新能源革命大幕开启，应大力发展高安全、长时间储能的铬-铁液流电池
杨裕生，核试验技术、分析化学专家，中国工程院院士。近20多年主要研究高能二次电池、超级电容器等。
马志啟，华北电力大学（保定）电力工程系教授。研究方向为化学反应工程、电化学电池。
储能技术是新能源发电并网和智能电网建设的瓶颈，需要加快开发多种储能技术。
中国已出台一系列政策推动储能技术发展，展示了大力发展先进储能技术的决心。
大规模储能技术需考虑因素
必须安全第一
锂离子电池近年来在国内外已建成的大规模储能电站，着火爆炸事故不断（包括磷酸铁锂电池），据不完全统计，2011-2021年达34起以上，造成巨大损失。
此电池电解液使用易燃易爆的有机溶剂，决定了其非本征安全的特性。
发展改革委和能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，提出了“规范管理、保障安全”的原则，但仍将存在安全隐患的锂离子电池技术描述为“成熟”的技术。
科技部发布的“十四五”《“储能与智能电网技术”重点专项2021年度项目申报指南》，把锂离子电池作为储能的绝对重点技术，这与北京“4·16爆炸事件”后锂离子电池储能电站的全部叫停形成令人尴尬的对比。
现在中国市场上锂离子电池安全性与此地位远不相称，究其原因，主要是未建立“安全第一”的观念，片面地看重比能量等次要指标。
在锂离子电池安全技术问题解决之前，不应继续支持其大规模储能应用。
与可再生能源和电网配合必须长时间储能
可再生能源如光伏、风电等具有波动性和间歇性，利用储能系统可以平滑输出、跟踪出力等使得可再生能源发电符合并网要求。
诸多研究结果表明，新能源发电工程储能系统容量配置时长应在4 h以上。
中国的风、光资源与集中用电区域相距遥远，电网既要能够应对电源侧的波动和长途超高压输送，又要能够调节下游负荷的增减，采用长时间储能进行削峰填谷是必然趋势。
尤其是在风、光发电成为电网主源后，如果天气连续几天阴雨或静风，更长时间的储能技术将更凸显其重要性。
铬-铁液流电池是
适合大规模储能的技术
相对于电解液固定的电池，水系液流电池的主要优点是功率与容量可以分别独立设计、充放电循环寿命长、安全性好、易规模放大。
20世纪70年代，美国国家航空航天局（NASA）提出铬-铁液流电池技术，80年代日本新能源与工业技术发展机构（NEDO）研发成功了10 kW的储能系统，为该储能技术打下基础。
20世纪90年代前后，国内开展跟随研究，但负极析氢与电解质互混关键问题未得到解决。
2014年，美国硅谷公司进一步研发建成了全球第一座250 kW/1 MWh储能电站。
10多年来国内重点研发全钒液流电池，取得可喜进步。
2011年，马志啟等重启了对铬-铁液流电池储能技术的研发，研制出以2x30 kW电池堆为核心的储能系统。
后来国家电投集团建设完成一座250 kW/1.5 MWh储能示范电站，成熟度已与其他主流电化学电池储能技术相当，开启了该技术商业应用的新征程。
该技术相对于全钒液流电池具有电化学环境腐蚀性弱、毒性小、工作温度宽、电解液稳定、效率高、成本低等优势。
发展铬-铁液流电池的建议
首先，储能各主管部门要建立起强烈的储能“安全第一”的观念。
其次，要切实调研比较，充分认识铬-铁液流电池的本征安全、资源丰富、廉价等优势，将该技术列为“十四五”重要科技研发方向，进一步提高电堆的比功率和系统的比能量，让该技术为中国新能源迅速发展和“双碳目标”的早日实现贡献更大力量。
全文发表于《科技导报》2022年第2期，原标题为《要大力发展高安全、长时间储能的铬-铁液流电池》，欢迎订阅查看。
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