中科院院士赵天寿:实现碳中和需要大规模的长期储能技术

2022动力电池产业生态圈大会暨企业家峰会现场

11月18日，我爱电车网(江苏无锡小小静报道)。11月18日，无锡市锡山区人民政府联合无锡贸促会、中关村新型电池技术创新联盟、中国电动汽车之窗等机构，在江苏无锡举办2022动力电池产业生态圈大会暨企业家峰会。本次大会聚焦电池新能源产业前沿技术，深度介绍西山新能源产业生态环境，促进优质项目招商，努力打造国内高价值、高标准、有影响力的动力电池产业交流大会。

中国科学院院士、中国碳中和能源研究院南方科技大学校长、讲座教授赵天寿

18日下午，中国科学院院士、中国碳中和能源研究院南方科技大学院长、讲座教授赵天寿发表了题为《流体电池储能原理与技术》的主题演讲。《电动车之窗》精选其部分精彩景色，为读者奉上晚餐：

实现碳中和是中国可持续发展的一个重大战略目标，它要求化石能源在能源结构中的比例从目前的84%大幅降低到10%左右，而太阳能和风能的比例从目前的4%提高到60%甚至更高。这意味着能源结构的革命性转变。

过去十年，光伏和风力发电机的成本降低了十几倍，但风电和光伏的占比仍然很小，只有4%。是什么限制了风电和光伏发电占比的提升？赵天寿说，主要原因是光伏和风力涡轮机产生的电力是间歇性的，不稳定的，很难连接到电网。那么如何应对光伏和风电的间歇性不稳定呢？赵天寿说，储能是平抑能量波动、实现能量平稳稳定输出、提高光伏和风电实际利用水平的最有效方式。因此，储能是以新能源为主体的新能源系统的关键环节。

要实现碳中和，对储能技术有一些特殊要求。首先，储能设备应易于扩展，同时应能长时间储存能量。赵天寿指出，储能装置不应受地域和地理的限制，储能应安全、稳定、成本低、寿命长。特别是在目前以化石能源为主的能源体系中，化石能源调峰加短期储能可以实现能源供需的匹配。而在以可再生资源为主的新型电力系统中，化石能源比重较低，无法满足调峰需求，因此能源系统供需匹配需要长期储能。即以太阳能、风能为主的新能源结构，需要长期、大规模的储能技术。

据赵天寿介绍，流体电池是一种以可流动物质为能量载体，将能量与动力解耦的电池，包括电解池、燃料电池、液流电池、金属空气电池等。由于实现了能量和功率的解耦，流体电池适合长期大规模储能，具有广阔的应用前景。然而，流体电池的大规模应用仍需要进一步提高其性能，降低其成本。然而，流体电池涉及电化学反应、物质传递和热量传递的协调。在过去的研究中，由于学科的壁垒，电化学动力学与反应界面空间转移的相互作用没有统一的理论。赵天寿介绍了他的团队从跨学科的角度构建的多载流子传输和电化学反应的耦合理论，以及在新理论指导下开发的流体电池新型储能系统。

赵天寿引进了一种新的电力燃料能量储存技术，液体能量载体可以循环充电和放电。这项技术可以

赵天寿的结论是，实现碳中和需要大规模和长期的储能技术；流体电池易于规模化、长期、安全、不受地域限制，因此特别适合大规模储能。物理和电化学的交叉研究是实现流体电池技术突破的关键。

据赵天寿介绍，他长期致力于传热传质和电化学储能的研究。其中电化学储能的研究方向有燃料电池、液流电池、金属空气、电燃料储能等。团队通过热物理和电化学交叉的独特视角和方法，探索了燃料电池等先进电池中电子、离子、质量和热量之间的耦合传递机制，取得了理论突破，实现了电池储能技术的创新和应用。

(以上观点根据论坛现场速记整理，未经发言人本人审核。)