【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、國網公司軟科學一等獎以及國網能源研究院科技進步獎等20余項，發表核心期刊論文、報紙文章20余篇。
【講座內容】
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%。我國新型儲能產業政策逐步向推動新型儲能規模化和市場化發展轉變，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合參與輔助服務、中長期交易、現貨交易等交易。
目前，新型儲能以參與調峰、調頻輔助服務市場為主，個別省份探索參與中長期市場和現貨市場。儲能調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；儲能參與調頻市場容量有限，難以支撐大規模發展；輔助服務由省級調度機構組織，儲能電站單體容量小，布局分散，部分尚未接入省級調度，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。新型電力系統下儲能規?；l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，重點發揮儲能自身技術優勢，提升在輔助市場上的競爭力，逐步擴大現貨市場收益，充分考慮儲能容量價值，頂峰價值，并在多個市場中發揮多重價值。對于新能源配儲，強化新能源與儲能聯動，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、裝備預研教育部聯合基金青年人才項目等。
【講座內容】
氫燃料電池技術可以實現高效的氫電轉換，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，質子交換膜燃料電池目前商業化程度最高，有望率先實現大規模應用。膜電極是燃料電池中氫-電轉換發生的主要場所，被譽為燃料電池的“心臟”。目前，商業化的質子交換膜燃料電池膜電極主要應用全氟磺酸膜作為質子交換膜。該類膜材料僅能在液態水溫區下工作，且生產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（質子、電子）質（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傳輸與反應機理，旨在通過底層材料與結構設計實現寬溫區、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年畢業于南開大學后在企業從事10余年新產品設計、開發及管理工作，現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模儲能及生物醫用領域的應用研究，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，科技部專家庫成員，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等期刊發表論文40余篇，授權發明專利7項，獲中國材料學會科學技術一等獎、《Green Carbon》優秀青年編委等榮譽，承擔及參與多項國家重點研發計劃、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。
【講座內容】
安全高效的規模儲能技術是構建新型綠色電力系統的重要支撐，水系鋅離子電池具有本征安全、環境友好、成本低以及循環性能優異等特點，在規模儲能領域具有廣闊的發展前景。因此，設計開發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展及其應用場景拓展具有重要意義。基于此，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摻雜生物質碳負載γ-MnO2正極，在5 A g-1下循環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，國網山東省電力公司電力科學研究院副主管，擔任國家電網公司“源網荷儲靈活運行與協調控制”實驗室學術帶頭人，擔任國網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計劃、國家自然科學基金、國網公司總部科技項目、國網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、國家電網公司科技進步獎、中電聯電力科技創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協會技術專家。
【講座內容】
大規模新能源接入電網的形勢下，電力系統結構發生重大變化，新型電力系統建設面臨調節能力不足的挑戰。儲能有助于滿足電力系統在靈活調節能力上的需求，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。儲能與火電聯合調頻，可以有效地提升發電機組調頻能力，進而減少一次調頻考核、獲取AGC補償收益。火電機組的特點是調節容量大，但受到物理執行機構的限制，動作較為遲緩，儲能響應動作很快，調節精度很高，但是受到容量的限制。通過儲能與火電機組的協調控制，實現各自優勢的互補，調節分量較大的調節任務由火電機組來承擔，調節分量小、但動作頻繁的調節任務，由儲能來承擔。整個協調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“減少一次調頻考核電量”+“增加AGC有償調頻輔助服務收益”為主，隨著慣量、一次調頻、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控策略的研究工作，設計電極界面的微觀精細結構，推進高比能、長循環、高安全二次電池的發展。具體包括：1）鋰金屬電池負極界面改性研究；2）固態鋰金屬電池界面微觀調控；3）低成本、長循環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、國家電網等課題多項。
【講座內容】
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定性的挑戰，嚴重阻礙其商業化進程。因此，固態電池成為最理想的選擇，調控其鋰金屬負極界面有序結構，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，減少死鋰產生，同時增強界面穩定性，是提升鋰金屬電池循環穩定性的必然選擇。本報告將介紹改性三維銅-鋰負極的設計原則、結構特點，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展與挑戰，提出高效、長循環的液流電池界面改性策略，為設計穩定性界面、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，主要負責規模化儲能系統運行維護、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。
【講座內容】
能源清潔低碳轉型、綠色發展已經成為時代主題，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業和以儲能作為靈活調節資源的清潔能源電力系統呈現快速發展。以鋰電池為主電化學儲能系統，具有高能量密度，高功率密度，長壽命，環境友好等特點，成為近年來電動汽車和電力儲能產業發展的重點。但是，以熱失控為特征的鋰離子電池系統的安全性事故時有發生，限制了鋰離子電池在儲能場景及電動汽車中的大規模應用。鋰電池裝配工藝、內部結構差異，其內部發生熱失控后，其反應劇烈難以通過外部條件實現精準判定；鋰電池內部結構排布緊密，在熱失控發生后，其爆燃或暴轟劇烈，反應迅速，核心參數采集難；鋰電池熱失控發生過程中，其內部反應機理難以通過外部手段干預實現系統100%復現，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，其簇級和系統級試驗難度大，危險系數高?；谟|發熱失控觸發的試驗方法，開展了儲能模擬熱失控試驗，介紹實現了電芯、電池模組、電池簇安全試驗過程和現象。對于提升儲能電站安全穩定生產運行具有重要意義。