8月的草原,勁風颯爽。內蒙古烏蘭察布市西南側,一座綜合工業園區內草木蔥蘢、繁忙有序。在這里,三峽烏蘭察布“源網荷儲”技術研發試驗基地(以下簡稱“‘源網荷儲’研發基地”)一期儲能項目已進入調試關鍵階段。
▲ “源網荷儲”研發基地辦公大樓
踏入研發樓,一棟直徑2米的鋼鐵時鐘映入眼簾。
這只鐘表,很特殊。直觀看上去,數字節點被各種元素符號替代:從人類最早發明的電池——巴格達電池中的鐵元素,到蓬勃發展的新型電池中的鋰元素,表達了人類對儲能的探索如時針旋轉從未停步。“這只鐘表是我們了解儲能技術的昨天,描繪儲能技術未來的‘指示牌’。”三峽集團所屬三峽科研院研究員吳卓彥介紹說。時間指向儲能潛力蓬勃釋放的今天,哪些元素潛力巨大、哪些技術亟待突破?在“源網荷儲”研發基地,一個個3米長、2米寬的集裝箱如同一張張技術“答卷”:集裝箱內,未來最有可能得到大規模應用的全釩液流電池、固態鋰電池、水系鈉離子電池、飛輪儲能等7種新一代儲能試驗示范系統驗收在即。
▲ 室內儲能廠房
提起鋰離子電池,不少人耳熟能詳。截至今年一季度末,在全國已建成投運新型儲能項目中,鋰離子電池儲能裝機占比超過95%。而“源網荷儲”研發基地的儲能型固態鋰離子電池,卻是全球首次示范應用。這個“鋰”,有何不同?“傳統鋰電池采用有機液態電解液,而我們全部或部分采用固態電解質,這樣的電池不僅不易短路,而且不易燃,可大幅提高電池系統本質安全。”三峽科研院研究員王倩介紹。測試結果顯示,該固態鋰離子電池循環壽命達到6000次以上,超過傳統液態鋰離子電池近10倍,在電安全、機械安全、熱安全、環境安全等方面性能表現良好。
▲ 室外儲能
距固態鋰離子電池不遠處,一個重達300公斤的金屬飛輪正在真空容器中飛速旋轉,實現動能和電能之間的迅速轉換。“與電化學原理的電池不同,飛輪儲能是物理儲能設備,電池循環壽命可超百萬次,可以做到毫秒級響應,實現對電網快速支持,解決新能源調頻能力不足的問題,在‘電網友好’方面有著天然優勢。”三峽科研院研究員吳云翼介紹。目前,“源網荷儲”研發基地有2套實驗設備已成功入選能源領域首臺(套)重大技術裝備,承擔5項國家“十四五”重點研發計劃、2項內蒙古自治區科技重大專項,并獲批國家儲能技術產教融合創新平臺、國家能源電力儲能裝備與系統集成技術研發中心。
▲ 功率路由器廠房
“未來,項目團隊將持續推進新型儲能技術的研究,探索和驗證下一代儲能技術,為我國新能源與儲能業務的發展貢獻科技力量。”“源網荷儲”研發基地項目部主任韓俊飛說。扎根茫茫草原上,這支涵蓋了儲能、氫能、電力電子及綜合能源等領域的人才團隊卻很年輕——平均年齡約35歲,超八成擁有博士學位。“科研基地如同一座‘孵化器’,不僅孵化技術,也孵化人才。我們基于產業發展需求開展科研課題,著力實現儲能關鍵技術創新突破,將論文寫在大地上。”韓俊飛說。