中国储能网讯：2017年4月24-26日，第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店召开。大会期间，由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办，恩力能源科技有限公司、盾石磁能科技有限责任公司、葛洲坝中科储能技术有限公司支持的“先进储能技术专场”于4月26日下午成功举办。会议共邀请8位专家分享最新研究成果，主要内容如下：

中国科学院电工研究所储能技术研究组组长，教授 陈永翀（主持人）

主持人：大家下午好，我是中国科学院电工研究所陈永翀，很荣幸今天下午为大家服务。这个会场是先进储能技术，我们的报告会非常的丰富、精彩。下面我们就开始今天下午的报告，第一位发言人是中国科学院上海硅酸盐研究所研究员温兆银老师，我们掌声有请温老师作报告。

中国科学院上海硅酸盐研究所研究员　温兆银

温兆银：谢谢陈老师的介绍，也非常感谢组委会的邀请。我看上午的会议是非常的热闹，我不敢说这个丰富精彩，但是我想今天下午这个会场应该是丰富多彩，我看了几乎是没有一个方向是相同的，基本上是除了锂电池以外的主要的其他一些储能的技术在这里交流，我也希望钠电池的技术能够得到大家的关注。

我这个报告主要分为简单的背景介绍与钠电池体系的介绍，还有钠电池现在的现状以及我们开展的一些研究工作。刚才陈老师介绍在我们实验室除了研究钠电池还有锂电池，实际上我们锂电池针对一些前端性的方向也是开展了大量的的工作。在钠电池方面我们更多关注的是像这个钠硫电池、钠镍电池这些。目前我们和很多企业在合作，包括美国的Corning还有我们国内的一些汽车集团等等。我们在固态离子学领域开展我们的工作，就是研究固体物质中间离子运动规律的一个领域，固态离子学实际上是包括锂电池还有更多的电池体系以及燃料电池研究的技术科学领域。实际上这两天大家一直在讨论储能的问题，我们看看储能这个应用是非常广泛的，从我们的发电、配电到输电到最后我们的用户，甚至我们把电动汽车都跟储能结合起来了。当然，储能非常重要，但是储能再重要，我们来看看这么多年中间，差不多快10年前我们讨论智能电网，到现在真正我们的储能技术或者说我们集中在电化学储能上的应用体量还是非常有限，甚至我们碰到很多瓶颈的问题。我感觉目前储能应用的突破口实际上是在我们的可再生能源，实际上是以光伏和风力发电为代表的可再生能源，它们的快速发展结合我们技术的推动。尽管储能技术大家都叫得非常响，但是它没有得到更大规模的应用，有很多因素。钠电池是非常重要的储能技术，这么多的储能电池和技术之间钠电池是非常特殊的一个群体，所谓的钠电池其中一定含有钠元素。也是2015年美国对这个储能技术的预测，我们看右边这张图，他们的预测是锂电池是占据第一位，第二位是液流电池，还有就是钠盐电池，还有我们的铅酸电池，或者以制氢的形式进行储能也被未来看好。

这个图可以在网上搜到，就是全球十大电网级电池储能系统，我把这三项拉红了。第一项就是在日本丰前蓄电变电站，这个规模是50兆瓦，可以持续工作60小时，不仅功率大，而且容量大。在六所村风电场这个36兆瓦，可以连续工作62小时。还有加拿大这个风能研究所的钠盐电池项目，规模达到10兆瓦，这三个系统都是含有金属钠的。过去几年时间钠电池研究也非常热，其追一个原因是因为金属铝的匮乏，或者大家认为它的资源有限。所以关于钠电池的研究一下子就变得很热，我们来看看几种典型的钠的电池，钠硫电池已经有非常大的市场了，早上大家也听到介绍了，钠硫电池目前在全球超过300多兆瓦这样一个系统在运行，其实它的能量远远大于我们现在在运行的这个锂电池的储能系统。这个电池最大的特点是能量密度高、功率密度大、效率高，效率超过85%，甚至接近90%。这个电池当然有它的问题，关键就技术难度非常大，所以从事这个电池研究的非常少，另外它有一定的安全隐患。另外来说它相对成熟，而且已经实现了规模化应用。还有就是ZEBRA电池，它的优点就是安全、能量密度高、效率高，能量密度在120到150。目前技术的基本成熟，在应用的初期。这个钠的资源问题是大家非常关注的，钠的化合物只是铝的化合物的几十分之一。钠硫电池和钠氯化物电池的特定是什么呢？就是没有自放电，另外效率非常高。这两种电池是我们在固态离子学上非常经典的两个电池体系，这两个电池在大容量，特别是钠氯化物电池的安全性受到特别的关注。

这是钠硫电池目前的商业应用情况，目前真正有成熟技术的还是日本的NGK公司，已经有250座以上的电站在运行中，年产能150MW，可连续工作最长7.2小时，最大的在运行系统为50MW，2020年目标是23000日元/KWh。目前这个在风电上最大的体系就是在日本这个Rokkasho风电长，51MW的风电长，钠硫电池是34MW，245MWh由172MW电站组成。左下角这张图就是在它的接入以后使整个风电的输出得到了非常高水平的稳定，这个风电可以说利用价值就得到了真正的提高。我们国家目前这个钠硫电池研究基本上还集中在东汽和上海电气，2012年上海电气成立公司以后进行产业化的推进，目前达到10兆瓦级的示范产业的规模。这条线绝大多数装备都是我们自己开发的，这个公司开发的5千瓦和25千瓦的模块，应该说这个模块目前有比较稳定的运行，但是这个模块离目前大规模的推广，从它的价格来说可能目前还没有真正的达到这个要求。但是从体系运行的要求，从模块的角度来说，目前公司也正在积极的和更多的用户寻求合作，把这个钠硫电池这样一个在市场上有良好表现的储能系统得到很好的应用。

