镁材料：可再生能源储能“潜力股”

  在日前举行的2023世界钾盐钾肥大会暨格尔木盐湖论坛——镁化合物和金属镁产业论坛上，与会专家提出，镁产业发展“遇到了千载难逢的机会”，随着有关技术不断成熟，未来将在可再生能源储能领域大放异彩，推动社会走向清洁化。

  “缺乏低成本、安全可靠的储能技术已成为能源转型和消纳低谷电的最大瓶颈，严重制约了我国能源结构调整。”中国工程院院士潘复生指出，可再生能源是不稳定能源，存在严重的弃风、弃光、弃水现象。2016~2021年间，我国弃风、弃光电量共计2020亿千瓦时，相当于两个三峡水电站的发电量。

  潘复生进一步解释说，以锂离子电池为代表的电化学储能，虽然在电动交通工具、电子产品等方面获得广泛应用，但储能风险极大，难以应用于中大型电化学储能电站，且存在资源短缺、安全性能较差、环境污染严重等问题。抽水蓄能则因地理条件限制多、建设周期长和投资成本高等因素，无法有效推广应用。发展新一代储能技术已迫在眉睫。

  “与锂相比，镁电池具有量轻、安全性高、能量密度高、耐热性能好的优势，是当下镁质新材料研发的重要方向。”中国无机盐工业协会镁化合物分会会长孙文说，我国镁矿资源非常丰富，占世界镁矿资源总量的70%以上，可以说是“取之不尽，用之不竭”。

  据介绍，镁电池体积理论能量密度是锂电池的1.5倍以上。潘复生表示，一旦突破镁阳极使用效率、高活性低成本催化剂、空气电极结构优化、电解液稳定性和高效性等方面的技术关卡，镁电池的能量密度有望超过1000瓦时/千克。

  “欧美日等地区、国家目前都已制定了镁电池相关研发计划，甚至将之称为‘电池领域的颠覆者’。”潘复生说，镁电池未来将应用于光伏、风力发电场储能，电动汽车等动力电池和电子设备电池等领域，是新一代储能材料的代表。

  此外，镁基材料也是理想的储氢材料。潘复生认为，相比目前常用的储氢方法如高压、液态储氢等，镁储氢材料具有成本竞争力强、安全性能高、能量储存密度高的优势。镁储氢材料实现产业化后，将有效解决弃风、弃光现象，助力光伏产业、风电产业大规模发展，还将促进燃料电池汽车的快速发展。“在氢能发展战略和‘双碳’战略的指引下，镁储氢材料产业需求有望超过万亿元。”潘复生说。

  “眼下青海盐湖电解法制镁技术正在蓬勃发展，将进一步推动镁在能源结构调整方面发挥作用。”孙文指出，青海具有丰富的水电资源，为镁工业提供了强大动力和清洁能源，生产每千克镁的二氧化碳排放量可低于6.5千克。而格尔木地区又是中国目前最大的光伏产业试验基地，镁产业与蓬勃发展的光伏产业对接，将产生巨大的环保效应和可观的经济效益。