钒电池项目建议书

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钒电池项目可行性研究报告

钒电池项目可行性研究报告

钒电池项目可行性研究报告可行性研究报告:钒电池项目一、引言钒电池是一种钒离子参与电化学反应的储能设备,具有循环寿命长、高能量密度、高安全性等优点。

随着可再生能源的快速发展和需求增加,钒电池在能源存储领域具有广阔的市场前景。

本报告旨在对钒电池项目的可行性进行研究和评估。

二、市场需求分析1.能源存储需求:随着可再生能源(如风、光、水等)的快速发展,能源存储技术的需求日益增长。

钒电池作为一种高效、可靠的储能设备,能够满足大规模能源存储的需求。

2.电动车市场需求:随着电动车市场的快速发展,对高性能电池的需求不断增加。

钒电池具有高能量密度和长循环寿命等特点,能够满足电动车市场对高性能电池的需求。

三、技术可行性分析1.钒电池技术成熟度高:钒电池的基本原理和制造工艺已经相对成熟,并且已经有一些商业化的应用案例。

这为钒电池项目的技术实施提供了有力的支持。

2.钒资源丰富:钒是地壳中常见的金属元素,存在广泛的矿物中,并且资源丰富。

这使得钒电池项目在原材料供给方面具有可行性和稳定性。

3.储能效率高:钒电池具有较高的充放电效率,能够实现高容量能量的存储和释放,其储能效率可达80%以上。

这使得钒电池在大规模能源存储方面具有技术上的优势。

4.安全性高:钒电池不同于锂电池等储能设备,不存在爆炸、燃烧等安全风险,具有较高的安全性,特别适用于要求高安全性的应用领域。

四、经济可行性分析1.成本优势:钒电池的成本相对于其他储能设备较低,制造工艺成熟,生产效率较高,可以大规模生产和应用,降低生产成本。

2.市场潜力大:随着可再生能源市场的快速发展,钒电池作为一种高效的储能设备,具有广阔的市场前景。

特别是在电动车市场,钒电池有望成为主流的储能设备。

3.增值回收:钒电池具有循环寿命长,使用寿命过后,可以进行废旧电池的回收和增值利用,形成循环经济,提高经济效益。

五、环境可行性分析1.环保特性:钒电池不含有有害物质,生产、使用过程中无污染排放,具有较好的环保特性。

钒矿项目建议书

钒矿项目建议书

第一章、项目概要1、项目概况1.1 项目名称:日处理300吨五氧化二钒原矿1.2 项目性质:新建1.3 项目建设单位:1.4法人代表:1.5 建设规模主产品:五氧化二钒 900吨/年,纯度在98%以上,产品质量符合GB5283-87冶金99乙级标准。

副产品:氯化钾 (氧化钾>65%) 3000吨/年氯化铝(三氧化二铝)(纯度95%以上) 4000吨/年1.6 项目建设总投资(1)、项目建设总投资本项目固定资产投资5431万元;在固定资产投资中设备购置1700万元,建筑安装工程2655.7万元,其它费用1075.3万元。

