首届国际储能创新大赛获奖项目介绍

 国际储能创新大赛是中国能源研究会和中关村储能产业技术联盟，共同推出的针对储能行业权威评价的大型公益赛事。大赛致力于建立储能技术和项目评价体系，树立储能技术和应用的创新典范，表彰在储能产业发展进程中有突出贡献的个人。通过大赛平台宣传储能创新技术，推广典范商业模式，树立标杆应用案例，鼓励市场主体勇于创新，帮助优秀的参赛项目对接资本市场、对接广阔的应用市场。

首届国际储能创新大赛 2016  年首次启动，在全球范围广泛征集储能技术和解决方案，经过专家评审委员会严格的评审体系，层层遴选，通过预选赛，形成入围名单，决赛通过现场答辩和网络票选综合评分最终产生获奖名单。大赛共评选出“2017  储能技术创新典范 TOP10”、“2017 储能应用创新典范 TOP10”、 “2017 储能年度人物奖”、“中国储能杰出贡献奖”及“评委会大奖”5  项大奖。在储能国际峰会 2017  开幕式现场，隆重举行了“首届国际储能创新大赛颁奖盛典”，以表彰过去一年在储能技术创新、商业模式推广等领域表现突出的储能企业和个人。

获奖项目介绍如下：

2017 储能技术创新典范 Top10

第一名 中国科学院工程热物理研究所——先进压缩空气储能系统

项目介绍

中国科学院工程热物理研究所自 2004 年起开展先进压缩空气储能(CAES)技术研究，经过 10  余年的努力，取得了具有国际领先水平的研发成果：1、原创性地提出了先进 CAES 系统新原理，可同时解决传统 CAES  三个主要技术瓶颈问题，具有能量密度高、不受地理条件限制、效率高、单位投资低、对环境友好、安全性好等优点。2、创立先进 CAES  能量高效转化和利用的新理论，突破了宽工况压缩机、高负荷膨胀机、高效蓄热 /  冷换热器等关键技术，并形成国内首个完整的研发设计体系。3、建设了一系列包括基础研究、关键技术到系统集成的实验和创新研发平台，建成了我国物理储能首个国家级研发中心“国家能源大规模物理储能技术研发中心”，是目前国际唯一具备10MW级先进压缩空气储能系统部件实验和系统集成测试能力的研发平台。4、率先完成  1-10MW 系统示范。2013年建成国际首套 1.5MW先进 CAES  示范系统，被评价为“我国压缩空气储能的一项重要突破，达到国际领先水平”，并形成定型产品。2016 年建成目前国际唯一的 10MW 级新型 CAES  集成示范平台，性能指标优于国际同等 CAES系统。5、率先实现了1-10MW 系统产业化。技术授权两家公司，技术入股成立两家合资公司，技术总作价  7800余万元，吸引投资超过 1.3 亿元。已建成和正在建设的示范项目 4台套，已列入规划的工业级项目 13 台套，总价值超过 13 亿元。

项目团队

组建了国内最大的 CAES 研发团队，团队规模 90余人。已发表论文250余篇，其中SCI收录90余篇， EI 收录 130 余篇，SCI 他引  3000 余次。申请专利 136 项，授权 114项(含国际专利 4 项)，专利数列全球研发机构第 1 位。研发成果多次获得大奖，并入选 2013  年中科院重大成果汇编等。

第二名 清华大学/中石化中原石油工程有限公司——1MW/60MJ 飞轮储能工业样机

项目介绍

飞轮储能技术特性：充电功率：100-300kW;发电功率：500-1000kW ;总储能：60MJ ;可用能量 ：45MJ ;充放电循环周期  2-5min ;充放电循环效率 >86% ;循环寿命 >10万次 ;成本 <3000 元 /kW。

