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1、全钒液流储能电池生产基地项目简介项目申报单位：承德万利通实业集团项目名称：全钒液流储能电池生产基地 建设地址：双滦区宫后工业园区项目总投资：计划投资60亿元，建设6000 MWH全钒液 流储能电池生产基地，实现销售收入215亿元，利税52亿 元。一期工程年产500MWH全钒液流储能电池，打算总投资 亿元，其中：固定资产投资亿元；流动资金2亿元。资金来 源：全数由企业自筹建设起止年限：2020年6月2021年6 月（36个月）该项目是承德万利通实业集团与美澳新能源（青岛）合 作研究开发，具有自主知识产权的高新技术转化的产、学、 研项目，是国家可再生能源体系建设中的储能配套项目，也 是承德万利通实
2、业集团和清华大学863项目一起研发的技术 功效。项目以全钒液流储能电池项目为主攻方向，开辟钒产 品的延伸加工和新的应用领域，进一步提高钒钛资源综合利 用水平。项目占地360亩，建筑面积139960平方米。一期工程 建成后，（1）年产四种规格总容量为500MWH的全钒液流电 池 8600 组，其中 20KWH 的 5000 组、50KWH 的 1200 组、100KWH 的1400组、500KWH的1000组。（2）电解液生产线1条；电 池、电池堆生产线 4 条；电极加工生产线 1 条；离子膜加工 生产线 1 条；壳体加工生产线 1 条。（3）各类液体泵 16 台， 各类反映釜搅拌机22台，其他
3、专用设备92台，200KWH全钒 液流储能电池系统1座，500KWH太阳能储能供热系统1座。 设计新增销售收入亿元，利润亿元，所得税亿元。项目备案 承发改工业备字20203 号。该项目符合产业结构调整指导目录（2005 年本）鼓 舞类中第十六轻工第 13 项“高技术绿色电池产品制造（无 汞碱锰电池、氢镍电池、锂离子电池、高容量密封型免保护 铅酸蓄电池、燃料电池、锌空气电池、太阳能电池）”。属于 高新技术转化型项目，是国家可再生能源体系建设中的储能 配套项目，是“计划”中的进展重点领域和目标，是国家电 网公司“十一五”及尔后的重点进展打算。通过对国内现有 有关技术成绩的有机集成开发和商业化推行应
4、用，将为国家 风能、太阳能等清洁能源实现产业化提高国家电网运行效率 和能源效率，赶超国际电网供需和技术治理水平做好绿色储 能产业和技术支持，拉动能源紧缺地域的经济进展，能够为 国家和省市区实现整体节能、减排及可持续进展目标做出奉 献。目前，该项目一期工程的研发中心已动工建设。该项目 建设将带动承德市全钒液电解液、质子膜、复合双极板、炭毡、电堆五个产业的进展，形成产业集群，进一步推动全市为构筑“中中国最大的新能源、新技术、新材料及装备制造业的进展 国钒谷”、建设“中国储能技术研发基地”和“ 储能电池生产基地”奠定基础。全钒液流储能电池项目要紧内容1研发的意义和必要性国内、外现状 国民经济的可持续
5、进展需要稳固的能源供给作为强力的支 撑。而作为我国能源领域的进展重点的可再生能源（如风能、太 阳能等）发电具有不稳固和不持续的特点。因此，现时期开发高 效率、大功率、大容量的电能存储技术来保障发电和供电的持续 与平稳已成为重中之重。具有“储电银行”之称的全钒液流储能电池以其拥有传统电 池不可比拟的优势特性引发全世界的普遍关注。全钒液流储能电池是一种活性物质呈循环流动液态的氧化 还原电池，简称钒电池，英文缩写为VRB。早在1984年，钒电 池原理由新南威尔士大学的Maria Skyllas-Kazacos等研究人员 提出以后，在澳大利亚、日本和加拿大取得深切研究和有效化进 展。1985年日本的住