(2)、流动资金:900万元。

1.7、项目经济效益项目建成后,正常年销售收入12070万元,生产总成本7200万元,可实现利税总额3783.7万元,净利润2535.1万元。

1.8、项目背景钒及钒制品用途十分广泛,其市场竞争也很激烈。

据调查统计,近十年来国际上五氧化二钒价格最高为6.63美元/磅,最低为1.5美元/磅;国内五氧化二钒最高价为7.6美元/磅,最低价为1.93美元/磅。

据专家预测,随着未来钒消耗量的不断增加,应用范围不断扩大,价格将向上回升。

钒、钒化合物及合金是现代工业不可缺少的重要战略物资,被广泛用于冶金、石油化工、机械、建筑、汽车制造、原子能工业、国防工业等技术领域。

随着经济和科学技术的不断发展,钒的应用领域将不断扩大,市场钒的需求将日益增加。

钢铁工业是目前耗钒最大的领域。

据统计,世界钢铁工业的耗钒量约占钒消耗总量的85%。

据专家预测,今后世界钢铁工业钒的年消耗量增速将达4.3%,特别是中国还有相当大的钒消费潜力可挖掘。

中国2001年产钢量达1.49亿吨,平均年递增速度7.8%,但每吨钢的五氧化二钒平均消耗量仅0.04kg,远低于世界吨钢的五氧化二钒平均消耗量0.08kg。

中国已开始进行钢铁产品结构调整,最新颁布的钢筋标准推荐采用钒微合金化方法生产400mPA三级钢筋,仅此一项,国内每年五氧化二钒消耗量将超过10000吨。

钒电池开发应用引资项目1

钒电池开发应用引资项目1

钒电池开发应用引资项目可行性研究报告XX市银江金勇工贸XX公司2012年3月24日一.前言:1、项目的背景和意义:随着我国国民经济的迅速发展,国家对新能源的重视和开发需求愈来愈大,陆续出台和制定了《可再生能源法》、《可再生能源发展“十二五”规划》,国家发展改革委办公厅、工业和信息化部办公厅关于开展2011年重点产业振兴和技术改造中专项有关工作的通知中己经明确对可再生能源开发、利用给予了极大的政策扶持。

尤其是对可再生能源中具有大型、高效环保储能设备、以及备用、应急电源和电网调峰等多个项目的开发和利用上给予了充分的肯定和大力的支持。

近几年来,世界主要发达国家相继投入了大量的资金和人力进行大型储能装置的研发;而在我国目前主要使用的储能设备却只有铅酸电池、镉镍电池、镍氢电池、锂离子电池、磷酸铁锂电池等较为俄端的产品。

在这些电池体系中,铅酸蓄电池存在寿命短、维护困难、污染严重,面临被逐步淘汰的可能;镍氢电池因价格昂贵且我国镍的蕴藏量很少,则限制了它的应用规模;锂离子电池在使用过程中存在极易爆炸等安全问题。

根据高端市场预测,目前这些现有的化学电池都不能满足大型储能装置的使用需求。

由此,一种新型储能产品--钒电池的开发与运用己经应运而生。

就目前而言,钒电池是当今世界上一种规模最大、技术最先进的高效化学储能电池之一,它具有功率大、容量大、效率高、成本低、寿命长、绿色环保等一系列优点,并将会在不远的将来逐步取代容量小、寿命短、污染大的铅酸蓄电池。

随着钒电池技术的进一步发展,必将掀起一场新的新兴能源技术革命,着手研究和开发高效钒电池储能技术对XX钒资源的综合利用,提高钒资源的利用途径和X围,保持XX 地区经济可持续发展都具有十分重大的战略意义。

2、国内外钒电池研究开发现状和发展趋势(包括知识产权状况);随着钒电池研发与应用的迅速发展,其储存容量大、运行安全性高、节能环保方面的优势进一步凸显,在国际上,钒电池研发已经取得了突破性进展, SEI的25千瓦实验室钒电池电堆已达16000次循环,历经8年还能使用。

低温催化循环法生产五氧化二钒项目建议书精品

低温催化循环法生产五氧化二钒项目建议书精品

目录第一章总论........................................................................错误!未定义书签。

1.1项目概况.......................................................................... 错误!未定义书签。

1.2、建设单位概况............................................................... 错误!未定义书签。

