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美国ARPA-E储能基金视角:全钒液流电池的研发重点与建议
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更新于2024-06-14
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"本文讨论了美国ARPA-E(Advanced Research Projects Agency-Energy)能源储存基金对全钒液流电池(VRFB)未来研究方向的影响。ARPA-E是一个专注于推动美国能源技术前沿研发的机构,自2009年以来,已投资超过20亿美元支持多种储能技术的研发项目,包括BEEST、GRIDS、HEATS、AMPED、RANGE、IDEAS、CHARGES和REBELS等。最新的DAYS(Duration Addition to electricitY Storage)计划提出,未来的储能系统应具备10到100小时的储能能力,以应对可再生能源供电的不稳定性。 全钒液流电池作为储能领域中的一个重要选项,因其容量和功率设计的独立性,特别适合于削峰填谷的需求。然而,该技术的发展仍面临两大挑战:降低成本和减少待机能耗。降低成本方面,文章建议研究经济有效的「钒电解液回收再利用」技术,将电解液成本转化为运行成本而非固定的初始投资。此外,推广「电解液租賃交換」的商业模式也有助于降低总体成本。 在减少待机能耗方面,可以通过改进电池系统的结构设计来实现,比如在待机时减少电解液与隔离膜的接触,或者优化循环泵的工作方式,甚至开发无需在待机状态下运行循环泵的系统。这些创新方向都值得未来进一步研究和探索。 ARPA-E的DAYS计划为全球储能技术设定了高标准,对于像台湾这样致力于发展风能和太阳能等不稳定绿电的国家和地区,全钒液流电池具有很大的潜力,但必须解决上述问题才能更好地适应市场和技术发展的需求。因此,针对降低成本和降低待机能耗的研究不仅对于美国,也对于全球的储能技术进步至关重要。"
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APAR-E 先前贊助各儲能方案(program)之目標簡述:
2010 年 BEEST 與 GRIDS 方案
BEEST 全名為: Batteries for Electrical Energy Storage in Transportation,可譯為“運
輸中的電能存儲電池”,該技術系列,概言之,就是開發各種電動和插電式混合
動力汽車 (EV / PHEV)適用的可充電電池技術,來實現替換汽油車的目標(包括價
格和性能兩方面),使電動汽車得以大規模生產。
GRIDS 全名為: Grid-Scale Rampable Intermittent Dispatchable Storage ,可譯為“綠
電併網技術”,該技術系列, 概言之,就是開發各種可存儲可再生能源的儲能
技術 ,該技術可以 消弭再生能源不穩定供電 的特性 ,且儲能不受地理環境因
素影響,可用於任何的電網位置,投資成本低於每千瓦時 100 美元。使不穩定再
生能源電力得以併網應用 。
2011 年 HEATS 方案
HEATS 全名為: High Energy Advanced Thermal Storage,旨在開發革命性的,且經
濟有效的熱儲能的方法。專注於三個特定領域:1)開發高溫太陽能熱能儲存,
能夠經濟高效地全天候提供電力和核電站的熱能儲存,能夠經濟高效地滿足用電
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百态老人
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