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“雙碳”背景下，與清潔能源匹配的儲(chǔ)能行業(yè)正迎來(lái)快速發(fā)展。其中，釩電池以其自身安全、環(huán)保、規(guī)模大、壽命長(zhǎng)等特性，正成為電化學(xué)儲(chǔ)能的重要組成部分。尤其在調(diào)峰電源系統(tǒng)、大規(guī)模風(fēng)光電系統(tǒng)儲(chǔ)能、應(yīng)急電源系統(tǒng)等領(lǐng)域，釩電池具有廣闊的應(yīng)用前景。以下，enjoy：

釩電池：安全可控的“儲(chǔ)能新貴”

6月29日，國(guó)家能源局發(fā)布了《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求（2022年版）（征求意見(jiàn)稿）》，明確中大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站不得選用三元鋰電池、鈉硫電池，不宜選用梯次利用動(dòng)力電池。

目前，磷酸鐵鋰電池占到我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)量的90%以上，但鋰電池的安全問(wèn)題正日益凸顯。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2011年至2021年的10年間，全球至少發(fā)生34起儲(chǔ)能電站起火爆炸事故。其中的32起事故均與鋰電池相關(guān)，26例為采用三元鋰離子的儲(chǔ)能電池，2例為磷酸鐵鋰電池，4例為未透露細(xì)節(jié)的鋰電池。此外，鈉硫電池和鉛酸電池引發(fā)的事故各一例。

在此背景下，全釩液流電池有望率先成為我國(guó)新型電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的“后備軍”。釩電池是一種基于金屬釩元素的氧化還原可再生燃料電池，其在安全性、轉(zhuǎn)換率、使用壽命及資源儲(chǔ)備方面均具有相對(duì)明顯的優(yōu)勢(shì)：

● 安全性：由于釩電池的電解質(zhì)離子存在于水溶液中，不會(huì)因過(guò)熱失控而導(dǎo)致燃燒或爆炸；

● 轉(zhuǎn)換率：釩電池充放電能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)75%以上，遠(yuǎn)高于鉛酸電池的45%；

● 使用壽命：釩電池循環(huán)使用次數(shù)可達(dá)5000次至1萬(wàn)次，是鋰電池的10倍以上；

● 資源儲(chǔ)備：我國(guó)是釩資源大國(guó)，截至2021年底，釩礦儲(chǔ)量約為950萬(wàn)噸，占世界釩資源儲(chǔ)量的39%，儲(chǔ)量居世界首位，資源可完全自給。

妨礙大規(guī)模商用的三大難題

據(jù)介紹，作為國(guó)家能源局批準(zhǔn)建設(shè)的首個(gè)國(guó)家級(jí)大型化學(xué)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站正在進(jìn)行最后的電池單體調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試階段，即將在本月正式投入商業(yè)運(yùn)行。該儲(chǔ)能電站采用國(guó)內(nèi)自主研發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)，儲(chǔ)能電站投運(yùn)后，一期投入的716個(gè)灰白色電解液儲(chǔ)罐將可儲(chǔ)存400兆瓦時(shí)電量，即40萬(wàn)度電。

大連液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站開(kāi)啟了釩電池儲(chǔ)能的商業(yè)化之路。但看似完美的全釩液流電池儲(chǔ)能方案，為何一直未能在國(guó)內(nèi)獲得大規(guī)模商用？究其原因，一是成本高，二是能量低，三是技術(shù)難。

在成本方面，釩電池的初裝成本是鋰電池的2-3倍、鉛酸電池的3-5倍。其原因在于目前產(chǎn)業(yè)鏈上中下游還不夠完善，缺少規(guī)?；a(chǎn)。如果國(guó)家正確引導(dǎo)，全釩液流的技術(shù)路線經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能驗(yàn)證之后，未來(lái)可鼓勵(lì)企業(yè)新增釩產(chǎn)能，保障合理利潤(rùn)，引導(dǎo)行業(yè)走向健康發(fā)展。

在能量密度方面，釩電池能量密度低，且體積大不易搬運(yùn)。儲(chǔ)存同樣多的能量，釩電池所占體積是鋰電池的3-5倍，質(zhì)量也差不多是鋰電池的3倍。又大又重的釩電池自然很難像鋰電池般廣泛適用，無(wú)論是用在手機(jī)還是新能源車，釩電池都不討喜。


在技術(shù)方面，釩電池由一個(gè)電堆、兩個(gè)儲(chǔ)能罐以及配套的泵和管路組成。電解液一般存放于儲(chǔ)能罐中，充放電時(shí)才通過(guò)泵和管路進(jìn)入電堆進(jìn)行反應(yīng)?？梢哉f(shuō)，電堆中隔膜的層數(shù)和電壓直接成正比。因此，隔膜不僅要有很高的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，還要有較好的離子選擇透性。然而，國(guó)內(nèi)質(zhì)子交換膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后，尚處于起步階段，面臨技術(shù)、市場(chǎng)、人才、資金等多重壁壘，從而使得國(guó)內(nèi)質(zhì)子交換膜市場(chǎng)長(zhǎng)期被國(guó)外廠家壟斷。

隨著政策的引導(dǎo)及技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)企業(yè)也開(kāi)始在相關(guān)領(lǐng)域取得突破。例如聯(lián)泓集團(tuán)戰(zhàn)略投資企業(yè)蘇州科潤(rùn)新材料股份有限公司成功解決了我國(guó)釩液流儲(chǔ)能電池領(lǐng)域“卡脖子”的核心膜材料難題，實(shí)現(xiàn)了全氟磺酸質(zhì)子膜的國(guó)產(chǎn)自主化，成為國(guó)內(nèi)目前唯一一家能夠大批量生產(chǎn)供應(yīng)釩液流電池用全氟質(zhì)子交換膜的企業(yè)。

科潤(rùn)新材料及其子公司憑借全氟離子膜與質(zhì)子交換膜研發(fā)制造經(jīng)驗(yàn)，已獲得國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、江蘇省民營(yíng)科技企業(yè)、江蘇省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品等一系列榮譽(yù)，并承擔(dān)了科技部中小企業(yè)創(chuàng)新基金、江蘇省重大科技成果轉(zhuǎn)化等一系列省級(jí)以上政府重大課題與項(xiàng)目。

政策支持，釩電池前景可期

2022年，釩電池迎來(lái)了政策的春天。3月21日，國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局發(fā)布《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》，百兆瓦級(jí)液流電池技術(shù)被納入“十四五”新型儲(chǔ)能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點(diǎn)方向之一。

此前，國(guó)家也對(duì)釩電池等新型儲(chǔ)能技術(shù)做出了長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局出臺(tái)的《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》提出，堅(jiān)持儲(chǔ)能技術(shù)多元化目標(biāo)：液流電池等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展初期；到2025年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變，裝機(jī)規(guī)模達(dá)30GW以上；到2030年，實(shí)現(xiàn)新型儲(chǔ)能全面市場(chǎng)化發(fā)展。

根據(jù)高工產(chǎn)研新能源研究所(GGII)預(yù)測(cè)，2025年釩電池國(guó)內(nèi)裝機(jī)量有望突破1GW。另有研究機(jī)構(gòu)EVTank預(yù)計(jì)，2025年釩電池新增規(guī)模將達(dá)到2.3GW，2030新增量將達(dá)到4.5GW。屆時(shí)釩電池儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到24GW，當(dāng)年新增市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到405億元。

原標(biāo)題 ：儲(chǔ)能新貴釩電池