1.3、项目提出的理由及过程............................................... 错误!未定义书签。

1.4、项目建设的必要性....................................................... 错误!未定义书签。

1.5、项目可行性研究报告编制原则与依据....................... 错误!未定义书签。

1.6主要经济技术指标.......................................................... 错误!未定义书签。

第二章市场调查与研究............................................................错误!未定义书签。

2.1、国内混凝土现状........................................................... 错误!未定义书签。

2.2、商品混凝土的产业政策............................................... 错误!未定义书签。

第三章项目区概况及项目建设条件........................................错误!未定义书签。

石煤提钒项目建议书

石煤提钒项目建议书

石煤提钒项目建议书一、项目概述石煤提钒是一种新型的资源综合利用项目,通过对石煤进行高温煅烧和提钒工艺,可以实现石煤中的钒元素的高效提取和利用。

钒是一种重要的金属元素,广泛应用于钢铁、航空航天、电子等行业,具有重要的经济价值和战略意义。

目前,全球钒资源日益稀缺,而石煤是一种丰富的钒资源,因此石煤提钒项目具有重要的战略意义和市场前景。

二、项目优势1.资源丰富:我国石煤资源储量丰富,分布广泛,具有可开采性和可利用性。

2.技术成熟:石煤提钒工艺已经在国内外得到广泛应用和验证,具有成熟的工艺流程和技术支持。

3.市场需求:随着钒资源的日益稀缺,市场对钒的需求持续增长,石煤提钒项目具有广阔的市场前景。

4.环保可持续:石煤提钒项目采用高效节能环保的工艺,符合国家环保政策和可持续发展要求。

三、项目规划1.选址建厂:选择石煤资源丰富的地区进行选址建厂,确保原料供应充足和成本控制。

2.工艺流程:引进国内外先进的石煤提钒工艺装备,建设高效、稳定的生产线。

3.产品销售:积极开拓国内外钒产品市场,建立稳定的销售渠道和客户关系。

4.环保措施:严格执行国家环保政策,采取有效的环保措施,确保项目生产过程对环境的影响最小化。

四、投资与收益分析1.投资规模:石煤提钒项目属于中小型项目,投资规模相对较小,投资回收周期较短。

2.盈利模式:石煤提钒项目具有稳定的盈利模式,产品市场需求量大,利润空间较大。

3.风险控制:通过科学的市场调研和风险评估,制定合理的风险控制方案,确保投资风险可控。

五、社会效益与环境效益1.就业机会:石煤提钒项目建成后,将为当地创造大量就业机会,带动当地经济发展。

2.税收贡献:石煤提钒项目建成后,将为当地和国家创造可观的税收贡献。

3.环境保护:石煤提钒项目采用高效环保工艺,减少对环境的影响,符合国家环保政策。

六、项目实施计划1.前期准备:进行市场调研、技术论证、选址规划等前期准备工作。

2.项目建设:依据规划方案,进行项目建设和设备采购。

钒电池项目商业计划书

钒电池项目商业计划书

钒电池项目商业计划书钒电池项目商业计划书一、项目简介本项目旨在开展钒电池的研发及生产。

钒电池是一种以钒电解液为储能介质的可充电电池,具有高能量密度、长循环寿命、高电池耐久性、高温稳定性等特点,被广泛应用于储能电站、电动汽车、航空航天等领域。

二、市场分析当前,全球正在推进能源革命和可持续发展,储能技术的应用越来越重要。

据市场研究报告预测,到2025年,全球储能市场将达到1.5万亿美元,钒电池市场占比有望超过25%。

在中国,国家发改委的能源规划文件已经明确提出,到2020年,我国储能规模将超过10GW,到2025年将超过30GW。

随着能源结构的转型和能源需求的不断增长,储能需求将不断增加,钒电池市场前景广阔。

三、竞争分析国内外已有钒电池研发和制造企业,国内的主要有南玻、中建、华锐等公司,国外的主要有美国Vionx Energy、韩国Sumitomo Electric Industries等。

其中,华锐电力2016年实现钒电池销售收入超过20亿元人民币,已经成为国内钒电池行业的领军企业之一。

本项目将强化技术研发,提高钒电池质量和性能,提高竞争力。

四、项目进展计划1.第一阶段:2019年至2020年,搭建研发团队和生产线。

研发团队主要聚焦技术研究和试验,生产线主要用于小批量生产和试验生产。

2.第二阶段:2021年至2022年,进行中间规模产能扩建。

力争在国内取得一定的市场份额。

3.第三阶段:2023年至2025年,继续扩大产能,进一步加强市场销售。

争取成为国内以及亚洲地区的领军企业。

五、投资分析本项目总投资约1000万元人民币。

其中,用于技术研发的投资预计占总投资的20%,用于生产线建设和设备采购的投资预计占总投资的60%,其余用于市场推广和人员招聘。

根据市场分析和预测,预计项目投资回收期为5年左右。

六、商业模式本项目采用先研发后生产的商业模式,注重技术领先。

产品主要针对大型储能电站、电动汽车、航空航天等高端市场。

钒项目建议书

钒项目建议书

钒项目建议书规划设计/投资分析/实施方案摘要钒是一种重要的稀有金属元素,广泛应用在钢铁、冶金、化工、储能、颜料、环保、医药等国民经济的诸多重要领域。

该钒项目计划总投资12006.90万元,其中:固定资产投资10264.78万元,占项目总投资的85.49%;流动资金1742.12万元,占项目总投资的14.51%。

本期项目达产年营业收入11902.00万元,总成本费用8990.77万元,税金及附加186.20万元,利润总额2911.23万元,利税总额3498.98万元,税后净利润2183.42万元,达产年纳税总额1315.56万元;达产年投资利润率24.25%,投资利税率29.14%,投资回报率18.18%,全部投资回收期7.00年,提供就业职位209个。

