具有重要意义。基于此，团队采用廉价γ-MnO2为原料合成了K+预嵌δ-MnO2正极，与NMP改性ZnSO4电解液匹配制备的电池库伦效率接近100%；此外，以葡萄柚果皮为碳源制备了N掺杂生物质碳负载γ-MnO2正极，在5 A g-1下循环3000圈容量保持率为92.17%，体外细胞毒性试验表明该正极具有良好的生物兼容性且有望应用于人体植入医疗设备供电电源；采用原位水热法制备了含O空位C包覆δ-MnO2正极，在10 A g-1大电流密度下循环4000圈容量保持率高达90.88 %，同时该正极材料兼具抑制宫颈癌和卵巢癌细胞增殖的功效，从而为开发新一代以患者为中心的抗癌药物提供了新思路。

（四）主讲人：高嵩

【主讲人简介】

高嵩，国网山东省电力公司电力科学研究院副主管，担任国家电网公司“源网荷储灵活运行与协调控制”实验室学术带头人，担任国网山东省电力公司科技攻关团队带头人，主持及参与国家重点研发计划、国家自然科学基金、国网公司总部科技项目、国网山东省电力公司揭榜挂帅项目等二十余项重点课题，获得山东省科技进步奖、国家电网公司科技进步奖、中电联电力科技创新奖等省部级成果奖励12项，担任西安交通大学、山东大学、华北电力大学等知名高校的研究生合作导师，担任《山东电力技术》青年编委委员，入选山东省电力企业协会技术专家。

【讲座内容】

大规模新能源接入电网的形势下，电力系统结构发生重大变化，新型电力系统建设面临调节能力不足的挑战。储能有助于满足电力系统在灵活调节能力上的需求，各种储能技术在不同领域具有特定的功能，使其成为保障不同时间尺度电力平衡的有效途径。储能与火电联合调频，可以有效地提升发电机组调频能力，进而减少一次调频考核、获取AGC补偿收益。火电机组的特点是调节容量大，但受到物理执行机构的限制，动作较为迟缓，储能响应动作很快，调节精度很高，但是受到容量的限制。通过储能与火电机组的协调控制，实现各自优势的互补，调节分量较大的调节任务由火电机组来承担，调节分量小、但动作频繁的调节任务，由储能来承担。整个协调控制的核心要点是储能设备的互补策略要与机组自身的运行特性进行适应和匹配。目前运行模式以“减少一次调频考核电量”+“增加AGC有偿调频辅助服务收益”为主，随着惯量、一次调频、爬坡等辅助服务市场新交易品种的不断丰富，有望进一步拓宽盈利渠道。

（五）主讲人：李志强

【主讲人简介】

李志强，华北电力大学电力工程系讲师，主要从事二次电池中电极/电解液界面微观电化学过程及调控策略的研究工作，设计电极界面的微观精细结构，推进高比能、长循环、高安全二次电池的发展。具体包括：1）锂金属电池负极界面改性研究；2）固态锂金属电池界面微观调控；3）低成本、长循环水系铁铬液流电池设计；4）实用型储能器件设计。先后于四川大学化学学院和南方科技大学材料系获得学士和博士学位，于加州州立大学洛杉矶分校做访问学者。以第一/通讯作者在Nat. Energy, Energy Storage Mater., J. Mater. Chem. A, ACS Appl. Mater. Interface, Mater. Today Energy等期刊发表SCI论文10余篇。担任Energy Storage Mater., J. Mater. Chem. A等期刊审稿人。负责国家自然科学基金青年项目、参与重点项目子课题、国家电网等课题多项。

【讲座内容】

在当前追求清洁、高效能源利用的背景下，锂离子电池作为关键储能技术虽已广泛应用，但受限于石墨负极的低理论容量和其本身的安全隐患。为此，金属锂因其超高的理论容量、低氧化还原电位及小原子半径，被视为下一代高能量密度电池的理想负极材料。然而，锂金属负极面临锂枝晶不可控生长和界面不稳定性的挑战，严重阻碍其商业化进程。因此，固态电池成为最理想的选择，调控其锂金属负极界面有序结构，提高锂离子传导率并缓解沉积应力，引导金属锂选择性沉积，有效抑制锂枝晶生长，减少死锂产生，同时增强界面稳定性，是提升锂金属电池循环稳定性的必然选择。本报告将介绍改性三维铜-锂负极的设计原则、结构特点，有序浓度梯度SEI的设计原则，单离子导体界面缓冲层作为人工固体电解质膜以及以及高比能锂电池的研究进展。同时，介绍新型储能铁铬液流电池的发展与挑战，提出高效、长循环的液流电池界面改性策略，为设计稳定性界面、推动储能电池技术突破提供重要指导和实践基础，有望满足社会对高能量密度、安全可靠的储能技术的迫切需求。

（六）主讲人：史学伟

【主讲人简介】

史学伟，国网新源张家口风光储输新能源有限公司设备检修中心 新能源检修与试验技术中级师，主要负责规模化储能系统运行维护、科研项目管理与成果申报、新能源装备性能测试等工作。对储能运行特性及应用技术有深入研究，对新能源装备的运行特性有一定的了解。在新能源黑启动、储能虚拟同步发电机技术、退役动力电池梯次利用技术、锂电池安全试验研究方向有一定了解。

【讲座内容】

能源清洁低碳转型、绿色发展已经成为时代主题，在“碳达峰、碳中和”宏伟目标下，以储能为能量载体的电动汽车产业和以储能作为灵活调节资源的清洁能源电力系统呈现快速发展。以锂电池为主电化学储能系统，具有高能量密度，高功率密度，长寿命，环境友好等特点，成为近年来电动汽车和电力储能产业发展的重点。但是，以热失控为特征的锂离子电池系统的安全性事故时有发生，限制了锂离子电池在储能场景及电动汽车中的大规模应用。锂电池装配工艺、内部结构差异，其内部发生热失控后，其反应剧烈难以通过外部条件实现精准判定；锂电池内部结构排布紧密，在热失控发生后，其爆燃或暴轰剧烈，反应迅速，核心参数采集难；锂电池热失控发生过程中，其内部反应机理难以通过外部手段干预实现系统100%复现，其过程还原难；目前关于热失控试验大多集中在单体和模组级，其簇级和系统级试验难度大，危险系数高。基于触发热失控触发的试验方法，开展了储能模拟热失控试验，介绍实现了电芯、电池模组、电池簇安全试验过程和现象。对于提升储能电站安全稳定生产运行具有重要意义。