这个电池有特殊的安全性，可以说是目前非常少见的没有安全隐患的，它在水下的再生系统中间成为劳斯莱斯选择的唯一动力源。前年美国的GE公司的工厂在美国纽约的工厂基本上停产，因为它的成本等问题。所以他们寻求能够到一些低成本的国家进行生产。今年1月18号我们国家超威集团和美国通用电气公司正式签定协议，大家也知道超威集团是连续4年中国电池产值最高的公司，今年1月18号和他们正式签约。我们国内这个硅酸研究所也和国内的一些公司合作，目前也在进行工程化的推进，也在为这个电池真正走向实用化在努力。这个电池主要的问题，当然安全性是它的核心优势，它可以实现大容量，甚至功率也是比较大的。我们在研究过程中就发现我们真正要能够让这个电池更进一步的提升性能，我们可以从几个方面进行开展研究工作，一个就是活性物质。这个电池目前国内预算的寿命是15年，可以循环4500次以上，可以用到15年以上。我们通过对活性物质镍进行包裹的技术，这个电池主要是在循环性能上得到了大幅度提升，其中核心的就是抑制了它核心物质的长大。其实在锂电池中间我们知道全固态是我们的发展方向，每个公司应用的体系都有所不同。刚才提到这个空气电池，因为这是新的电池体系。有人认为锂空气是未来电池的终极，因为它超大的容量。这个钠空气有更多的产物能够稳定存在，所以钠空气电池的稳定性或者是寿命，我们可以预期它比这个锂电空气更长。因为它的反应产物是固态的，在这个空气电极中间最终可能会使我们这的电极被堵塞，在钠氧气电池或者是钠空气电池中间也同样，我们如果没有一个合理的设计的话它很快就会终结寿命。因为石墨烯的研究非常热，因为它的性能非常特殊，氮掺杂的石墨烯也非常多了，在这种情况下我们可以实现100次在现有情况下稳定的循环。如果我们能够沉积到这个石墨烯上，这个膜非常均匀的以1到2个纳米这么细小的颗粒沉积上去。最终来看看我们的反应产物，最终我们能实现这样一个稳定有效的循环，前提就是我的产物要能够最均匀的同时以纳米的形式沉积。因为时间的关系，我也希望大家更多的关注钠电池，因为真的有一天锂的资源匮乏的时候发挥钠电池各自的优势。所以我对钠电池的一个简单的总结就是说目前钠电池也是储能电池研究的热点方向之一，其中钠硫电池表现了很好的市场应用现状，前景也可以说是良好的。钠镍电池是重要的储能技术，因为它高度的安全性，未来前景良好。钠离子电池也是目前研究的热点，我们希望它将来能够真正成为锂离子的替代品。我就先讲到这里，谢谢大家。

主持人：谢谢温老师，下一个报告是来自盾石磁能科技有限责任公司总经理唐英伟先生，我们掌声有请唐总。

盾石磁能科技有限责任公司总经理  唐英伟

唐英伟：各位专家、各位嘉宾大家下午好。非常高兴能够有这样一个机会和大家一起学习，我是来自盾石磁能科技有限责任公司的，我讲解过程中可能不是特别的完善，请大家多多包含。我演讲的题目叫做高功率飞轮储能技术的发展与应用，我想主要从这三个方面向大家汇报，第一个是飞轮的一个简单概述，第二个是高功率GTR飞轮，第三个是应用案例。

首先对我们公司进行一个简单的介绍，盾石磁能科技有限责任公司注册资本是1亿元人民币，位于河北省唐山市，公司是河北省的科技型中小企业，河北省创新驱动发展示范企业，我们公司也世界上先进的飞轮储能技术，投资建设磁飞轮制造与测试平台。这个飞轮储能的原理我想大家都非常清楚，它的原理原则上很简单，就是利用这个高速旋转体来进行能量的存储，通过我们飞轮内部的电动发电一体机实现能量的存储和释放。飞轮技术的发展，大概在100多年前就有人提出了飞轮储能技术，直到上世纪90年代由于这个高强度的复合材料磁悬浮技术、电力电子技术的突破才进入到商业化应用阶段。国内主要是有盾石磁能科技有限公司以及清华大学在做这方面的研究和商业应用。技术分类我想可以从这两个角度来分，一个是能量型的飞轮还有一个是功率型的飞轮。飞轮储能的关键技术我们概括就是这几个方面，第一个是转子技术，转子材料这方面高强度的碳纤维缠绕技术，张力的控制以及热稳定性，还有发热控制、高速电机控制等等，包括大功率、高频输出的高速电机的稳定控制技术，还有轴承技术、动力学分析技术、材料技术等多种技术，飞轮技术是一种多学科交叉的技术，相对门槛高一些的一种储能技术。

下面介绍一下国内外的主要应用，首先是有这种兆瓦级的飞轮电厂，为智能电网提供系统调频服务，提高电网的稳定性。其次是利用这个飞轮频繁充放大功率的特性，在轨道交通这种再生制动能量的回收，牵引网压支撑。还有够是平抑光伏风电波动，延迟蓄电池寿命、削峰填谷，调节电网母线频率稳定。还有一个是在这个UPS务领域这种不间断电源，比如说助理这种柴油机启动。下面向大家汇报一下这个高功率GTR飞轮，我们这个飞轮的技术来源最初是来自于URENCO公司，是一家核工业技术公司。这是我们飞轮组成系统的剖面图，这个地方是它的被动磁轴承部分，这个地方是电机的定子，这个地方是转子的外转子结构，高速旋转的转子。核心技术主要是有这三个方面，第一个是碳纤维复合材料转子，这个是高强度、抗拉伸、MLC软磁嵌入工艺。第二个被动磁轴承，第三个是高速永磁电机。GTR飞轮技术属于高转速小转动惯量大功率技术路线，这是我们装置的一些简单的参数，高比功率是3000W/Kg，充放电频率可以这样理解，就是说可以在90秒时间内可以完成15秒的充15秒的放，90秒的周期循环。还有就是超长的寿命，1千万次大于20年循环寿命。这个地方介绍的是我们飞轮的一个简单的工作逻辑，这个飞轮由静止状态首先是一个加速，加速到30赫兹的时候会进行一个自身损耗的测试，小于它的限定值的时候会再次加速。这是我们的一个能量管理单元，它可以协调控制多台飞轮储能装置，比如说通过一键起动、本地远程操作的方式，还有多个模块的充放电能量均衡控制，还有SOC状态监控。还有它的故障日志，以及根据不同的应用场景都可以来进行调整的。

这个是我们做的一个功率均衡能力的一个试验，在动态和稳态的情况下都可以有很好的均流。这是我们所做的一些实验项目，包括安全性检验以及性能检验方面。我们的应用场景就是说一个是在传统的火电厂辅助火电机组进行一次调频，采用这个飞轮加发电机组的形式。这样有什么好处呢？就是可以辅助这个发电机组见效它的气门开度时的机械损耗，还有能够提升这个响应速度。另外就针对分布式能源发电过程中的输出功率波动进行补偿抑制，见效分布式能源对电网功率的冲击。在微电网可以平滑微网母线功率的波动，包括蓄电池的频繁充放来减少它的次数，另外是提高微电网电能质量，频率调节等等。另外一个领域就是轨道交通领域，一个是列车进出站的再生制动能量的回收应用，还有就是节约牵引电能，减少飞轮磨损和暖通压力。这是我们应用的一些项目的案例，包括在微电网领域的英国的这两个岛屿，还有我们国内863的课题项目，还有地铁公司和火电网的一次调频项目。这是我们做的国家863课题计划，这个是现场微电网的脱铺结构图，整体加起来的话容量大概在1.5兆瓦。储能平抑光伏波动的控制策略就是利用飞轮的快速响应来平缓这种瞬时的大功率波动。右边这个图是实时的光伏的波动，红色的是平抑之后的曲线，大家可以看出这个平抑后的功率相对平滑，效果较明显。这个是储能和飞轮输出的一个功率的波形，咱们可以看到这个电池储能是属于能量型，飞轮属于功率型，整体对这个光伏的波动也有一个很好的平抑。另外一个是应用在调频，我们增加这个实时性是采用本地控制策略。粉色曲线是投入飞轮之前微网频率的波动，蓝色是投入飞轮之后微网频率的波动，可以看到这个投入之后的效果还是不错的。这个是1兆瓦飞轮系统电气拓扑图，这是我们1兆瓦的飞轮系统集装箱内部的示意图，这里面包括我们飞轮驱动柜还有直流开关柜、PCS还有监控、消防都在里面。