钒项目建议书目录第一章基本信息一、项目名称及建设性质二、项目承办单位三、战略合作单位四、项目提出的理由五、项目选址及用地综述六、土建工程建设指标七、设备购置八、产品规划方案九、原材料供应十、项目能耗分析十一、环境保护十二、项目建设符合性十三、项目进度规划十四、投资估算及经济效益分析十五、报告说明十六、项目评价十七、主要经济指标第二章项目背景研究分析一、项目承办单位背景分析二、产业政策及发展规划三、鼓励中小企业发展四、宏观经济形势分析五、区域经济发展概况六、项目必要性分析第三章产品规划分析一、产品规划二、建设规模第四章选址分析一、项目选址原则二、项目选址三、建设条件分析四、用地控制指标五、用地总体要求六、节约用地措施七、总图布置方案八、运输组成九、选址综合评价第五章土建工程研究一、建筑工程设计原则二、项目工程建设标准规范三、项目总平面设计要求四、建筑设计规范和标准五、土建工程设计年限及安全等级六、建筑工程设计总体要求七、土建工程建设指标第六章工艺先进性一、项目建设期原辅材料供应情况二、项目运营期原辅材料采购及管理二、技术管理特点三、项目工艺技术设计方案四、设备选型方案第七章环境影响说明一、建设区域环境质量现状二、建设期环境保护三、运营期环境保护四、项目建设对区域经济的影响五、废弃物处理六、特殊环境影响分析七、清洁生产八、项目建设对区域经济的影响九、环境保护综合评价第八章项目职业安全一、消防安全二、防火防爆总图布置措施三、自然灾害防范措施四、安全色及安全标志使用要求五、电气安全保障措施六、防尘防毒措施七、防静电、触电防护及防雷措施八、机械设备安全保障措施九、劳动安全保障措施十、劳动安全卫生机构设置及教育制度十一、劳动安全预期效果评价第九章项目风险性分析一、政策风险分析二、社会风险分析三、市场风险分析四、资金风险分析五、技术风险分析六、财务风险分析七、管理风险分析八、其它风险分析九、社会影响评估第十章项目节能说明一、节能概述二、节能法规及标准三、项目所在地能源消费及能源供应条件四、能源消费种类和数量分析二、项目预期节能综合评价三、项目节能设计四、节能措施第十一章项目进度计划一、建设周期二、建设进度三、进度安排注意事项四、人力资源配置五、员工培训六、项目实施保障第十二章项目投资估算一、项目估算说明二、项目总投资估算三、资金筹措第十三章经济效益评估一、经济评价综述二、经济评价财务测算二、项目盈利能力分析第十四章项目招投标方案一、招标依据和范围二、招标组织方式三、招标委员会的组织设立四、项目招投标要求五、项目招标方式和招标程序六、招标费用及信息发布第十五章项目综合结论附表1:主要经济指标一览表附表2:土建工程投资一览表附表3:节能分析一览表附表4:项目建设进度一览表附表5:人力资源配置一览表附表6:固定资产投资估算表附表7:流动资金投资估算表附表8:总投资构成估算表附表9:营业收入税金及附加和增值税估算表附表10:折旧及摊销一览表附表11:总成本费用估算一览表附表12:利润及利润分配表附表13:盈利能力分析一览表第一章基本信息一、项目名称及建设性质(一)项目名称钒项目(二)项目建设性质该项目属于新建项目,依托xxx产业园良好的产业基础和创新氛围,充分发挥区位优势,全力打造以钒为核心的综合性产业基地,年产值可达12000.00万元。

全钒液流储能电解液项目建议书-写作模板 (一)

全钒液流储能电解液项目建议书-写作模板 (一)

全钒液流储能电解液项目建议书-写作模板
(一)
尊敬的领导:
本人认为,全钒液流储能电解液项目是一项具有非常重要的意义和广
阔市场前景的技术。

本文将从技术原理,市场前景,竞争格局以及投
资回报等多个方面阐述该项目的意义和建议。

一、技术原理:全钒液流储能电解液是一种基于单溶液电解液的电化
学储能技术,主要采用钒电极对反应,能够实现高效率的电化学反应
和电能储存,并具有成本低、环境友好等优势。

二、市场前景:储能电池已成为清洁能源领域的核心技术之一,随着
新能源产业的快速发展,储能电池市场需求不断增长,而全钒液流储
能电解液技术作为一种新兴的储能技术,具有非常广泛的应用前景,
尤其在大规模储能应用领域具有无可比拟的优势。

