釩電池，全名：全釩氧化還原液流電池（Vanadium Redox Battery，縮寫為VRB），是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。釩電池是一種蓄電池，利用釩離子在不同氧化態(tài)下的不同化學(xué)勢能保存能量，具有充放電效率高、容量可以隨著貯液罐的增加而提高、電解液可以循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。
目前制約全釩液流電池大規(guī)模應(yīng)用的根本原因是全釩液流電池的造價遠(yuǎn)高于鉛炭、鋰電等電化學(xué)儲能技術(shù)。其主要原因是離子交換膜、電解液等材料成本較高。目前離子交換膜很大程度依賴進(jìn)口，價格約為5000元/平方米，國產(chǎn)價格也高達(dá)1000元/平方米。同時釩電池體積密度低，電解液使用量很大，導(dǎo)致同規(guī)模下電池總成本較高。目前液流電池產(chǎn)業(yè)鏈尚未完善。
釩電池體積大，不易搬運(yùn)，但壽命長，可長達(dá)20年；電解液可循環(huán)使用；電池容量可擴(kuò)充性強(qiáng)（可以通過增加電解液儲存器體積增加容量），可用于建造千瓦級到百兆瓦級儲能電站；不易燃燒，安全性好；可實(shí)現(xiàn)100%放電，而不損害電池，十分適合作為儲能電池，尤其是在光伏、風(fēng)電領(lǐng)域及未來獨(dú)立的儲能電站應(yīng)用場景。
由于全釩液流電池的壽命長，充放電次數(shù)多，釩電池全生命周期成本較低，釩電池成本優(yōu)勢明顯。下面以襄陽500MWh全釩液流電池儲能項(xiàng)目與福建省莆田市500MWh鋰電池儲能項(xiàng)目作為對比，不考慮電解液的回收，全釩液流電池全生命周期成本在0.72元/kwh，而鋰電池全生命周期成本在0.8元/kwh;若考慮電解液的回收，假設(shè)電解液成本占比41%且能夠80%回收，則釩電池的全生命周期成本為0.48元。隨著釩電池技術(shù)的進(jìn)步及規(guī)?；a(chǎn)，我們認(rèn)為釩電池電堆成本將持續(xù)下降，未來釩電池將會成本儲能的最佳選擇，推動儲能達(dá)到經(jīng)濟(jì)性。
電堆成本的下降已逐步展開。釩電池的成本主要來自于電堆和電解液，以10kW/40kWh釩電池儲能系統(tǒng)為例，假設(shè)釩電池儲能系統(tǒng)綜合成本為4500元/KWh，釩電解液成本占總成本的41%(1845元/kwh)，電堆成本占比37%(1665元/kwh)，其余為建安等成本。釩電解液主要成本為五氧化二釩，電解液成本主要受到釩價的影響，而電堆的成本主要來自于隔膜等材料。目前，電堆成本的下降已經(jīng)逐步展開：大連化物所通過開發(fā)可焊接多孔離子傳導(dǎo)膜，使得電堆膜材料的使用面積下降30%、電堆的總成本下降40%，假設(shè)電解液的成本不變，目前釩電池成本下沿已下降至2844元/kwh?？赡茴A(yù)見，隨著技術(shù)的進(jìn)步，釩電池電堆成本仍將持續(xù)下降。
電解液成本下降或通過商業(yè)模式創(chuàng)新展開。釩電池電解液的主要由五氧化二釩和硫酸組成，而釩作為相對稀缺的金屬，價格較高，釩電池電解液降成本的難度較大。但由于釩電解液的回收利用率較高，因此通過租賃、或者到期出售電解液的模式新建釩電池儲能可以有效解決電解液成本較高的問題。我們假設(shè)釩電池電解液回收率達(dá)到90%，則全生命周期看，釩電池電解液成本僅為初期投入成本的10%，釩電池建設(shè)成本將大幅降低。
儲能是新型電力系統(tǒng)重要的支撐，大規(guī)模接入電網(wǎng)之后，安全或是儲能的底線。市場一般認(rèn)為釩電池因?yàn)槌杀酒?，難以成為大規(guī)模儲能的選擇。從另一個角度思考，在當(dāng)前環(huán)境下，儲能產(chǎn)業(yè)仍處在技術(shù)之爭的階段，除抽水儲能外，各電化學(xué)儲能方式仍有博弈的機(jī)會。從儲能最終客戶角度來看，作為新能源配套的供電側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施，儲能設(shè)施的底線是安全。參考我國核電項(xiàng)目批復(fù)的節(jié)奏，一旦能源設(shè)施的安全性出現(xiàn)疑問，相應(yīng)的建設(shè)進(jìn)度將大幅放緩。鋰電池雖然在當(dāng)下具有一定成本優(yōu)勢，但不論是三元還是鐵鋰結(jié)構(gòu)均反復(fù)出現(xiàn)安全性事故。8月24日，國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)《電化學(xué)儲能電站安全管理暫行辦法(征求意見稿)》，國家主席對儲能電站的安全管理做出重要指示：要進(jìn)一步加強(qiáng)對電化學(xué)儲能電站的安全管理，將安全作為電化學(xué)儲能的核心要求。而釩電池由于其物化性質(zhì)，安全性全面占優(yōu)，且其成本能夠隨著規(guī)?；a(chǎn)和技術(shù)進(jìn)步而逐漸下降。
從全生命周期的成本與安全這兩個角度分析，全釩液流電池電站未來大規(guī)模應(yīng)用于電力系統(tǒng)的可能性是可期的。