下面给大家介绍两个在轨道交通领域应用的案例，第一个是洛杉矶地铁黄金线1兆瓦飞轮储能装置，这里面包括消防、监控、安全这些模块都在里面集成好。我们做这个主要是起到电压支撑的效果，就是说加入飞轮之前我们记录了这个高地公园站8天的波动情况，加入飞轮之后我们根据采集的数据，绿色的曲线是牵引网压，红色的是充放电，从这个数据来看效果是非常好的，较之前有了很大的改善。另外一个是在纽约的这条线的应用，安装之后日平均节能大约1300度电，牵引能耗大概是6300度。我们真诚的欢迎与各位专家嘉宾一起合作，促进我们储能事业的发展。

主持人：谢谢，我们下一位报告人是葛洲坝中科储能技术有限公司的王磊，他的题目是先进压缩空气储能技术。

葛洲坝中科储能技术有限公司  王磊

王磊：大家好，我来自葛洲坝中科储能技术有限公司，我们公司除了水利水电之外，我们的业务板块有8个。为了更好的推进装备制造业务板块的工作，并且践行中国制造2025的这个宏伟计划，我们在今年年初成立了中国葛洲坝集团装备有限公司，我们公司实际上是装备公司下属的公司，由装备公司控股。我们葛洲坝中科储能技术有限公司成立于2014年，致力于大规模压缩空气储能技术关键技术研发、系统集成以及产业化推广的工作。

下面我给大家汇报一下压缩空气储能技术，压缩空气储能或者说大规模的储能这个市场的需求在前面几天的会议当中各位专家都已经做了深入浅出的介绍，我主要是从压缩空气储能的角度，或者说从大规模储能的方面来做一些介绍。对于这种大规模的可再生能源来说，它并网实际上需要配备大规模的储能来平滑发电的输出，并且保证新能源并网的可靠性和稳定性。除了发电侧，在输配侧，我们新能源的源端实际上是在三北地区，受端更多的是在华北以及东南沿海地区。这样存在地理上的一个错位，这实际上给输配电网提出了更高的要求，对于抽水蓄能这种技术我们国家十三五规划也有非常大的计划，就是6千万千瓦，所以从电网的角度来讲要需要大规模的储能技术来提供调峰的手段，缓解电网波动。同时如果配备了储能技术也可以延缓输配电线路的升级以及扩建。在用户侧实际上大规模的储能可以跟微电网相结合，储能作为智能微电网的一个重要组成，可以对多个用户进行统一的管理和调控，来提升用户的用电质量，并且降低每一个用户的储能成本，来保证区域电网的一个安全性和可靠性。

下面我们来看一下什么是压缩空气储能技术，传统的压缩空气储能技术的原理就是在储能的时候利用电网多余的电量来驱动多级的压缩机把空气压缩，完成电能到空气势能的一个转换。由于这种技术的建设和运维成本比较低，而且寿命比较长，所以它比较适合于大型的储能系统。目前世界上已经在运行的压缩空气储能电站，比较著名的两个已经商业运行的一个是德国的Huntorf电站，这个电站在1978年开始投运。另外一个是在美国的Mcintosh电站，通过刚刚的介绍可能我们也可以看到传统的压缩空气储能这项技术也存在一些不足，和值得改进的空间。首先就是存储方式比较单一，它选择地下岩穴进行储存，这样难免会受到地理条件的限制。同时需要化石燃料或者天然气这种补然的手段，也不可避免的受到天然气价格、供给等限制，而且热耗的损失比较大，系统效率偏低。我们日前在推广的压缩空气储能系统可以根据用户的需求按照不同的场景来定制容量，系统的设计寿命不小于30年。下面接着这张图我来给大家分享一下这个系统工作的流程，首先是右边的这个地方，这个是在储能的时候，就是非用电高峰期用电网上多余的电量来驱动我的压缩机压缩空气，并且把压缩空气储存在储气单元当中。后面把压缩机分成了多级，在每级当中都可以把这个热进行回收，另外是尽量保证整个压缩过程是等温的过程，这样相当于降低了压缩机的功耗。在右边这个图也可以看到，实际上我们这样回收压缩热就取代了我们传统的这种补燃的环节，实现了零碳排放，而且这个系统效率也是有大幅度提高的。这个是系统的特点，我们系统需要用到的原料包括空气和水比较廉价，能够实现百分之百的环保，相对于传统的压缩空气储能技术来讲它的效率也是比较高，整个系统是一个纯机械系统，所以寿命比较长，而整个系统的关键设备包括压缩机、以及储气单元等等的可靠性和安全性都可以得到保证。我们也可以比较方便的去跟工业废热和太阳能热进行结合，我们整个系统功率和容量是分开设计的，可以根据用户的需求进行定制。

下面给大家汇报一下我们目前研发的现状和现在所处的一个阶段，我们公司的技术实际上依托于中科院工程热物理研究所，我们现在10兆瓦的先进压缩空气储能系统处于商业化推广的阶段。从知识产权上来看，我们在国内以及国外获得授权的这种专利的数量在全球范围内也是排在前列的。我们这项技术也受到了各级政府以及行业的评奖。这个是我们在贵州省毕节的一个10兆瓦级的示范平台的照片，目前这个示范平台已经安装完毕并且完成了系统的调试和性能的测试，已经达到了一个全负荷的运转。比较凑巧的是昨天晚上的一个新闻联播里面能源生产和消费革命战略2016到2030的报道中，我们毕节的这个项目就作为推进我国能源革命的一个典范，有多个镜头被选用。我想这也是对压缩空气储能技术以及整个储能行业的肯定。

目前我们公司在内蒙古、山西等地积极的开展压缩空气储能业务的推广，同时我们在武汉也计划投资100亿元建设一个葛洲坝高端装备产业园，这个园区以后就作为我们产品的一个总装的智慧工厂，而且作为一个测试平台来进行使用。这是产业园的一个用地规划，我想目前我们除了10兆瓦的这个产品以外，也将借助武汉的这个研发中心来继续推进50兆瓦和100兆瓦的压缩空气储能产品的推广。在我报告的最后，我想说的是其实储能技术有各种各样，包括物理的、化学的或者是电磁的，但是现在我认为可能没有某一项技术能够满足储能市场的各种需要、所有需要，所以我在想我们葛洲坝中科储能技术有限公司也希望跟各位同仁一起互补共赢，共同为储能行业的发展贡献力量。谢谢大家。