三、竞争格局:虽然目前储能电池市场竞争激烈,但全钒液流储能电
解液技术凭借其高效、低成本、环保等特点,具有较好的市场竞争力。

此外,随着技术研发和产业化规模扩大,全钒液流储能电解液技术的
领先地位将会更加稳固。

四、投资回报:从长远来看,储能电池市场的发展前景非常广阔,因此,全钒液流储能电解液项目的投资回报率非常可观。

此外,随着技
术成熟和产业化规模的扩大,全钒液流储能电解液项目的投资回报率
将会更高。

综上所述,全钒液流储能电解液项目是一项具有非常重要的意义和广阔市场前景的技术,具有很高的技术创新和市场竞争力。

本人建议,加强技术研究和产业化推广,尽快将其引入实际应用,为新能源产业的发展作出积极贡献。

钒电池项目可行性研究报告

钒电池项目可行性研究报告

钒电池项目可行性研究报告目录一、项目背景二、项目概述三、市场分析四、技术分析五、投资分析六、风险分析七、可行性分析八、总结与建议一、项目背景钒电池作为一种新型储能技术,具有高能量密度、长循环寿命、安全稳定等优点,被广泛应用于电池储能系统中。

随着可再生能源的快速发展,储能技术的需求日益增长,钒电池作为一种环保节能的储能方案备受关注。

二、项目概述本项目旨在建设一座钒电池生产厂,生产钒电池产品并销售给储能系统制造商及终端用户。

项目计划投资5000万元,建设一个年产100兆瓦时的钒电池生产线,预计年产值可达2亿元。

三、市场分析1. 行业发展趋势钒电池是目前储能技术中发展最快的产品之一,随着可再生能源的快速发展,储能需求将不断增加,钒电池市场前景广阔。

2. 市场需求分析目前我国在新能源领域的发展速度迅猛,储能技术需求大增。

钒电池作为一种高效、稳定的储能方案,受到市场青睐,市场需求旺盛。

3. 竞争对手分析目前国内外钒电池生产商众多,市场竞争激烈。

项目需通过不断创新、提高产品质量等手段,来抢占市场份额。

四、技术分析1. 生产工艺钒电池生产工艺主要包括原料制备、电池组装等环节。

项目需引进先进的生产设备,确保产品质量和生产效率。

2. 技术优势项目团队拥有丰富的电池生产经验,具备良好的研发实力。

同时,项目计划引进国内外先进的技术和设备,提高产品质量和竞争力。

五、投资分析1. 投资规模本项目计划投资5000万元,包括建厂、设备采购、原材料采购等方面。

2. 资金来源项目资金主要来源于自筹资金和银行贷款。

3. 投资回报根据市场预测和生产规模,项目预计年产值可达2亿元,投资回收期约为3年。

六、风险分析1. 市场风险钒电池市场竞争激烈,如果抢占市场份额不够,项目将面临销售困难等问题。

2. 技术风险钒电池生产技术相对较新,如果技术研发不到位,产品质量无法达到标准,将影响项目的生产和销售。

3. 政策风险新能源政策的变化可能影响项目的生产和销售,项目需密切关注政策动向,及时调整经营策略。

钒电池项目可行性研究报告

钒电池项目可行性研究报告

钒电池项目可行性研究报告一、引言钒电池是一种有着较长历史的储能电池技术,由于其具有高能量密度、长寿命、良好的循环性能等特点,一直以来备受关注。

随着可再生能源的快速发展和能源储存需求的增加,钒电池作为一种重要的储能技术,具有广阔的市场前景。

本报告对中国的钒电池项目可行性进行深入研究,以期为决策者提供相关信息和建议。

二、市场潜力高纯度的钒是一种非常重要的能源储存材料,其广泛应用于钒电池中。

在可再生能源发电方面,太阳能和风能是最具潜力的发展方向,然而,由于太阳能和风能的不稳定性,储能系统的需求增加。

钒电池能够存储大量的电能,并能频繁地进行充放电循环,满足储能需求,特别适用于地理环境条件较为恶劣的地区。

根据中国可再生能源发电状况和未来发展预测,可再生能源发电将继续快速增长,相应的储能需求也将大幅提升。

在钒电池的应用领域中,尤其是大规模光伏发电和风力发电项目中,钒电池市场的潜力巨大。

因此,可以预见钒电池市场在未来几年会有较高速度的发展。

三、技术可行性钒电池技术成熟度较高,且已有大规模商业应用案例。

过去二十年来,钒电池的技术率先在美国得到实际应用,并成功应用于风能、光伏等可再生能源领域。