项目技术先进性

1.  大型立式混合磁悬浮飞轮电机轴系(发明专利技术)：基于有限元分析的合金钢飞轮结构应力与变形控制;飞轮与芯轴无键连接结构(专利技术);轴系动平衡工艺。

2.MW 级永磁电机：基于有限元分析的电磁学优化设计分析  ;嵌入分体式磁极与高强度桥连结构硅钢片;内置循环氦气风冷结构;大型永磁电机转子制造技术。

3. 高效高可靠功率变换技术设计：采用成熟的大容量主功率回路 ;采用优化的弱磁控制策略。

项目总结

1. 突破并掌握了大容量飞轮储能两项关键技术：飞轮- 电机- 永磁/ 机械混合轴承系统机械设计;大功率高效电能转换技术。2. 研制出国内首套MW  级飞轮储能工业应用样机，各项指标达到项目要求，容量和效率指标处于国内领先水平。3. 在模拟钻井和钻井示范工程中，飞轮储能工业样机通过了8000  余次的充放电考核运行。起钻工况试验中混合动力传动比机械传动节油25.4%，卫453 井钻井示范工程实现节油17.4%.4.  大容量飞轮储能技术适用于钻机混合动力传动系统。

推广应用前景

1、大功率动态UPS ; 2、阵列化应用于电网调频; 3、风力发电频繁波动调控。

第三名 宁波中车新能源科技有限公司——城市公共交通用超级电容

项目介绍

储能式现代有轨电车主要技术特点：1、能量转化循环利用，节能高效，零排放，运营成本低; 2、站台区受电，无架空网，不影响景观，建设成本低 ;  3、地板面低、处于同一平面，乘客舒适性、人性化程度高; 4、储能器件的高安全性、高可靠性和高环保性 ; 5、是面向未来的一种创新型城市公共交通模式。

超级电容目标

1、解决进站刹车能量回收，一次回收 15 度 ; 2、启动到出站速度尽快达到120km/h;3、使用环境温度 40 度，年限 8 年以上。

项目总结

1、作为“中国制造 2025”、“工业强基工程”等国家重点发展核心器件，超级电容在轨道交通的突出优势将逐渐显现;  2、超级电容器在产业化、产品性能(能量密度提升)等方面已取得了显著的进步，能够满足现阶段对于动力电源性能参数的要求 ;  3、超级电容及其在轨道交通的应用应该作为一个产业链进行研究与推广，特别是电源系统管控与远程监控方面的工作。

第四名 中国科学院上海硅酸盐研究所——基于陶瓷离子导体的双电解质高比能锂硫电池

项目介绍

针对锂硫电池在有机电解质体系中存在的穿梭效应问题，2014  年上海硅酸盐研究所首次报道基于致密陶瓷离子导体的双电解质锂硫电池，陶瓷电解质完全阻挡多硫化物在正负极间的穿梭，同时在陶瓷电解质/电极界面采用有机电解液、凝胶或聚合物电解质修饰改善界面兼容性，获得了高比容量及长寿命的锂硫电池。

项目创新

1、致密陶瓷离子导体完全抑制穿梭效应，提高电池库伦效率及安全性能;2、第二电解质修饰层降低界面阻抗，提升电化学性能。

项目优势

具有修饰的固态电解质/硫正极的锂硫电池可实现在 1C倍率循环 1500 次，比容量保持大于 500mAh/g，库伦效率维持在 100%，可实现在  -5~70oC 温度区间内工作;固体锂硫电池 0.5C 循环 300 次后比容量大于 700 mAh/g  ;可实现全固态锂硫电池超薄电解质片的批量制备及小容量电池的可靠运行。

第五名 双登集团股份有限公司——超级碳电池

项目介绍

双登集团针对市场的不同需求，为高循环不饱和充电而设计和开发了60% 循环寿命为 5500 次 EXC、3500 次LLC  系列超长寿命铅碳电池(超级碳电池)。

1、实现电池在储能场景下的循环寿命达到 5500 次以上，比普通电池延长 7-8 倍 ;2、充电接受能力是普通电池的 2-3 倍，充电时间可缩短  50% ;3、-40℃下可放出额定容量的 60% 以上 ;4、实现项目产品度电储能成本降低至 0.4 元左右，约为锂离子电池和传统铅酸电池的 1/2。

