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张华民有多重身份 ，既是大连融科储能公司总工程师 ，也是中科院大连化学物理所研究员 。在张华民的向导下 ，由两家机构组成的团结研发团队针对“全钒液流电池储能手艺及应用”开展了十余年的研发攻关 。在2015年国家科学手艺奖中 ，该效果荣获国家科学手艺发明二等奖 。这是一项怎样的手艺发明?又开创了一条什么样的自主立异与工业化应用之路?本报记者在采访中获得了谜底 。
全钒液流电池知足新能源并网手艺要求
风能、太阳能等可再生能源发电具有不一连、不稳固、不可控等特征 ，大规模并网会给电网清静稳固运行带来攻击 ，也造成了大宗的弃风弃光问题 。
在当初选择液流电池开发时 ，张华民便笃定 ，可再生能源将逐渐由辅助能源转为主导能源 ，而风能、太阳能等可再生能源普及应用的瓶颈手艺就是储能 。“大规模储能手艺可以有用实现可再生能源发电的随机性、间歇性和波动性等问题 ，实现调幅调频、平滑功率输出、跟踪妄想发电 ，从而提高电网对可再生能源发电的消纳能力 ，解决弃风弃光问题 。”张华民说 。
海内从2000年最先液流电池手艺的开发 ，在手艺蹊径选择上 ，张华民以为 ，必需知足三个条件：清静性好、生命周期性价比高、生命周期的情形负荷低 。
“全钒液流电池储能手艺因其具有储能规模大 ，适合于百千瓦到百兆瓦级的应用规模;充放电切换应答速率快;储能介质为水溶液 ，清静可靠;电池匀称性好 ，使用寿命可达15年以上 ，而钒电解液可以半永世性地重复使用 ，寿命周期性价比高 ，情形友好等突出优势 ，是大规模储能的首选手艺之一 。”张华民回忆说 。
在敲定手艺蹊径后 ，进入到研发阶段 ，张华民发明手艺门槛照旧很是高的 。“全钒液流电池储能系统的开发要求多学科交织 ，涉及到质料学、电化学、化学工程、自动控制等学科 ，并且手艺在国际上都是处在统一位置 ，无既有履历可资借鉴 。”
在挑战眼前 ，研发团队驻足自主立异 ，十多年来坚持基础研究与应用开发并重 ，要害质料、焦点部件研发及电池系统集成立异与树模应用的研究开发理念 ，取得了一系列重大手艺突破 。
自主产权涤讪工业化基石
张华民告诉记者 ，研究团队始终坚持政产学研用细密合作的立异研究开发机制 ，形成了包括液流电池要害质料设计制造、电堆及电池储能系统设计集成、储能系统智能控制、工程应用及运行管理、液流电池新系统在内的完整自主知识产权系统 。
第一 ，突破了液流电池要害质料包括非氟离子传导膜、电解质溶液、液流电池双极板的设计与制备手艺 ，原创性地研制乐成液流电池用高选择性、高传导性、高稳固性非氟离子传导膜 ，高导电性、高活性碳素复合双极板质料及高稳固性电解质溶液 。
第二 ，突破了全钒液流电池电堆的设计集成手艺 ，发明了大功率、高功率密度电堆结构设计要领和制造手艺 ，设计集成出32千瓦大功率液流电池单体电堆 ，突破了单体电堆工程化制造手艺 。
第三 ，突破了高功率、大容量、高集成度全钒液流电池储能系统设计要领及多体耦合控制手艺 。原创性地提出了模块化设计理念 ，开发出差别规模品级、可自力运行的全钒液流电池单位系统模块 。突破了多系统耦合控制手艺 ，实现了多个液流电池单位系统模块高效、经济与稳固运行 。发明了大规模储能系统控制管理战略 ，实验了迄今天下上最大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统的商业化应用工程 。
别的 ，在手艺开发历程中 ，张华民很是重视标准的制订 ，通过全钒液流电池的开发 ，研究团队主持起草了3项行业标准、5项国家标准和1项国际标准 ，领军能源行业国家及国际液流电池标准的制订 ，指导了全球液流电池手艺的生长 。
工业应用已见效果
在液流电池储能系统工业化应用上 ，张华民的夙愿已见效果 。通过全钒液流电池储能系统的开发 ，实验了为海岛、边远地区可再生能源发电、漫衍式供电及风电场平滑输出、妄想发电等提供储能解决计划的近30余项商业化树模工程 ，积累了富厚的工程手艺和运行管理履历 。
与此同时 ，依托自主知识产权的手艺优势和履历积累 ，起劲开展国际合作 ，开拓国际市场 。产品已出口美国、欧洲、日本等多个国家和地区 ，自2003年至今 ，大连融科储能公司的全钒液流电池用电解液已出口300多兆瓦时 ，约占全球市场份额的75%;2014年 ，乐成中标欧洲首套兆瓦以上级商业全钒液流电池储能项目 ，并已在德国漫衍式电网中获得应用 。
对进一步扩大工业化应用 ，张华民建议 ，储能也应该像其他工业一样 ，有工业政策的支持 。“储能工业必将是战略性新兴工业 ，是一个万亿美元的战略性新兴工业 ，现在国家得赶忙出台帮助政策 。”
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