液流电池储能电站降低土建造价的几点分析

　　摘 要：文章通过分析液流电池储能电站建设中土建成本构成，列举出液流电池储能电站的土建造价可合理降低的几方面，为储能电站节约总体建设成本起到一定的借鉴作用。

　　关键词：电池储能;储能容量;降低造价

　　1 概述

　　近年来，电池储能技术有了重大进展。电池储能主要包括铅酸电池、钠硫电池、锂离子电池和液流电池等，相比于物理储能具备系统简单、安装便捷、运行方式灵活等优点，建设规模可以达到百千瓦～百兆瓦。即适用于电力系统分散式储能，也适合于构建大规模电化学储能电站，参与电力系统调峰调频，是目前国内外电力系统储能行业发展的焦点。

　　其中，液流电池是通过可溶性电对在惰性电极上发生电化学反应而完成能量存储与释放的一类电池。与其他电池不同的是，其电解质(可溶性电对)是分别存放在2个不同的容器中，通过泵的驱动实现循环流动。由于其结构特点，液流电池的功率和容量相互独立，可以根据需求分别调整系统的容量和功率的大小。此外，液态流动电解质使得液流电池响应时间极短。

　　目前比较成熟的液流电池技术包括全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池和多硫化物/溴液流电池。其中，全钒液流电池体系由澳大利亚新南威尔士大学于20世纪80年代提出，至今一直是世界各国研究的热点，并且占据了大部分液流电池市场。目前，已经有兆瓦/兆瓦时级和超过兆瓦级的全钒液流电池组投入运营。

　　本文所分析的电池储能电站以全钒液流电池作为储能调峰电站的储能介质。首先，全钒液流电池相较于铅酸电池，钠硫电池，锂电池等其它类型储能系统，虽然安全性较高、生命周期性价比好，对环境相对友好，但是钒液罐重量大，体积较大，对于土建结构要求较高，也导致了全钒液流电池储能电站相较于其它类型储能电站占地面积广，主要建筑规模大，使得土建造价在总工程中占比高。其次，电池储能电站相较于其它工程建筑，有其独特的行业特殊性，造价控制管理也较为复杂。所以如何有效控制电池储能电站建设成本，对我国储能行业的发展有着积极的意义。

　　本文就合理降低全钒液流电池储能调峰电站土建造价的几点因素进行剖析，为储能行业降低工程总造价提供参考。

　　2 液流电池储能电站土建造价的构成

　　(1)主要生产工程：储能车间、生产行政综合楼、控制室、实验室，热网管道建筑，酸液事故储存池等。

　　(2)与站址有关的单项工程：交通运输工程，地基处理，厂区、施工区土石方工程，临时工程等。

　　(3)其它费用：建设场地征用及清理费，项目建设管理费，项目建设技术服务费，生产准备费。

　　3 液流电池储能电站土建造价可合理降低的几方面

　　业主方通过全程参与设计方案的比选和评价，在满足设计要求和安全性及可靠度要求的前提下，追求工程全寿命周期的造价最低。通过有效的提高资源使用效率、优化配置资源，提高社会效益和经济效益。全站区生产建筑及辅助建筑尽量采用联合建筑的设计方式，通过建筑设计优化，紧凑布置，减少建筑外墙和屋面工程，节约占地，减少能源及原材料消耗。

　　3.1 主要生产工程以节约用地为原则

　　降低工程造价第一步，从节约宝贵的土地资源开始。在不违背工艺流程，保障电站安全运行的前提下，全钒液流电池储能站可采取以下节约用地的措施：

　　(1)各建筑物、构筑物之间的距离在条件允许下均按《火力发电站设计技术规程》规定的最小距离建设。

　　(2)建筑物集中布置，尽量合并，减少主要生产工程用地面积。

　　建筑物在满足工艺布置的基础上，通过建筑设计优化，紧凑布置，控制层高，尽量减小建筑物的体型系数。如将储能车间与生产行政综合楼合并设置，可使建筑总体积大幅降低，一楼多能。以建设规模为200MWh的全钒液流电池储能电站为例，储能车间与生产行政综合楼合并后，对控制室、实验室进行优化调整，储能车间采用单车间200MW综合式布置形式，除变压器事故油坑，所有厂区相关建构筑物都整合到储能车间内。变压器及GIS位于储能车间一角。变压器事故油坑考虑布置在绿化带地下。可节约建筑土建面积近20%。

　　(3)采用联合建筑使建筑物向空中发展，如在屋顶设置设备平台、隔声屏等。将箱式变压器置于储能车间顶部、将配电装置与变压器上下布置成电气综合楼等。

　　通过采取如上的节地措施，使站区用地大大减少，相应的站区道路面积、站区各种工艺管线长度、站区围墙长度等均减少，从而初步降低土建造价。

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