主持人：谢谢，下面的一个报告是关于水系离子电池技术及应用，我们有请恩力能源科技有限公司首席技术官车勇博士，大家欢迎。

恩力能源科技有限公司首席技术官　车勇

车勇：大家下午好，我是恩力能源的车勇。这个是储能大会，这是一个很巨大的市场，大家都不会怀疑这个问题。麦肯锡预计在2020年代这将是一个万亿的市场，我们也相信随着光伏和风能在中国成为一个装机量最大的国度，未来储能在2025年预计我们将是储能的第一大国。这个会上也有很多来自光伏行业的同仁，大家都说你们这个储能已经喊了很多年了，到底真实的市场在哪里。刚才温老师介绍了十大储能项目，我觉得日本他们做的比较早，有利用钠硫电池做了很多实际的应用。我这里罗列了一些最近的大的项目，比如说去年8月份在英国有一个500兆瓦时级别的用于发电站调频的应用，这个是相当大的规模。接下来是南澳在今年的3月份有400兆瓦时的一个项目，下面这个是美国加州的特斯拉，大家知道它搞了一个非常大的锂电厂，第一批产品没有用到车上，是用到了一个80兆瓦时的电站的储能项目，用于峰值需求的补给。这些应用基本上用的都是锂离子电池，就是说我们这个市场在哪里，渐渐的可以看到一些比较实际的项目在世界各地展开。另外就是有一个比较潜在的，我们说这个德国是最早推广光伏应用的，应该是领先的一个国家，他们在户用的光伏已经非常普及了，国家的补贴，德国政府给的补贴在2020年将会结束。有很多户用型的光伏需要储能的设备来满足，这个需求至少是30个GWh的需求，这个都是我们储能行业的同仁认为这个市场的爆发在即。

这个储能在这次会议上大家比较广义的来看储能，那边的会场还有动力电池，广义的说这个储能就是把能量给放在一个小的空间里面存起来，是从最早这种移动通讯开始，锂离子电池的应用从1991年索尼最早做出一款圆柱形电池以后，首先在笔记本电脑这些市场，就是移动通讯市场驱动锂离子电池的高速发展。现在我们从通讯发展到动力车，大家知道每一个电池或者每一台车的使用量是以几十度为单位的，和早期我们手机里面用的这个电池的量完全是不一样的。再接下来我们说的这种储能应用就发展到了兆瓦级，甚至是上百兆瓦级。最大的不同就是说通常我们是有一个技术、有了一个电池，我们再找它的应用，是用在车上还是用在储能。往往实际上当储能要用电池这件事情出现了以后，也让我们来重新思考，就是说到底什么样的技术适合于各种各样不同的储能的应用的方式也各不相同，有不同的应用，储能里面还有细分的不同的应用场景。就是哪一类的电池是更适合于不同场景的储能应用，这是另外一种思维，不是说我有了一种技术怎么来用，而是说有了这样的使用之后应该怎么去设计这个电池。我本人最早九几年来到电池行业，也是先从锂离子电池开始，所以我们还是先从锂电池说这个事。锂离子电池已经是收获了非常大的商业成功了，过去20多年，去年的产值是300亿美元的规模，不同的应用加起来300亿美元。锂离子电池还要继续发展，要解决比如说在动力电池上能量密度的问题，要充电快，要提高功率，还要解决安全性。每一个这种课题，或者每一个这种性能都要有一些相应的不同的手段。但这个问题就是说你要想实现现在单位成本，这个度电成本的下降，需要提高能量密度。但是提高能量密度以后循环寿命会降低，同时安全隐患也许会加大。这个里面就是说这些个特性要同时实现，这个很具有挑战。今天上午在另外一个会议室，河南电科院的一位老师讲的非常好，是有关锂离子电池的梯次利用。我们听上去就是说随着这个电池规模的越来越大，要从我们说的这个车用电池如果再扩展到储能用的电池的话，这个电池的规模越来越多，未来肯定你要对环境负责，环保也好还是这个可持续性也好，这个电池用过了以后怎么办？这个可能是一开始就需要考虑的问题。梯次运用有很多复杂的因素，就是在安全的环境下怎么能够有效的、有价值的回收锂离子电池还是一个很大的难题。

我们这里所提供的一个方案，应该说是方案之一，就是这次我要介绍的水系锂子电池，我们也俗称为盐水电池。最大的区别就是把可以燃可以爆的电解液从有机项改成盐水。最前面的这个能量密度和功率密度通过这种盐水电池，简单来说就是牺牲了这两个特性，你要在一个电池里面把刚才这些特性全部做到的话非常具有挑战。就是说基于储能这么一个特殊的应用，就是说我不用搬着这个电池跑来跑去，我先把这个能量密度和功率密度如果说是用于太阳能这种光伏的运用，应该说这个功率密度也不是非常重要，如果把这两个东西暂时牺牲一下，我比较极致的来追求安全性、循环、成本以及可持续性，就是所谓的回收利用，在材料的选择上选择非常低的成本，在工艺上也在一个比较开放的环境里面，可以低成本的生产。最后就是我们希望这些材料有它的回收价值，就是收回来还可以用，它有价值，不是说要花很多钱、很多成本去回收。就是说在早期的设计上就做到让它回收起来非常容易。这个水系离子电池也不是凭空冒出来的一个东西，也有长期研发的历史，最早可以追溯到1994年。这个研发从那个时候开始就持续不断，一直到最近为止都有这个水系离子电池的研发，但是这个产业化的进程比较滞后。如果我们去查锂离子电池的专利，我估计可以查出上十万件，但是你要查这个水系离子电池的专利的话还真不多。最早是由于这个加拿大的著名的锂离子电池的科学家申请了这个方面第一个专利，是1995年，这个专利已经过了20年，已经过期了。后面在2005年由复旦大学的两位教授发了一个专利，这个也比较早。接下来是在美国的CMU，这个大学的教授也发了专利，在中国和美国都申请了专利。这个大学的教授得到了比尔盖茨和KPCB著名的风投投资，他们在美国进行了水系电池的产业化。恩力能源是跟复旦大学和夏教授、王永刚教授合作，我们现在是一种合作关系，同时也跟复旦大学校方，我们过去了最早的2005年的独家专利，然后开始了我们的研发和产业化的道路。

在水系里面要把这个电池做稳定，这里面最大的一个挑战就是说水这个东西，大家有过电化学背景的人知道，这个超过了1.23V就要分解，这个事情不可能像锂离子电池一样做到3.7V或者说更高的电压，它曲线在了你要选择合适的这种正负级材料。现在市面上所有的这种铅酸和镍氢、镍铁等等这一类的电池广义上来说也是叫水系电池，反正要么是酸要么是碱，市场上还没有在中性水里面的电池，至少还没有产业化。它的难点是你要在这个中性的水里面找到两的电堆，正好卡在这个水分解的窗口里面，而且可以循环，我觉得这是一件挑战的事情。随着现在材料技术的发展，这个事情也是可能实现的。就是说不光是你要找到这个材料，我们希望还要找到非常廉价的材料。这里面要解决的这个难题，它还有一个腐蚀的问题，另外现在这个负极材料是很关键的，你要找到适合在中性水系里面稳定循环的，还有一定比容量。同样新的电池都面临同样的挑战，就是说你的生产设备、工艺也不可能现成的可以买到，需要从工艺和设备的开发同时一起来做这件事情。恩力能源经过了接近5年的技术攻关，现在应该说我们认为我们解决了这一系列的问题，今年是我们开始进行批量化生产，2017年我们将进入量产阶段。