此外,其他国家如德国、澳大利亚、日本等也相继开始了钒电池的项目应用,且都取得了较好的效果。

这些成功案例表明,钒电池技术在技术可行性方面具有优势。

此外,钒电池的循环次数较高,循环性能稳定,可通过适当的设计延长钒电池的寿命。

这对于长期稳定运行的储能设备至关重要。

因此,钒电池在技术可行性方面具备优势,足够支持其在储能市场的应用和发展。

四、经济可行性钒电池的经济可行性主要取决于其成本效益和维护费用。

与其他储能技术相比,钒电池的投资成本较高,但优势在于具有长寿命和循环性能好。

相比之下,其他储能技术在循环次数和寿命方面存在较大局限。

由于钒电池的寿命长,投资的回报周期相对较短,从长期来看能够为投资者带来较大的经济收益。

此外,随着钒电池生产规模的扩大和技术进步,钒电池的制造成本也有望降低。

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科技计划项目建议书项目名称:全钒氧化还原液流电池制备技术研究建议单位:***********************************年****月****日一、项目立项的必要性及需求分析1.1项目立项背景能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础,随着社会和经济的快速发展,人类对能源的需求越来越多。

煤炭、石油和天然气是当今世界上主要的三大化石能源,我国已探明的上述三大化石能源的可开采量和可开采年限远远低于世界平均水平。

尽管在未来相当长一段时间内可能还会不断有新探明的化石能源储量,但是,世界范围内化石能源资源短缺不可避免,能源资源和能源安全问题必将日趋严峻。

另外,随着化石能源的大量消耗,生态环境不断恶化,特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化,人类社会的可持续发展受到严重威胁。

如何满足持续快速增长的能源需求和保护我们赖以生存的环境对能源科技发展提出了重大挑战。

由此,新能源和可再生能源大规模经济利用与节能减排技术已成为国家重要发展战略,在我国“中长期科学和技术发展规划纲要”及“十一五科学技术发展规划”中均在能源领域给予了高度重视。

据统计,一年内到达地球表面的太阳能总量折合标准煤约1.39×1013千亿吨,相当于目前全球能源消费量的3.5万倍,其中只有约0.02%的能量被各类植物所吸收,太阳能利用潜力巨大,是人类最重要的可再生能源资源。

因此,大力发展太阳能发电、风力发电等可再生能源发电产业,是人类解决所面临的能源危机、资源短缺、环境污染等重大课题的必然之路。

我国未来的能源结构中,可再生能源将占据越来越大的比重。

截止2009年底,我国的风电装机已达2129万千瓦,根据国家正在拟定的新能源发展规划,我国2020年风电达到1.5亿千瓦,光伏发电达到2000万千瓦,可再生能源将逐步成为重要能源之一。

然而,风能、太阳能等可再生能源发电具有随机性和不连续性的特点,将其并入现有电网时,当所占比例和电网容量相比很小时,对电网冲击不大,利用电网控制与配电技术,能够保证电网安全稳定运行。

但是,当风电、光电所占比例超过10%以后,对局部电网产生明显冲击,严重时会引发大规模恶性事故。

因此,要有效解决可再生能源发电的非稳态问题、平衡用电负荷、有效利用谷电,提高电能质量和发电效率,必须研究开发高效蓄电储能装置和配套技术设备,这是解决可再生能源不连续、不稳定的非稳态问题的关键核心技术,是电力系统构建智能型电网、开展用户端平衡负载、提高可再生能源发电接人量、实现节能减排的重要核心技术之一。

液流电池储能技术是一种大规模高效电化学储能新技术,而全钒氧化还原液流电池和其它化学储能(如燃料电池、超级电容器等)技术相比,具有输出功率和容量相互独立、系统设计灵活、能量效率高、电池使用寿命长、可深度放电不损坏电池、自放电低、选址自由度大、无污染、维护简单,运营成本低、安全环保等一系列优点,目前已成为大规模储能技术研究的首选目标之一。