6、友电工（SEI）和关西电力公司合作进行VRB 的开发工作，19851990年研制成功10KW电堆,19911994 年 研制成功60KW电堆，专门是1996年12月，SEI建成450KW级 VRB电堆，关西电力公司已把它作为子变压电站的一个大体单元进行充放电实验，该系统直至1999年9月实验数听说明电池循 环性能良好（530 次循环电池能量效率均值为%，充放电的电流 密 50mA/cm2）20002002 年间 SEI 完成了 240KWh、800KWh、 用于UPS平稳负载、配套风能光伏发电、电网调峰、调频调幅等 领域的VRB系统。表1-1 SEI自2001年起建设的商用钒电池系统用户配置用
7、途建立日期应用能源学院(Institute of Appliedenergy )AC170kWX6h稳定风力涡轮机的输出2001-03Obayashi CorporationX1h调峰2001-04Obayashi CorporationAC30kWX86h光伏系统2001-04Kwansei Gaku in大学AC500kWX10h调峰2001-11意大利CESI公司Cen troEleltrotecmicoSperimentale ItalianoAC42170kWX26h调峰2001-11住友公司办公大楼100kWX8h平衡负载2000-02半导体工厂3000kWX1500kWX1hUP
8、S平衡负载2001-04风能发电占170kWX6h稳定风力涡轮机的输出2001-04Obayashi Corporation 的高小夫俱乐部30kWX8h平衡负载（光伏系统）2001-04澳大利亚的Pinnacle VRB Ltd公司及加拿大的VRB PowerSystems公司在大型钒电池储能系统（VRB-ESS）的开发上也走活 着界前列，2003年11月Pinnacle VRB Ltd公司为澳大利亚建造了 与风能及柴油机发电配套的VRB-ESS系统（容量为800 KWh，输出 功率200 KW），该系统的利用除提高King Island岛上居民区的 电能供给功率水平、稳固风力发电系统供电外
9、，还减少了柴油机 发电，减少了燃料费用及向环境中排放的废气量。2004 年 2 月，VRB Power Sys tems 为 Pacific Corp 公司建 造的大型VRB-ESS正式完工，该系统储能容量2MWh、输出功率 250KW，是北美地域第一座大型商业化VRB储能系统，要紧用于 知足美国犹他州东南部偏远地域用电顶峰时的电力需求，即起削 峰填谷和平稳负荷的作用。表1-2 VRB Power （又名Vanteck VRB）建设的钒电池系统用户配置用途建立日期南非Eskom电力公司250kWX2hStellenboschUniversity 的演示2001-03系统（电站调峰）美国Paci
10、ficorp 电力公司250kWX8h电站储能系统2004-03Hydro Tasmania20kWX4h风能、柴油发电、钒电池混和供电系统2003-11另外德国、奥地利和葡萄牙正在联合开展将VRB用于太阳能 光伏发电系统储能的研究工作，目前，全钒VRB-ESS体系在上述 国家已开始向商业化迈进。我国VRB研究始于20世纪90年代，1995年，中国工程物 理研究院电子工程研究所第一在国内展开VRB电池的研究，研制 成功500W、1KW的样机，中国科学院大连化学物理研究所2006 年3月研发成功10 kW实验电堆，并通过国家科技部验收以后， 又于2020年11月在国内领先通过100Kw（10 X