刚才我提到这个回收，回收这个事情我觉得铅酸电池和镍氢电池这一类的广义的水系电池是可以实现材料的回收再利用，而且回收再利用这件事情本身是有价值的。刚才说锂离子电池你要投入成本去回收或者去处理，基本这个回收原材料里面有价值。我们这个体系里面最主要的可以值得回收的材料，这个壳体形式上看上去和铅酸的差不多，都是可以粉碎再利用。另外就是集流体，这是经过防腐处理的金属，这个金属经过长时间使用以后防腐层下降，要把这个锈去掉之后再保护起来。另外是这个正负极大材料，我们这个本身是氧化物，简单的说就是打打碎、分一分再烧一烧应该就可以再用了。我认为这种电池的设计，上午的锂离子电池还说到谁是这个旧的电池的负责人或者主体。我们认为我们这种电池如果卖出去的话，我非常有动力，我很想把这个电池自己收回来，如果10年之后这个电池不能用了，或者多少年以后这个电池不能用了，我愿意把它收回来，因为它里面还有价值。这个是我们的一个单体电芯，大概充放电曲线是这么一个形象，跑了接近2年的电池，现在跑了3千次，它也在衰减。这是两年前的水平，它是一个3000次的循环。我们现在的电池会比这个有很大的提升，经过两年的努力。

这个是我们这个电池的技术性能和在美国有这么一家同行，他们算是在这个行业里面的一个先行者，比我们提早了三五年开始了这个产业化。我们跟他们的电池技术指标从能量密度到倍率和循环寿命，可以说在各个方面目前在电芯层次上的水平都超过它。我们这种电芯的设计是模块式的，可以从这么两个单电芯的串联可以继续串出一个48V的模块。这个像搭积木一样，一个灵活的堆砌。国外有住这些别墅的家庭，比如说德国、日本、美国、他们的屋顶很多都已经铺上光伏了，早期是靠国家的补贴，然后卖电。一边卖电一边从电网买电。这种方式德国2020年就停了，这种补贴就停了，日本也会跟着学。另外是他们会补贴储能，你可以自发自用。比如美国这种地方有地下室，堆点电池也有这个空间。因为我们这个电池短板是比较大，如果你有地方可以放下的话它是比较安全和环保的东西，这种家庭的应用是一种场景。还有就是商业的应用，再接下来做的更大一点就是微网的应用。

就是说我们做了这么一个水系离子电池，我们这个电池可以用电钻打进去把这个里面的水放出来，它还会继续的工作，真的不存在安全的问题。它不仅可以长寿命、低成本，最关键的是我们还可以回收。恩力能源申请了电池的再现修复，当这个电池出现问题的时候我们可以让它中途再活过来。如果是一个开放的体系的话，水系电池都可以有机会让它再活过来，即使是死了也可以回收，我们有专利的保护。恩力能源还算是一个创业型的初创企业，最近清华大学战略入股了恩力能源，现在恩力能源和物理所、复旦、中科大一系列的国家队一起承建了十三五的国家重点研发计划的智能电网技术与装置的钠基储能电池项目。另外恩力和清华大学一起组建这个储能技术产业研究院，在这个研究院里面是要做储能这个行业，所以不排斥任何电池，这个里面有锂离子电池，有铅酸电池也有我们的水系电池，欢迎大家一起参与到我们这里。谢谢大家。

主持人：谢谢车博士，下面有请中国科学院青岛生物能源与过程所研究员、青岛储能产业技术研究院执行院长崔光磊老师上台分享。

中国科学院青岛生物能源与过程所研究员、青岛储能产业技术研究院执行院长　崔光磊

崔光磊：大家好，首先感谢大会的组织方给我这个机会在这里给各位专家同仁汇报一下我们的工作，今天报告的题目是功能兼备的固态电池的动力系统。因为我们这个团队是专业做电解质的团队，目前锂离子电池在国家政策的大力支持下也广泛的应用在电动工具上面，目前在电动车的应用有两个问题，第一是里程焦虑问题。怎么提高目前的电池容量密度呢？就分短中长期的策略，短期内我们主要是改良现在的锂电池。我们知道随着能量密度的提升它的安全问题也日益显现，有很大的安全隐患。怎样解决在提高能量密度的同时提高它的安全性能的问题？这里可能有一条必由之路，就是标准的固态锂电池的路线，这样我们国家才有可能实现这个路线图。固态锂电池的优势就是高安全性、无爆炸危险。固态电池可分为无机快离子导体和聚合物这两类，在这里因为单一的电解质体系很难满足这些要求，在这里我们提出一个方案，采用刚柔并济的理念，刚性材料跟柔性材料之间还可以相互作用，来协同提升例子传输性，这样我们可以在材料中间找到一个平衡点，照顾能量的提升。在这里我们开发了很多刚性骨架，提供高力学性能和尺寸热稳定性能。

在这样一个设计的理念下我们开发了一系列的刚柔并济的全固态聚合物电解质，我们在5V的高电压体系做了很多的工作，找到了一些目标的化合物。另外我们通过原位自形成机制解决固固界面的问题，我们去年开发的这种第一代的样品可以容纳密度达到250V，这个也通过了检测。深海电源是挂在舱外的，要耐受高的压力，这个难度是非常大的。现在好像日本掌握了一种技术，这个深海电源的一种技术。从去年6月份我们就开始做相关的深海测试，首先模拟深海环境中压力仓的测试，从7千米开始做，然后做到1万米，有这样一个过程，6月份我们就通过了这个实验。做完了这个实验以后还要通过在模拟深海压力的环境中进行充放电的实验，我们折腾到今年的1月份左右才把这个模拟实验做完。深海所反馈的结果是我们做的固态电池下了6次的1万米，3次的7千米技术是非常可靠的。我们这个功能兼备实际上就是功率跟能量兼备，就是这样一个系统。我们在系统集成方面也在做很大的常识，我们基于CAN通讯及三模式控制方式来探索，希望能够达到功能兼备超长寿命。我们也在做一些储能的工作，我们希望能够做一个类似的能量口，你需要多少能量我就给你送过去，利用我们的固态电池做一个储能的系统，为终端的能源用户提供个性化、智能化的需求。感谢我们的组织单位、感谢我们的合作者。谢谢大家。