关键技术

1. 预分散技术和真空和膏技术：抑制负极硫酸盐化，减少负极极化，提高正极充电接受能力，保证充电效率; 2. 开发新型高耐腐蚀性合金 ; 3.  新型板栅结构设计。

项目优势

1、循环寿命大幅提升; 2、充电接受能力强，达到常规电池的 2 倍左右;3、度电储能成本低。

第六名 江苏集盛星泰新能源科技有限公司—— 轨道交通车辆用新型高比能超级电容器

公司简介

江苏集盛星泰新能源科技有限公司作为一家致力于超级电容器储能技术的研发和商业化应用的高新技术企业，是国内超级电容器的领军企业，产品已在新能源汽车、风力发电、智能电网、轨道交通等多个领域得到了广泛应用。公司通过不断的技术创新，掌握了超级电容器的关键核心技术。

项目优势

超级电容器能量密度较低，在使用过程中存在能量回收不充分的缺点，为了满足轨道交通储能系统对高能量密度、高功率密度，长寿命的要求，必须开发具有高能量密度的超级电容器。公司通过对高比能超级电容器复合电极材料的研究、电极制备工艺的研发到产品组装工艺的改进，解决能量密度低的难题，使  2.5V-60000F 超级电容能量密度达50Wh/Kg，使用寿命长达 10  万次，能量密度比现有商业化产品提高了近十倍，解决超级电容能量密度低的技术瓶颈问题，为扩大市场应用范围打下良好基础。

第七名 北京索英电气——黑启动关键技术及应用

项目介绍

电力系统发生停电事故后，整个网络就会解列为很多停电的小系统，此时个别孤立的系统可能仍在运行。电网通过内部具有自启动能力的发电机组带动无自启动能力的机组发电，最终实现整个系统电力恢复的过程，即为电力系统的黑启动。项目优势

本技术研究重点是拥有风电、光伏等新能源发电端又配置了一定容量储能系统的多元复合系统作为黑启动电源的可能性及实际效果验证。通过采用公司完全自主研发的储能双向变流器作为黑启动的基础硬件，采用主从并联控制和向下恢复策略，使用储能装置作为主电源，其他新能源发电形式作为从电源，简化系统软硬件设计，解决微源并列时的同期问题，同时根据负荷类型，建立储能系统发电出力最优目标函数，采用变流器并联下垂控制方法，利用下垂特性曲线进行有差调节，实现各变流器的自治并联稳定运行。

在国家风光储输示范工程中该技术成功完成了应用验证，证明对于独立的新能源电站而言，黑启动能力不仅能保证站内的安全生产和正常生活不受电网突然故障影响，而且将极大提高新能源发电的稳定性，提高新能源发电消纳能力。对于整体电网而言，储能微网系统作为黑启动电源时更经济更可靠，对电网崩溃后的迅速恢复具有重大意义。储能微网系统黑启动的研究和实现，也将为新能源、微电网的发展提供有效示范。

第八名 江苏中科智——火电厂熔盐热储能调峰技术

公司介绍

江苏中科智依托中科院等离子体所科研实力，拥有一支人才齐备的技术力量和 22 项国家发明、实用新型专利以及 1 项软件著作权。2013 年完成了“中科院  10MWHt智慧熔盐储能示范项目”，熔盐储热系统连续运行 6000 小时，换热系统累计运行 1200 小时，处于国内领先地位。

项目介绍

火电厂熔盐热储能调峰技术是一种全新的、基于锅炉给水储热的火电厂灵活性改造技术：利用汽轮机抽汽回热系统，调整高压加热器的锅炉给水流量，调节汽轮机的抽气量，改变汽轮机功率输出，达到调峰目的。降负荷时，增加高压加热器给水流量，加大抽气量，减少汽轮机出力，多余的锅炉给水经过储热回路，将热量传递给熔盐实现热能存储  ;增负荷时，减少高压加热器的给水流量，减小抽汽，增加汽轮机出力，剩余给水经过储热回路，熔盐释放热能，加热给水。

