序一
随着人类生产的发展和生活水平的不断提高,能源需求也随之进一步提高。以化石能源为主的传统能源供应结构,无法支撑人类的可持续发展,因此需要普及应用可再生能源,提高其在能源供应结构中的比例,使可再生能源逐步由辅助能源转化为主导能源,支撑人类社会的可持续发展。可再生能源主要包括风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、潮汐能等,其中尤以太阳能和风能的开发和利用被人们寄予厚望。但是,风能、太阳能自身的不稳定、不连续特性对电网产生严重冲击。大规模高效储能技术是实现可再生能源发电规模化利用的关键技术,也是建设智能电网,提高电网对不连续、不稳定的可再生能源发电接纳能力的瓶颈技术,是国家实现能源安全、经济可持续发展的重大需求。
近年来,大规模储能技术的研究开发得到了各国能源、电力等相关部门的高度重视。大规模储能技术的普及应用对解决电网对风能发电、太阳能光伏发电的接纳,减少“弃风”、“弃光”,缓解电网巨大的峰谷差造成的调峰压力,降低发电厂和输电网路扩容建设巨额投资具有重要意义。迄今为止,人们已经探索和研究开发出多种储能技术,这些储能技术各有各的特点,且适用于不同的领域。液流电池技术具有使用寿命长、储能规模大、充放电切换应答迅速、安全可靠、环境友好等突出的优势,成为规模储能的首选技术之一。
本书作者中国科学院大连化学物理研究所张华民研究员自2000年起率领研究团队先后从事了多硫化钠/溴液流电池、全钒液流电池、锌/溴液流电池和锌/镍液流电池的电解质溶液、电极双极板、新型离子交换(传导)膜等关键材料以及电池电堆等核心部件的研究和工程开发,液流电池储能模块和大规模液流电池的系统设计、制造、集成及控制管理技术的研究开发以及其工程化、产业化技术平台建设及应用示范,使我国液流电池储能技术水平达到了国际领先水平。
这本《液流电池技术》一书从液流电池研究背景、学术及技术现状和发展趋势角度出发,结合国内外研究现状,从储能电池分类及其特点,全面而详细介绍了各类液流电池技术的原理和特点,重点阐述了液流电池关键材料、电化学基础、电池电堆、储能模块、储能系统及电池管理控制,应用现状及前景与挑战。该书从储能技术发展趋势和国家持续发展的需求出发,选择了该研究团队近年来运行的多项不同规模液流电池示范项目等具体案例进行详细叙述。该书文笔流畅,实用性很强,可读性强。
相信《液流电池技术》一书的出版将对从事可再生能源应用、能源管理、能源化工和液流电池储能技术领域的工程技术人员以及高校相关专业的师生、电池应用人员等有所裨益。更希望该书的出版,能够推动和促进我国储能技术的研究、开发以及储能技术应用的快速发展。
中国工程院院士
杨裕生
2014年10月