11、 10KW）全钒液流储 能电池系统的部级鉴定。表1-3国内外电堆指标比较水平指标国际领先水平国内领先水平功率40KW/单电堆（日、加）10KW/单电堆（大化所）电堆能量换效率80%72%电池能量转换效率80%75%电堆工作寿命6年已稳定运行两年当前，我国全钒液流电池的研究，绝大多数单位大体上仍集中在单电池上，单电堆最大功率为10KW （大化所），相关于日 本和加拿大等国而言，在液流电池关键材料，包括质子互换膜、 电极材料、高浓度稳固电解液和工程放大应用技术、产业化实践 等方面，尚处于进展的关键时期，需要国家在产、学、研方面的 通力合作，踊跃投入，争取早日实现系统冲破。 钒电池大体原理及特性钒电
12、池是一种新的蓄电池，钒电池是利用正负极电解液分 开，各自循环的一种高性能蓄电池.具有容量高、利用领域（环 境）广、循环利用寿命长的特点.是目前的一种新能源产品。电 化学钒电池是一种新型的大型电化学储能装置，正负极全部利用 钒盐溶液的称为全钒液流电池,其荷电状态 100%时电池的开路 电压可达 V. VRB 通过不同价态的钒离子彼此转化实现电能的 贮存与释放，是众多化学电源中唯一利用同种元素组成的电池系 统，从原理上幸免了正负半电池间不同种类活性物质彼此渗透产 成的交叉污染。全钒液流储能电池有以下特性：（1）液流储能电池的输出功率取决于电池堆的大小，储能容 量取决于电解液储量和浓度，因此它的设计
13、超级灵活，当输出功 率一按时，要增加储能容量，只要增大电解液储罐容积或提高电 解质浓度即可；（2）液流储能电池的活性物质存在于液体中，电 解质金属离子只有钒离子（只是价态不同）一种，故充放电时无 其它电池常有的物相转变，电池利用寿命长；(3)充、放电性能 好，可深度放电而不损坏电池，自放电低，在系统处于关闭模式 时，储罐中的电解液无自放电现象；(4)液流储能电池选址自由 度大，系统可全自动封锁运行，无污染，保护简单，操作本钱低； (5)电池系统无潜在的爆炸或着火等危险隐患，平安性高；(6)除 质子膜外，电池部件多为较低价的碳材料、工程塑料，材料来源 丰硕，易于回收，不需要贵金属做电极催化剂，制
14、造本钱较低； (7)其能量效率高，可达75%以上，性价比超级高；(8)启动速度 快，若是电堆里充满电解液可在2 min内启动，在运行进程中充 放电状态切换只需要 s。能量效率和长期运行稳固性是钒电池两项重要性能指标。 最近几年，全钒液流储能电池的优越性慢慢凸现，可是，要达到 有效化的要求，必需在提高靠得住性、稳固性和耐久性及降低本 钱方面进行深切的研究开发。应用领域和解决的问题 钒电池储能系统既能够支持太阳能、风能等随机性很强的 可再生能源发电，又能够作为不中断电源 (预防电力供给灾难事 件)，还能够用于电网削峰填谷、平稳负荷提高电能质量及电站 运行稳固性。全钒液流电池在大型电力公司供电、边远
15、地域及中 型电力用户、一般居民用户用电储能等方面都具有良好的应用前 景，其高效、节能的技术特点，使钒电池储能系统有着很普遍的 应用领域，这种高效储能电池系统如能早日在我国成功研发并实 现产业化，将对我国的能源、电力行业进一步持续、稳固和和谐 进展；对我国国民经济的可持续进展来讲将具有重大意义；在优 化能源结构，节约能源和减少环境污染等方面也将发挥专门大作 用，将产生十分庞大的经济效益和显著的社会效益。研发条件及优势承德钒储量占我国总量的40%，已探明钒钛磁铁矿资源亿吨， 折合五氧化二钒资源量万吨。另外，预测低品位钒钛磁铁矿可折 合五氧化二钒资源量392万吨。承德丰硕钒资源，给钒电池在承 德开发提供了特有的资源优势。山西、内蒙、河北是清洁能源基地，风力发电、光伏发电进 展势头迅猛，2020年末，承德地域风电装机容量可达200万千 瓦，这给钒电池在承德开发提供了广漠的新能源市场。六十年代初，承德在国内率先研究了提钒技术，40连年间， 承德培育了一大量提钒炼钢专家、特色钒制品专家和钒电解液专 项技术人材。承德万利通实业集团有限公司从2005年起，与钒电池发明 人Marria Kacos博士长期沟通，与清华大学紧密合