1.2必要性和需求分析随着我国可再生能源法正式实施,国家对太阳能、风能等可再生能源发电十分重视,为规模化蓄电储能技术发展提供了广阔发展空间;另一方面,钒电池对电动汽车的开发也具有重大意义,由于钒电池的结构特点,电动汽车可以在充电站或加油站直接更换荷电的电解液,达到再充电的目的,跟加油一样方便与快捷,非常适合目前电动车的发展需求;此外,由于我国是铅酸蓄电池的生产大国,发展全钒液流电池可以充分利用现有的技术和设备,并对现有技术进行升级和改造。

结合我国钒资源优势.使得制作大规模、低成本、广泛使用的全钒液流电池系统成为可能;液流电池蓄电储能技术将成为材料学、电化学和化学工程相结合的新兴学科生长点,对新能源开发和国家能源安全产生深远影响。

1.3经济和社会效益分析电力能源作为重要的二次能源,由于其清洁、便利、迅速等特点,已经成为人类生产、生活中不可替代的组成部分。

目前我国发电总装机容量接近8.7亿千瓦,形成了完整的电力生产、输配电体系,为实现2020年GDP增长2倍的战略目标奠定了坚实基础。

然而,必须认识到我国电力能源生产结构上存在先天不足,长期以来主要依靠燃煤的火力发电厂,其比例超过74%,远远高于世界平均的29%。

由此产生大量二氧化碳、二氧化硫等污染气体排放,给环境保护带来巨大压力。

此外,多数用电企业远离产煤矿区,煤炭运输常年挤占大量铁路运力,降低国民经济整体效率。

随着煤炭、石油等化石资源的逐渐减少,电力能源生产费用持续攀升。

因此,大力发展太阳能、风能、潮汐能等清洁、可再生能源是有效解决我国能源需求和可持续发展的根本道路。

而液流蓄电储能系统作为风力发电、光伏发电等清洁电力能源发展中的关键配套设备,如能解决其产业化过程中面临的种种技术问题,必将对人类社会和经济发展产生重大而深远的影响。

目前,我国钒电池系统研发进展迅速,千瓦级的电堆已试验成功,兆瓦级的也正在进行安装调试,因而有希望在众多蓄电储能技术中成为后起之秀,在电力调峰削谷、非常时期的紧急供电、风能和太阳能等洁净可再生能源储能以及新型电动汽车的制备方面起重要作用。

据统计,我国仅风力发电、光伏发电、电网调峰三项对钒电池的市场需求量2010年为5275亿元,到2020年更可高达16300亿元。

二、项目目标及主要任务2.1主要目标本项目的总体目标是在长沙矿冶研究院资源所冶金工程组在钒冶炼和钒制品技术积累的基础上,结合我院在电池材料方面的产业技术优势,对全钒氧化还原液流电池制备和产业化过程中相关技术问题展开研究,以期解决钒电池产业化发展过程中遇到的种种制约因素,如电解液的稳定性问题、离子交换膜和电极材料的制备问题、电池系统的监测控制问题等,并最终建立起一套能大功率放电、充放电运行平稳、使用寿命长的钒电池蓄电储能系统。

具体目标可分为以下几个方面:(1)首先建立起一套试验性质的钒电池系统,对钒电池相关制备方法和技术条件展开探索,并在此基础上,对制约钒电池发展的相关因素进行分步深入分析研究。

(2)对钒电池用电解液的稳定性进行研究,冶金工程组通过近几年在钒冶炼方面的技术储备,在此领域具有较大优势,研究结果能保证钒电池在其工作温度范围内,正极和负极所用电解液无晶体或沉淀析出。

(3)对全钒液流电池电极材料展开研究,钒电池领域使用的电极材料主要有金属电极、碳素类电极和复合电极。

金属电极造价昂贵,不利于大规模商业化应用;碳素类电极在钒电池运行过程中,由于受到强酸性溶液作用,一般存在刻蚀现象,而且表面活性不够理想,使用寿命受到限制;复合电极是由导电塑料和石墨毡电极经一体化复合而成,在耐蚀性和成本上优于碳素类电极,但存在导电性能和机械性能较差,制作工艺困难等缺点。

本研究主要主要以复合电极为研究对象,最终制作出的复合电极具有工艺简单、机械性能和导电性能高、成本低等优点。

(4)电池隔膜材料(即离子交换膜)的选择和研究,目前国内尚无钒电池专用的商业化离子交换膜,主要使用由Dupont公司生产的Nafion膜,但价格昂贵,本研究主要立足于国产膜,通过对其进行接枝、铰链、复台改性或修饰,使改性后的膜具有离子选择透过性好、水净迁移量少、使用成本低等特点。

