／機械工業(yè)北京電工技術經(jīng)濟研究所 劉亞楠 李霞／

一、液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展進程

新型儲能是構建新型電力系統(tǒng)的重要技術和基礎裝備，是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要支撐。近年來，我國新型儲能技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)應用取得長足進步，2021年底新型儲能累計裝機超過400萬kW，新能源+儲能、常規(guī)火電配置儲能、智能微電網(wǎng)等應用場景不斷涌現(xiàn)，商業(yè)模式逐步拓展，國家和地方層面政策機制不斷完善，對能源轉(zhuǎn)型的支撐作用初步顯現(xiàn)。以電化學儲能為重點方向的新型儲能技術包括鋰電池、液流電池、鈉離子、鉛碳電池等方面，其中鋰離子電池技術引進時間較早，且商業(yè)化應用較為成熟，目前其市場規(guī)模占到了電化學儲能的80%以上。液流電池因具備容量大、安全性高、環(huán)保可靠、循環(huán)壽命長、能量轉(zhuǎn)換效率高等技術優(yōu)勢，能夠滿足新型儲能對于安全可靠、長時儲能、長時生命周期等方面的要求，正逐步受到市場關注。

根據(jù)國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》的有關規(guī)定，積極試點示范，穩(wěn)妥推進了新型儲能產(chǎn)業(yè)化進程?！笆奈濉毙滦蛢δ芗夹g試點示范包括了釩液流電池、鐵鉻液流電池、鋅溴液流電池等產(chǎn)業(yè)化應用，液流電池作為新型儲能技術在近幾年技術進步，產(chǎn)業(yè)升級，產(chǎn)業(yè)鏈進一步完善，產(chǎn)業(yè)競爭力逐漸增強。

液流電池主要作為固定式大規(guī)模儲能（蓄電）裝置，與鉛酸蓄電池、鎳鎘電池等通常以固體作電極的普通蓄電池不同，液流電池的活性物質(zhì)以液體形態(tài)儲存在兩個分離的儲液罐中，由泵驅(qū)動電解質(zhì)溶液在獨立存在的電池堆中反應，電池堆與儲液罐分離，在常溫常壓運行，因此安全性高，沒有潛在爆炸風險。液流電池的特點還包括：容易實現(xiàn)規(guī)?；ㄕ淄呒墸?，靈活配置、組裝方便、選址自由、循環(huán)壽命長、響應速度快、自放電率低、深度放電性能良好、環(huán)境友好、無污染排放、運行與維護費用低等。液流電池適用于調(diào)峰電源系統(tǒng)、大規(guī)模光伏電源系統(tǒng)、風能發(fā)電系統(tǒng)的儲能以及不間斷電源或應急電源系統(tǒng)。

隨著技術不斷深入研究，我國液流電池產(chǎn)業(yè)供應鏈不斷完善，近年來，越來越多的企業(yè)進入到液流電池領域并引入更多的技術發(fā)展路線，有中國科學院大連化學物理研究所投產(chǎn)的鋅鎳、鋅鐵和鋅溴等鋅基液流電池、上海電氣投資成立的儲能平臺公司“上海電氣（安徽）儲能科技有限公司”投產(chǎn)的全釩液流電池、國家電投集團投資的北京和瑞儲能科技有限公司投產(chǎn)的鐵－鉻液流電池。從目前已經(jīng)落地的項目來看，各大企業(yè)紛紛跨入液流電池領域，產(chǎn)業(yè)研究得到了迅速發(fā)展，液流電池已經(jīng)步入產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化和市場化階段。據(jù)統(tǒng)計，2020年科技創(chuàng)新（儲能）試點示范項目申報中，液流電池在鋰離子電池為主的電化學儲能項目中，也占據(jù)了一席之地，包括華銀工業(yè)園“風/光/儲/配/充”液流儲能系統(tǒng)集成項目、青海黃河上游水電開發(fā)有限責任公司國家光伏發(fā)電試驗測試基地配套20MW儲能電站項目和湖北棗陽10MW光伏+10MW/40MWh全釩液流儲能光儲用一體化示范項目等。

二、液流電池標準化體系建設進程

液流電池技術發(fā)展推動了標準化工作和標準體系建設。目前我國液流電池相關的標準化機構有全國燃料電池及液流電池標準化技術委員會（SAC/TC342）、能源行業(yè)液流電池標準化技術委員會（NEA/TC23）和IEC/TC21/JWG7國際電工委員會液流電池聯(lián)合工作組。全國燃料電池及液流電池標準化技術委員會（SAC/TC342）于2008年由國家標準化管理委員會批準成立，秘書處設在機械工業(yè)北京電工技術經(jīng)濟研究所，其中有關液流電池的術語、性能、通用要求及試驗方法等國家標準的制修訂工作于2012年開始起步。能源行業(yè)液流電池標準化技術委員會（NEA/TC23）于2012年由國家能源局批準成立，與國家標準化技術委員會秘書處一體運作，秘書處設在中國電器工業(yè)協(xié)會，負責液流電池及儲能技術領域的相關行業(yè)標準制修訂工作。液流電池國際標準化工作是由IEC/TC21國際電工委員會二次電池和電池組和IEC/TC105國際電工委員會燃料電池合作成立的IEC/TC21/JWG7國際電工委員會液流電池聯(lián)合工作組負責，國內(nèi)對口單位是全國鉛酸蓄電池標準化技術委員會（SAC/TC69），中國電器工業(yè)協(xié)會進行業(yè)務指導。在這些液流電池標準化機構服務平臺的建設和運行過程中，積累匯聚了一批行業(yè)技術專家，通過長期開展基礎共性技術和標準化研究，建立了有序協(xié)調(diào)的標準化工作組織體系和管理工作機制，并在基礎共性和通用技術方面制定了一批標準。