主持人：感谢崔光磊老师的精采分享，下面有请我们中国科学院电动研究所研究员张国民老师做下一个报告，掌声欢迎。

中国科学院电动研究所研究员  张国民

张国民：各位专家、各位同仁下午好。我主要是做一些超导储能的工作，所以说我这个介绍主要是介绍一下超导在电力系统方面的一些工作。首先是讲一下电网对于储能技术的需求，电网对于储能技术的需求跟可再生能源的发展是不可分割的，世界各国都在开展新能源的建设。美国能源部规划就是2030年风能提供20%的能源，欧洲也有20:20:20计划。我们国家也发布了可再生能源的规划，这个十三五的规划是说到2020年风电的规模是2.1亿千瓦，太阳能发电是1.1亿千瓦，所以说这个可再生能源将在电力系统中成为一个重要的能量。但是可再生能源的发展，风能、太阳能的主要特点就是波动性和随机性很强，这样接入电网来说难度就比较大，对电网的稳定性有很大的影响。所以说大规模的风电的并网将对电力系统的运行影响比较大，怎么可以解决可再生能源比例高的情况下保证电网的稳定运行呢？这是个很大的挑战，所以说储能就是一个很好的支撑技术。通常发电的话，发出的电跟用的电要平衡，如果没有储能的话发出的跟用的就失去平衡了。但是有了储能以后我们就不需要实时平衡，我们储能可以把发电用电从时间空间上分隔开来，这样发电之后我就存起来，需要的时候再拿出来，所以说储能是解决并网的一项非常重要的技术。

大家都搞储能的，储能的种类就很多了，电池储能、还有今天我们讲的飞轮储能、超导储能。超导储能是一个功率型的能量，它的响应时间就是毫秒级，它是能够快速响应的一种能源。超导储能的功率密度比较大，另外它可以反复多次充电。超导储能实际上这里边有两种，一种就是说可以用超导做成飞轮储能！另外超导还可以做磁储能。超导飞轮储能实际上是利用了超导的特性，就是超导的磁悬浮的原理。对于超导体来讲它有一个重要的特性就是完全抗磁性。就是说对于正常的物体来讲磁场是可以穿透物体的，但是对于超导体来讲，这个电流在磁场里面产生力，这个力就可以把悬浮悬浮起来，这种悬浮是一种稳定的悬浮。利用这种悬浮就可以做成轴承，基于超导悬浮原理做的轴承具有自稳定性，不需要控制的情况下它就自觉的悬在中间了。对超导来说，超导轴承是不需要控制的。这样的话我们就可以利用超导轴承做成飞轮，飞轮在超导悬浮下高速旋转，没有摩擦的旋转，这样就实现高速旋转。超导的飞轮储能除了具有常规的飞轮储能的特点之外，它的重要特点就是自稳定性，就是不需要外部控制，因此它的效率还可以再高一些。

这个超导飞轮储能的结构跟常规的基本上差不多，一般都是在真空里面一个飞轮一个电机，因为轴承是悬浮轴承，所以这个就是用超导的悬浮轴承，另外就是各种控制系统，还有一个冷却系统，就是说常规的飞轮储能冷却系统不需要那么低的温度，我们这个是低温冷却，它是一个低温的设备。目前超导飞轮储能的研发情况来看，目前国际上就这么几家，美国、德国、日本、韩国等等这几家做的是比较好的。这是美国波音公司的一个飞轮储能系统的案例，这是2009年他们研发的一个飞轮储能系统。这是德国ATZ的，他们也是2007年就开发出来这种飞轮储能系统。日本的国际超导技术中心的这个我就不说了，这个是韩国电科院的，这是2010年的。2012年韩国又做了一个稍微大一点的35千瓦时的，虽然说35千瓦时还不算太大。日本有一个计划，这个计划是比较大的，是1兆瓦的一个飞轮储能系统，它的特点就是全超导的。通常我们说是超导飞轮储能都是转子用磁定子月超导，他们这个转子和定子都是用超导的。这个计划最后没有完全实现，不过有部分实现了，也就是说它2015年有一个报道，就是说世界最大的超导飞轮储能系统。你看它计划的是1兆瓦，实际上最后结果是一个300千瓦，基本上是做了一个三分之一的，实现了三分之一的计划。这是对那几家公司飞轮储能系统的一个总结，我就不仔细说了。

我们电工所也在一个国防项目的支持下也做了一个飞轮储能研究，早期我们大概是在1999年到2000年的时候做超导轴承，现在我们实际上这次应该说是2012年开始来做这件事情，所以说又重新搭建了实验系统，做了实验和理论分析。就是在此基础上涉及了一个小的飞轮储能系统，虽然说是个小的，但是各个方面都是要做的，麻雀虽小五脏俱全。最后是做出来这样一个很小的东西，功率大概是2千瓦的，储能是3KJ，转速是10000转，工作温度是83。我们目前继续向下做，因为对于目前这个飞轮储能来讲大家用的最多的还是迅速补偿的一个装置，如果长期储能的话还是有一个问题，效率还不是那么理想，所以还是很难长期储存能量。为了能够进一步储存能量，通常的这个飞轮储能是内制的，电机是在里面的，电机在里面是发热的。储能期间电机也是空转的，损耗也是有的。我们次驱动技术+开断技术+超导飞轮储能技术提高效率实现长期无损耗储能。另外一个就是超导的磁储能，这个就非常简单了，就是超导的线圈，我们做成线圈以后就可以给线圈充电，需要的时候再把这个线圈能量返回来。它的优势就是说它的转换非常快，反应时间比较快。主要优势就是说它可以长期无损耗的循环储能，储能时间比较长，这是它的主要优势。这是关于超导磁储能系统的国内外研究情况，这是一些案例，我就简单的过一下。

我们2005年做了一个小的储能系统，在此基础上我们又进一步做了一个1MJ的储能系统，这个我们用在了白银的超导变电站。另外华中科大也做了小的储能系统，超导这个储能实际上是没有问题的，但是这个系统本身还可以用于限流，这就是超导储能限流系统，这个思路也是我们最早提出来的，所以说我们2005年也做出一个小的样机，后来我们就把这个系统的思路进一步放大，又申请了一个863的项目，就是说面向新能源发电的超导储能—限流系统的研制和并网运行，这个项目刚刚结题。因为新能源发电存在这个断续性，存在低电压穿越的问题，怎么去解决这个问题呢？我们就想到这个超导储能还可以限流，就把这个结合起来，就是把我们以前做的一个东西放大了一下。这个是我们当初的一个指标，就是说储能能量是1MJ的。基本原理就是把这个储能和限流结合起来做一个储能限流装置，当然在做这个限流储能之前我们先是做一些仿真的工作，可以看到这个系统具有功率平滑的作用，之后我们验证仿真的结果对不对，验证完成之后把这个模块设计出来，大概就是这样一个结构。设计完了以后就把这个系统按照设计做出来，就是这样一个东西，这是我们跟西电合作的。做完了之后首先对这个限流进行测试，限流测试的结果是电流限制率可以达到90%。储能是用超导磁体储能，所以要设计一个磁体电站，设计完了就把它做出来，就是右边这个图。做出来之后我们就把这一套装置用在玉门的一个风电场，这个风电场大概有91台风级，总装机能量大概是100兆瓦。最后出来的结果是这样的，下边这个图的蓝线就是风级发出来的功率，为了补偿这个有功我就用这个超导磁体来出力，下面是超导磁体出来的补偿有功，平滑以后这个有功得到了明显的平滑，当然这个平滑效果还不是很好，它是一个功率型的，不是一个能量型的。我们这个刚刚结题，然后科技部网站就发了一个报道。