(5)钒电池智能监控管理系统的研制,最终研制的监控系统具有对钒电池系统进行实时监控管理、数据采集、异常报警、安全防护等功能。

2.2主要研究内容本研究拟在制约钒电池发展的主要因素方面均有所突破,主要研究内容涉及钒电池用电解液制备及稳定性研究、离子交换膜的选择及改性研究、复合双电极的材料选择及制备技术研究、钒电池智能检测控制系统的研制等。

(1)钒电池电解液的制备主要有化学法和电化学法两种,化学法是指用钒的氧化物或化合物,在一定的硫酸溶液中通过加热和加入一定量的还原剂的方法,生产出钒电池用的钒—硫酸混合电解液。

化学法制备钒电解液,方法简单、设备简便,缺点是固体溶解速度慢、每次生产量少,加入诸如草酸类的还原剂难以根除。

目前化学法制备钒电解液主要用于实验室研究。

电化学法一般是将稳定剂与五氧化二钒和硫酸加入电解槽中进行电解,制备出性能相对稳定的各价态钒,电化学法可持续生产大量、优质的钒电解液。

本研究拟选用电解的方法来制备钒电解液,使生产出的电解液具有钒浓度高、化学性质稳定等特点。

(2)钒电池用电解液研究的另一个问题是各种价态离子浓度的分析问题。

不同价态钒的分析方法主要有发射光谱法和电位滴定法等,目前国内钒电池用电解液中价态钒的分析以电位滴定为主,本研究拟利用钒离子之间存在较大电位差的特点,以硫酸亚铁铵溶液为滴定剂,采用电位滴定的方法,在密闭条件下采用高纯氮气为保护气氛,对充放电过程中钒离子在阴阳半电池里的价态变化进行定量分析。

(3)电解液稳定性研究。

钒电池充电后,V(II)在敞开系统中极易氧化,V(V)在温度较高,V(Ⅲ)、V(Ⅳ)在温度较低时均能缓慢的从溶液中沉淀下来,这将严重影响钒电解液性能,降低钒电池充放电效率。

为了防止空气将负极电解液中的V(II)氧化成V(III),曾有研究者在充放电过程中,采用密封贮液罐或在贮液罐中通人氮气、氩气、氖气等惰性保护气体的方法来降低V(II)氧化速率。

也曾有人尝试在负极罐中电解液表面覆盖一层0.5~5.0cm厚的难溶于电解液的矿物油、菜油、鲸油等液体的方法,来降低V(II)氧化率。

但对由V2O5配制的电解液,一般在充放电过程系统要释放出少量气体,过充又使H2O电解放出H2和O2。

在钒电池使用中,为了方便电解液换液和监测,贮液罐不可能达到完全封闭,通人氮气、氩气等惰性气体,造成成本升高。

气瓶使用使现场危险性增加。

加入矿物油等油性物质后,过充会使矿物油分解黏附在隔膜上难以清除,易使贵重的膜受损,造成膜交换困难。

目前报道的比较有效的防止V(II)氧化和V(V)析出的方法主要是在电解液中加入少量的碱金属盐类和特定的有机物,以此来增加电解液的稳定性。

本研究拟选用添加添加剂的方法,来提高钒电池用电解液的稳定性,准备从碱金属的硫酸盐、草酸盐、磷酸盐或其它盐类、具有环状结构或链状结构的醇类、硫醇类物质、或其它有助于钒离子稳定的物质中选取一种或几种作为稳定剂,适量加入到电解液中,使制备出的电解液具有较高钒浓度、且稳定性好。

(4)钒电池用电极材料的研究问题。

钒氧化还原液流电池的电极反应完全是液相反应,属于第三类电极。

电池中固体电极部分只提供反应界面和作为集流体。

钒电池一般采用硫酸溶液作为支持电解质,其电极的工作环境为强酸介质。

虽然钒电池电极曾经试用过金属类电极,如铅、钛、以及钛基DSA(Dimensionally Stable Anode)电极,但是由于金属在硫酸溶液中溶解腐蚀和成本等问题,现在钒电池中已经很少使用金属类电极。

可作为钒电池电极的另一类材料为碳材料,包括石墨板、柔性石墨复合板、碳布、碳毡和碳纸等。

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