截至目前液流電池領域已發(fā)布國家標準4項，行業(yè)標準15項，團體標準3項；在研國家標準計劃項目2項，行業(yè)標準計劃項目15項。按照“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案中“專欄5 新型儲能標準體系重點方向”的有關內(nèi)容，結(jié)合液流電池標準化發(fā)展現(xiàn)狀，在原有液流電池標準體系重視產(chǎn)品及上游零部件的基礎上，目前的標準體系進一步擴大了液流電池的產(chǎn)業(yè)鏈范圍，液流電池標準體系框架如下所示：

——基礎標準，包括術語定義、環(huán)境條件等；

——通用標準，包括設計要求等；

——設備、材料與部件，覆蓋了全釩液流電池系統(tǒng)、鐵鉻液流電池系統(tǒng)、鋅基液流電池系統(tǒng)和其他液流電池系統(tǒng)；

——安裝調(diào)試及運行維護，包括安裝要求、調(diào)試要求、運行要求和維護要求；

——回收利用，包括回收、再利用和再制造等。

液流電池標準體系構架如下圖所示。

圖 標準體系框圖

如下表所示，GB/T 29840《全釩液流電池 術語》屬于基礎標準，NB/T 42006—2013《全釩液流電池用電解液 測試方法》和NB/T 42007—2013《全釩液流電池用雙極板 測試方法》屬于全釩液流電池關鍵零部件的測試方法；隨后全釩液流電池系統(tǒng)標準體系建設進入完善期，GB/T 32509—2016《全釩液流電池通用技術條件》、NB/T 42132—2017《全釩液流電池 電堆測試方法》、NB/T 42145—2018《全釩液流電池 安裝技術規(guī)范》和NB/T 42144—2018《全釩液流電池維護要求》等標準的制定，反映出全釩液流電池從系統(tǒng)到部件，從技術要求、測試方法到安裝、維護進行了全方位的建設。近年來，隨著液流電池技術的不斷創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已開始制定鋅基液流電池相關標準，如NB/T 10459—2020《鋅鎳液流電池 通用技術條件》和NB/T 42146—2018《鋅溴液流電池 電極、隔膜、電解液測試方法》等，同時鋅基液流電池標準體系也在不斷完善。目前，液流電池重點關注設計和可靠性等方面的標準建設，鐵鉻液流電池開始技術創(chuàng)新，相關標準運行實施，標準體系建設協(xié)同發(fā)展，液流電池行業(yè)呈現(xiàn)出更廣闊的發(fā)展前景。

表 液流電池標準體系明細表

三、未來工作設想

（一）標準化組織協(xié)調(diào)發(fā)展

隨著液流電池技術發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進程，建議充分集中利用液流領域?qū)＜屹Y源，促進液流電池國家標準、行業(yè)標準和團體標準各級標準化組織協(xié)調(diào)發(fā)展，確保進一步整合規(guī)劃現(xiàn)有各級標準，提升標準質(zhì)量，實現(xiàn)各級標準相互配套，不重復、不交叉。在觀念上，標準化組織增強服務意識，通過服務提高行業(yè)標準化管理水平。在方法上，可采用多途徑宣傳培訓標準化知識，使企業(yè)更加主動、深入、廣泛地參與標準化工作。在統(tǒng)籌上，標準化組織需與各方積極緊密配合，充分發(fā)揮整體功能，及時解決標準化工作過程中各方提出的問題，從整體上不斷提高標準化管理水平。

（二）標準化體系建設完善

進一步完善液流電池標準化體系建設，一是積極采用國際標準，促進中國標準與國際標準同步接軌；二是關注科技研發(fā)成果，推進標準技術創(chuàng)新，加快我國自主創(chuàng)新的標準制定；三是加強標準制定流程的規(guī)范性，提高標準質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)適應性，加快標準制定周期，滿足技術快速發(fā)展對標準的需求。四是進一步完善標準化人才建設，提高標準化理論和管理水平。

（三）積極推動標準實施應用

加強技術研討和交流工作，結(jié)合標準制修訂和宣貫培訓，積極組織開展液流電池領域的技術交流活動，搭建行業(yè)交流平臺，就液流電池行業(yè)發(fā)展中遇到的問題和挑戰(zhàn)等開展專門研討、調(diào)研等。同時，堅持積極組織協(xié)調(diào)、齊心協(xié)力擴大標準化影響，研究產(chǎn)業(yè)新問題、新動態(tài)，保持標準創(chuàng)新性，助力產(chǎn)業(yè)再升級。