其实单纯的超导储能的优势并不是特别明显，因为超导离不开低温，低温是很麻烦的，所以最好把这个低温的缺点克服掉。复合超导储能将来会是一条比较好的路线，混合储能是超导储能的一个发展方向。最后我谈一点看法，目前这个超导的磁储能和飞轮储能，就是磁驱动的飞轮储能有望实现较长时间的储能，可以长期储能。随着材料与低温技术的发展，超导储能技术大规模应用也可以实现，国内现在超导储能还比较少，超导的飞轮储能也就我们一家做了。另外超导储能要向多功能化发展，最后就是说超导的复合储能应该是具有良好的应用前景的。谢谢大家。

主持人：谢谢张老师的精彩报告，下面我们有请上海交通大学赵长颖教授。

上海交通大学工程热物理所所长　赵长颖

赵长颖：大家下午好，我是来自上海交通大学的赵长颖。首先看一下这个研究背景，我们知道储热具有广泛的应用，其中在低温下，也就是在100度以下我们一般作为低温储热，中温是100到300度之间，高温一般是300到1千度左右，这是一个具有广泛应用前景的技术。主要是由于这个功能的不连续性，能量在应用过程中必须是连续的，所以就多出一个功能与用能之间的一个不匹配的问题，所以需要一个储能的装置，以这个典型的太阳能热发电为例，左边是一个太阳能集热装置，中间是储热装置。储热在这里面占了三大核心之一，研究来说也是技术相对不成熟的阶段，现在也是研究的热点。实际上现在太阳能热发电，像这种大规模的储热系统里面用的基本上还是显热储热系统，而显热储热系统需要很大的体积，所以它的成本贵，占整个热发电系统的大概五分之一到四分之一。如果这个储热技术成熟的话，因为它的储热密度高，需要的空间也就小很多，成本也会明显的降低。现在因为技术还有很多方面不太成熟，所以增加了一些成本。

我简要谈一下相变储热，这个相对显热储热我们能看到。我们需要考虑到很多方面，其中相变材料主要有这种有机相变材料和无机相变材料，在中高温间主要是这种无机相变材料。下面我简要的谈一谈我们在这方面做的一点工作，我们主要是低成本相变材料的制备方面，我们看到这种硝酸钙、硝酸钠这种价格低廉的储热，可以看到它的储热密度是在164.9。这是一些循环的稳定性问题，我们能看出它的循环稳定性包括它的热性都是非常好的。当然另外一点，如果相变储热应用的话必须要考虑到它的腐蚀性问题，所以我们进行了一些腐蚀性的测试。可以看到这种硝酸盐类跟腐蚀性应该还是非常低的，所以这个问题不大。这个三元的混合硝酸盐，这个不是主要用来储热的，它是作为传热介质，所以我们开发了这种三元的盐类配比，熔点越低越好，因为它凝固之后我们用一些热水就可以把它融化开，而且它的工作稳定区间能够达到400度左右。

另外一点，作为相变储热还有一点就是它的传热能力的问题，导热能力强化的问题。就是说在短时间内迅速的传进来和迅速的放出去这个热量，功率决定了这个传热能力。不管是有机还是无机，这种材料的导热性都是比较热的，所以必须采取一些强化传热的方式来提高它的功率。我们在这里做了一些测试，包括在不同的区间内这种多种介质在不同区域的作用是不一样的，这里细节的我们就不展开了。另外我们在这种中高温里面相变储热的腐蚀性我们也进行了一些测试，我们发现这个腐蚀性有一点，但是也是相对比较弱的。刚才谈的是储热方面的一些比较重要的方面，包括材料、腐蚀性、传热等等，当然现在由于针对余热的温度不一样，像钢铁行业的余热温度是比较高的，我们考虑到采用梯级相变材料。如何确定每一级的相变温度呢？这个就根据用户的需求，到底是用来发电还是用来取暖，所以我们进行了一些系统的优化，我们也搭建了一个三级的梯级储热的实验系统。在这个优化的过程中，我们根据热力学跟传热学，包括用户的用途，根据这些进行了一些系统的优化，来确定中间最佳相变点。然后根据相变点来确定每一级到底选用什么样的材料，达到最佳的效果。

下面简单谈一些相变储热应用的实例，这个是法国和西班牙的实验台，这个是德国宇航中心的储热的实验室。这个是启能，也是我们江苏启能储热的产品，他们应该说在这个方面是最权威的，也是市场做的最好的。650MJ的储热的应用，包括移动热度，当然他们也广泛的应用到了最大的几个商城里面，还有北方很多省份都有他们广泛的应用，这是相变储热典型的应用系统，包括移动车，发展是非常迅速的。天津大悦城他们应用这个冬季取暖之后，用这个谷电，因为谷电是非常便宜的，充起来之后白天就不用额外的取暖了，就经过这个来加热，每个冬天他们节省的城市供热的成本能够节省60%。当然中高温相变储热技术还存在一些问题，比如说相变材料及储热系统的循环稳定性需进一步验证与提升，我这里讲的主要是针对中高温的。下面我快速的过一遍这个热化学储热方面的一些研究进展，我们知道热化学储热相对相变储热来说它的储热密度就更大了，另外它可以实现长期的季节性储热，另外还可以提高能量的的品质，储热密度比较大。它的储热密度明显的高过相变储热，这个应该是未来更加有潜力的储热方式。这个原理也很简单，这个循环过程是一个典型的储放热系统，你用来储放热的过程中就没有这么简单了，因为它是一个热化学的动力系统加上一个传热的匹配问题。首先这里面是化学反应动力学的问题，东京大学对这个方面做了一些实验和研究，细节就不展开了。还有国外的这个人也通过加入一些催化剂，加快化学反应的反应速率。这是我们的一些实验，刚才是一个理论，这是一些实验的测试，如何增加它的化学反应速率，增加了元素之后它的分解过程就发生了变化，从这个过程就改变了热化学储放热的结果。我们在这里也加入了一些金属泡沫什么的，可以看到反应床的均匀性大大提高了，对热化学储放热是非常有利的。这个是我们在合成比例下可以微观的看到一些稳定性的问题，我们进行了实验系统的测试。还有一个问题是有可能存在的二氧化碳的阻碍作用，我们知道氧化镁表面有可能会形成二氧化碳的一个膜，这样就阻碍进一步的反应，就影响了它的储放热的问题。我们对二氧化碳的腐蚀性问题进行了一个测试，最后得出结论是很小的，可以忽略不计，不用考虑。放热阶段，二氧化碳对氧化镁这个过程，放热的过程也是影响不大的，不用考虑。但是对氢氧化钙的放热过程影响是比较明显的，所以在这个过程中最好是缩短它的反应时间，尽可能的排除二氧化碳的影响。