技术优势

1、增加火电厂调峰深度，至少将火电厂最低负荷降低10%;2、调峰速度快，变负荷响应时间不低于  5%Pe/min;3、储能效率高，24小时能量循环利用效率能够达到85%以上;4、应用范围广，既能应用于纯凝机组，也能实现供热机组热电解耦  ;5、不改变锅炉运行状态，保证锅炉运行效率和排放水平;6、不涉及锅炉系统、汽机系统、排放系统改造，影响小、成本低;7、可与其他调峰改造技术结合，进一步增加火电厂调峰能力。

第九名 上海西恩迪蓄电池有限公司——铅碳电池

技术创新性

1、独特的炭配方：西恩迪开发出独特的复合炭配方，并交由美国专业公司负责生产，以确保复合炭独特的品质。  2、领先的充电接受能力：大电流充电接受能力好，西恩迪铅碳电池可以接受最大 0.6C  充电，在配合新能源发电侧储能，优势明显。3、极端温度的耐受性能。高温性能：得益于碳良好的导热能力，西恩迪铅碳电池的高温循环寿命较普通电池提升三分之一。低温性能  ：在 -20 度，普通铅酸蓄电池只能放出 50% 的额定容量，铅碳电池可以放出 66%  的额定容量，因为碳材料比表面积大，负极致孔效应明显。4、优异的深循环性能：PSOC 循环寿命长， 30%-80%PSOC 测试在公司有  Intertek认证的实验室进行，目前测试已运行 3850 次，3500 次时的容量标定显示电池还有  90%的标称容量剩余。5、电池能量密度高，先进的铅膏配方设计，对活性物质的利用率高;采用真正的前端子设计并优化了电池结构，节省安装面积和维护操作空间。

第十名 Nova Greentech——可重构电池网络与软件定义电池能量管控技术(BCS)

项目介绍

电池储能是储能技术的一个重要类型，其在部署和使用的灵活性、响应速度、循环寿命、效率等方面均有明显优势。目前电池储能系统中的核心技术难点是单体电池的差异性与固定串并联的成组方式之间的不匹配所带来的电池系统“短板效应”，其表征是系统循环寿命通常是单体循环寿命的  1/3 左右及系统的效率、安全性和可靠性等问题。

Nova Greentech  率先将“数字化”、“尽力而为”和“分组交换”等互联网核心理念引入到电池系统领域，创造性地提出了“动态可重构电池网络”的思想和技术实现路径，颠覆了电池发明 300  多年来固定串并联的物理成组方式，从根本上解决电池系统“短板效应”。通过先进电力电子技术与超大规模集成电路技术在时空两维上的同频融合，彻底屏蔽了单体电池在物理和化学上的差异性，以与传统主动均衡  BMS 相当的单位成本实现了电池系统循环寿命三倍以上的提升，打通了电池行业的产业链和价值链。基于动态可重构电池网络技术，Nova Greentech  开发的软件定义电池能量管控系统可以把不同规格、不同电化学特性的电池模块集成为一个复合型电池储能系统，解决了目前没有一种“完美”的电化学体系可以满足所有电池储能场景的技术难题，极大降低了储能系统单位成本。

项目优势

不同于传统电池系统中数字信息流(电池管理系统BMS)简单叠加在模拟能量流(固定串并联的电池组)上的系统架构，Nova Greentech  独有的电池管控技术(BCS)实现了能量流与信息流的数字化同频处理，从而使电池成为一种可计量可共享的新型互联网资源，有力支撑了“互联网+智慧能源”的各种储能应用模式。目前基于  BCS技术的储能系统已经应用于多个重要领域，包括数据中心、通信基站和机房、电动汽车、梯次利用电力储能等，其大规模推广具有巨大的社会和经济价值。