
项目介绍
过程工程研究所化工冶金产品工程课题组面向大规模长时储能领域铁铬液流电池应用需求,首创研发了碳素铬铁低温酸解法铁铬电解液清洁制备新技术,源头消除了六价铬污染物;通过调控铬离子络合形态,解决了电解液室温高性能运行的难题;与常规工艺技术相比,车间成本降低20%以上;建成了全球首套千吨级工业中试装置,支撑了100kW/500kWh储能示范项目运行。入选第六届中国河南开放创新暨跨国技术转移大会签约重大科技项目。

技术特点
铁铬液流电池为低成本、高安全、长时高效电化学储能领域的首选技术路线。电解液为液流电池活性物质与能量储存的载体,是液流电池的关键材料和主要成本。高性能电解液的低成本制备技术是铁铬液流电池大规模推广应用的关键。本项目综合考虑生产成本、环境保护及产业链保障三方面因素,从铬资源清洁转化着手,进行资源、材料、能源一体化全链条设计,设计并研发了“碳素铬铁低温调控酸解-酸解液杂质组份深度分离-电解液组分调配与铬络合态控制”的总体技术路线,突破系列关键技术,配套核心设备研发,进行全流程物质能量优化集成,最终形成了铁铬液流电池电解液规模化低成本清洁制备技术与成套装备。与常规工艺技术相比,本项目的技术路线竞争优势显著:(1)铬资源利用率由<80%提高至>90%;(2)电解液车间成本降低20%以上;(3)生产过程清洁环保,彻底消除了六价铬的污染隐患;(4)解除了电解液原料铬化工行业供应能力不足的限制,形成了产业链保障。

示范与应用
千吨级电解液低成本短程清洁制备工业中试装置

市场分析
液流电池被列入科技部等九部门印发的《科技支撑碳达峰碳中和实施方案(2022—2030年)》中第一项“能源绿色低碳转型科技支撑技术”。国家能源局发布的“国家能源局公告2024年第1号”列出的56个新型储能试点示范项目中,14个为液流电池储能项目。2024年,国家发改委、国家能源局、国家数据局三部门联合印发的《加快构建新型电力系统行动方案(2024~2027年)》明确指出,要围绕不同应用场景对爬坡速率、容量、长时间尺度调节及经济性、安全性的需求,探索建设一批液流电池等多种技术路线的储能电站。这些政策为液流电池储能技术的研发和应用提供了明确的政策支持和市场导向。
据CESA储能应用分会不完全统计,2024年1~12月,液流电池储能电站项目新增并网0.43GW/1.74GWh;国内共93个液流电池储能生产项目更新了动态,规划年产能65.15GWh,计划总投资达419.48亿元,达产后年产值123.6亿元。近几年,液流电池储能的产能增长迅速。2023年中国液流电池储能累计装机约为290MW/1175MWh,而2024年,新增装机就达到了约0.43GW/1.74GWh。据估算,2030年中国液流电池储能累计装机量将达2.6GW/10.5GWh;2035年则有望达到5.4GW/21.6GWh。
液流电池已迎来快速发展机遇,铁铬液流电池为行业主流方向之一,本项目竞争优势十分显著,预计市场前景广阔。本项目目前已经建成年产1200 m3铁铬电解液中试生产线,规划在1年内将建成一座不小于125kW/1MWh的铁铬液流电池储能示范电站,3年内可建成500MW/3GWh铁铬液流储能系统生产线,实现销售24亿元,税收3.4亿元;5年内可建成2GW/12GWh铁铬液流电池储能生产线,实现销售100亿元,税收20亿元左右。

图集