我们用这个系统也进行了不同参数下的储放热过程的一些实验的测试，包括不同的储放热温度以及掺杂的元素和不同的初始温度等等，对整个储放热性能以及整个储放热功率的影响。热化学储热系统也存在一些问题，首先化学反应速率与传热功率的控制和匹配问题，防止化学反应失效。对于储热系统的运行模式、运行参数、系统设计及参数的控制方面还有待储热系统长时间的测试。另外化学储热的稳定性在实验系统的测试上也是不足的。储热系统是一个综合的系统，需要考虑的方面大体上有十个比较需要关注的，我在这里列了一下，它的前景应该是具有好的一种储热方式。我在这里列一下中高温的还有相变储热跟热化学储热存在的未来一些方面的研发跟技术开发。谢谢大家。

主持人：谢谢赵所长的分享，我觉得每年的储能大会都会有一些新的东西带给我们。下面是最后一个重要压轴报告，是清华大学的戴兴建教授，他给我们带来的主题是飞轮储能技术发展历程50年评述，有请戴老师。

清华大学教授　戴兴建

戴兴建：这个报告不是押轴的，押轴的是张老师的报告，因为这个顺序调了一下，这是倒数第二个。感谢大家的坚守，前面张老师对飞轮储能已经有一个介绍了，我为什么说这个50年呢？我们飞轮在清华坚持了20多年。在60年以前飞轮储能已经能够用在车上作为一个所谓的新能源车，它是纯电动的公交车，它只能开1.2公里再次充电，它上头有三根电缆，就跟现在的无轨电车一样，但是无轨电车是没有线的，是到了站以后充电。这个车在比利时的博物馆里面，现在还能看到。这个飞轮技术过了50年，现在又用到一个做混合动力车的公司的电源系统，它是一种高功率的能量回收系统。在最近10年、20年，或者最近70年石油危机也想解决车上能源的问题，但是没有解决，但是飞轮储能解决了能量回收和启动的加速功率。飞轮这里边用的能量很小，也就半度电，但是它能输出100到120千瓦的高功率。这个图表示的是飞轮储能虽然搞了好几十年，它一直是受到一个小众的关注或者是研究。在这里头的表，从右边那个表反映我们中国在飞轮储能还是做了一些工作，发表论文最多的还是美国。

前面他们已经谈到了很多东西，我就不在这里重复了。这是美国的公司，这个也是比较早的一个公司，它的特点是36000转，我们可以看到它的功率非常大，飞轮储能是功率性的技术，但是它的能量很小。这是AP的，AP的东西在全球都在卖，卖了大概好几千套，他们主要是做这个发电组，叫不间断供电，原来一般是用这个铅酸电池。我们国内大概最近几年也成立了几家公司做这个，刚才我们都把它戴个帽子说短使大功率的。盾石磁能的这套飞轮装置，在中国继续用到一些特定的场合还是正在努力过程中。关键技术方面，可能前面已经提到过了，我在这里也不说了。单个的飞轮从研发到现在，我们刚才说一两度电到最大的130度电，刚才张国民老师也说了日本做了一个100度电的超级大的飞轮，好几吨。130度电的是美国做的，我们学校在复合材料方面做的速度还算比较高，最高到了850米，这个飞轮是用纺织复合材料，像我们织布一样织出来的，这一个新的技术，这个记录的保持者是在美国，1400米，国内跟国外的差距还是比较大的。我们也可以用低成本的金属材料，像这个200多米的是工程上正在用的。飞轮要想做到把这个度电或者能量提高，轴承技术需要突破，需要配合刚才张老师讲的超导磁悬浮技术。电机也是个关键技术，能量的转换效率就决定了这个电机的效率。总的来看，飞轮储能技术的特性储的能量就是1到130千瓦时能量，飞轮储能技术的特点在于它单个，就是一套装置可以做到100到2400千瓦，这是一个很大的功率。效率也比较高，寿命也比较长，所以我们一般认为它是一个分秒级的大功率的长寿命的高效率的功率型的储能技术。

刚才说这个飞轮储能技术的难点是在这个高速还有高转速，高转速对轴承的要求很高，还有这个损耗。我们一直讲这个飞轮储能为什么不能存太多的能量，因为长时间之后自己存的能量都白白消耗掉了。我们清华从九几年开始研究，头十年是在实验室里做研究，最近这几年我们根据市场的需求，我们可以看到从瓦级提高1千倍，到了1兆瓦。能量是从半度电到十几度电，1兆瓦的这个系统实际上可以在工程上考核应用的阶段。飞轮储能的这些应用我就过一下，刚才他们也提到了。这是2016年3月份研制的这个1兆瓦60MJ的飞轮储能系统，看上去还是比较笨重的，但是它是用在石油行业，石油行业在野外，对这个没有什么要求，只要求你可靠。在这里头我们飞轮储能系统只是这个大系统的一个小的点，是储能的。这样一个混合动力的方式一定能够节省能量，我们这套装置做了一个小的视频，请大家观看一下。这是在下放，这是一个30吨的起重机，下放的时候我们通过这个绞车把这个增速，然后回收发电机，发出来的电给这个飞轮充电，我们研究的1兆瓦的这套装置在充电。我们可以看到飞轮的速度上升，回收的能量存起来了。当然回收能量还不够，我们还要通过一个小的柴油发电机给它补充能量。然后把这个放下的重物提起来，飞轮发电驱动刚才这个调控电机，把这个重物提起来了，模拟把这个钻机提起来，这个电能释放出去了。这是去年做的模拟实验。去年年底11月份到12月份这套装置真正的去打了一口3500米的井，运行了7200多次，没有任何问题。这套装置移运到现场又考核了我们这套飞轮机组在公路上机动的特性。在这个模拟考核中我们的节油是25.4%，这个范围是和我们的混合动力车是一样的，范围是类似的。这是我们在做的过程中的一些数据，经过最后的分析，油耗减少了17.4%，这是真正的打一口井。

飞轮储能在国内国外做了这么多年，我们觉得有这么几个观点。第一是在车辆混合动力、风力发电和电网调频应用领域有望在3到5年内实现小规模的示范应用，但是这个受能源价格和新能源发电市场的影响。微网级短时间功率型应用具备了基本条件，但是大电网的还需要进一步积累。飞轮储能技术发展了50年，还存在着一定的发展前景，比较难的问题是这个新型的转子的高比强度的新材料，还有就是轴承技术，最后这个电机技术决定了这个系统的效率。我们刚才那个1兆瓦的充放电循环效率可以达到86%以上。虽然它原来是一个分秒级的，现在也希望把它发展成一个分时级的用途。我们觉得需要找准用途，解决工程实际问题，我们做的这个1兆瓦的系统就是这么一个案例。我们希望把千瓦成本降下了，提高经济性。我们希望能做到1兆瓦到100兆瓦，放电时间从十秒到1000秒，千瓦的成本能在2000到3000元。和它竞争的也有两个技术，一个是超级电容，还有就是功率型化学电池。我的报告就到这里，谢谢大家。

主持人：非常感谢，今天下午先进储能分会场的报告就全部结束了，非常感谢大家的支持。祝贺第七届中国国际储能大会圆满成功。谢谢各位。

（本文根据现场录音整理，未经本人审核）