中国宁波网记者 成良田 实习生 徐晨曦
项目总经费9000万元，应用于全国首个千万千瓦级沙漠、戈壁、荒漠新能源大基地。
近日，科技部公布“十四五”国家重点研发计划2023年度重点专项评审结果，宁波中车新能源科技有限公司联合申报的“储能与智能电网”重点专项“钠离子混合型电容储能技术”项目获批立项。
这是宁波企业获得的又一个国家级重点研发项目。
“钠离子混合型电容储能技术”项目总经费9000万元，其中，中央财政经费3000万，执行周期3年，由鄂尔多斯市新能源开发利用有限公司作为项目牵头单位，浙江大学、复旦大学、宁波中车新能源科技有限公司等13家单位联合攻关。
在电力储能方面，锂电池对电网系统的支撑往往以小时为单位，而超级电容则以秒为时间单位。“在秒级到小时级之间，缺少了分钟级别的支撑单位，我们要做的就是填补这个空缺，完成电网系统在时间尺度上的需求全覆盖。”宁波中车新能源科技有限公司总工程师荆葛说。
项目设置“钠离子电容关键材料及预嵌钠离子技术研发、钠离子电容储能机理研究、钠离子电容储能温度效应研究、高性能钠离子电容单体及模组研发、钠离子电容风电场示范应用及验证”五个课题，分别由复旦大学教授夏永姚、浙江大学教授余倩、浙江大学教授薄拯、宁波中车新能源科技有限公司总经理高首聪、鄂尔多斯市新能源开发利用有限公司副总经理魏渊担任课题负责人。
“这五个课题是相互支撑的，从材料研发到机理研究、应用环境需求研究，再到形成具体器件，最终到应用场景上进行示范应用。”荆葛解释说，“我们公司牵头第四课题的研究，也就是从材料到具体器件的研发。”
这个“具体器件”，其实指的是一种新型超级电容器。该电容器通过存储电能，在需要时放出来支撑电网系统。
据悉，传统超级电容能量密度低，同体积下能存储的电能低于锂电池电容器，而锂电池的功率密度较低，充放电速度低于超级电容。钠离子电容器能够将这些电容器的优点结合起来，兼顾能量密度和功率密度，同时成本低、循环寿命长。
此外，在进行储能和使用过程中，锂电池储能主要应用于一小时及以上的电力支撑，而超级电容则负责应对以秒为单位的短时间支撑。然而，随着新能源发电的技术发展，电力系统调频所需求的应用时长远超过秒级，达到了5分钟甚至更高。“支撑分钟级别的调频需求，锂电池的功率不够，超级电容器的能量太低，而钠离子电容器则恰到好处。”
作为应用示范类项目，该项目将在我国首个千万千瓦级沙漠、戈壁、荒漠新能源大基地——库布齐沙漠鄂尔多斯南部新能源基地，进行“沙戈荒”新能源储能调频应用示范。
2022年，国家发改委、国家能源局发布《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》，计划以“沙戈荒”为重点建设大型新能源基地，到2030年总装机规模达4.55亿千瓦。
此项目正是针对“沙戈荒”独特地理环境下，风光新能源发电的频率调节能力需求、新一代高性能金属离子电容短时高频储能技术发展、先进储能系统对可再生能源高占比电力系统电能质量的支撑保障等问题，开展“理论—技术—装备—应用”系统研究，形成先进钠离子电容储能成套技术集成。
据了解，该研究成果将推动短时高频储能理论和技术的发展，对解决风光发电不稳定、电力供需失衡难题，为“沙戈荒”大规模可再生能源基地场景下提供惯量响应、调频、新能源输出技术方案具有重要意义。