中國儲能網(wǎng)訊：儲能技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)供電波動調(diào)節(jié)以及作為應(yīng)急能源使用，在有效解決可再生能源發(fā)電所存在的間歇性、波動性、隨機(jī)性等問題的基礎(chǔ)上，能夠為電網(wǎng)提供快速響應(yīng)容量，緩解棄風(fēng)棄光問題，成為大量可再生清潔能源接入電網(wǎng)最可行的解決方案之一。在新能源分布式發(fā)電技術(shù)不斷發(fā)展和新能源汽車的廣袤前景下，儲能產(chǎn)業(yè)也將迎來發(fā)展高峰，其中全釩液流電池與鋰電池混合儲能具有相當(dāng)優(yōu)勢優(yōu)勢，發(fā)展迅速。
一、目前主要儲能方式
目前，主要的儲能方式可以分為機(jī)械儲能（抽水儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能）、電磁儲能（電容器儲能、超導(dǎo)儲能）和電化學(xué)儲能（鋰電池儲能、液流電池儲能）。抽水儲能和壓縮空氣儲能具有容量大、成本低的特點，但其特殊安裝環(huán)境限制了其在城市中的布局；飛輪儲能具有高功率密度，但能量密度低、噪聲大；電容器儲能和超導(dǎo)儲能響應(yīng)速度快，但容量密度低、成本高，限制了其發(fā)展。
而電化學(xué)儲能借助化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化通過電池的充放電進(jìn)行能量長時間存儲，并且可以根據(jù)用電需求進(jìn)行儲電容量配置。目前，電化學(xué)儲能在能量容量和壽命上均有一定優(yōu)勢，并且技術(shù)成熟，設(shè)備體積小、不受地域條件限制、安裝方便，無疑是未來配備快速充電站的儲能系統(tǒng)的能量型儲能首選。下表展示了不同儲能方式的主要性能與成本對比[1]。
表1 不同儲能方式的主要性能對比[1]
表2 不同儲能方式的成本對比[1]
二、全釩液流電池與鋰電池儲能及混合儲能優(yōu)勢
蓄電池儲能技術(shù)中鋰電池儲能由于其優(yōu)異的比容量、高比功率、污染小、長循環(huán)壽命以及自放電小的特點，是當(dāng)前電動汽車儲能系統(tǒng)的最佳選擇，但其在大倍率以及頻繁充放電會造成電池不可逆的容量衰減，從而導(dǎo)致電池的加速老化，這是鋰電池目前正在研究克服的挑戰(zhàn)與難關(guān)。而全釩液流電池（VRB）的突出特點為功率大、容量大、壽命長、安全性高以及具有穩(wěn)定的充放電性能，其儲能效率可最高達(dá)90%，并且可以與分布式電源配合，實現(xiàn)不連續(xù)能源發(fā)電的電能存儲。與常規(guī)蓄電池儲能不同，液流電池活性物質(zhì)分布在不同儲液罐中，因此可以突破常規(guī)電池容量限制，使其具有大規(guī)模接入電力系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢。
國際研究機(jī)構(gòu)Navigant對混合系統(tǒng)定義是：結(jié)合兩種及以上的互補操作特性的儲能技術(shù)的穩(wěn)定儲能系統(tǒng)。而在在全釩液流電池和鋰電池中，兩種儲能技術(shù)具有的各自優(yōu)勢，即鋰電池的高比功率，全釩液流電池的高容量，再結(jié)合成本、技術(shù)成熟度、效率以及壽命等因素，全釩液流電池與鋰電池混合儲能綜合來說可以較好地滿足電力系統(tǒng)對儲能系統(tǒng)的要求，使得儲能系統(tǒng)同時具有高電力和高能效的特點。當(dāng)然，也有不少研究嘗試將蓄電池儲能和超級電容器儲能進(jìn)行結(jié)合的混合儲能方式，目前也進(jìn)入了示范站建設(shè)初期階段，在未來也有非常大的發(fā)展空間。不同蓄電池儲能技術(shù)比較如下表所示[2]。
表3 不同蓄電池儲能技術(shù)比較[2]
三、全釩液流電池和鋰電池混合儲能站
目前，全釩液流電池和鋰電池混合儲能站的建設(shè)已取得較大進(jìn)展，目前處于示范站建設(shè)階段。2021年12月，國內(nèi)的國家電投海陽儲能示范項目電站并網(wǎng)試運行，項目占地46畝，總投資約4.4億元，設(shè)計總?cè)萘?01兆瓦/202兆瓦時，其中磷酸鐵鋰電池儲能100MW/200MWh，全釩液流電池儲能1MW/2MWh。同期，山西省發(fā)改委也對首批“新能源+儲能”試點示范項目進(jìn)行了公示，其中“磷酸鐵鋰+全釩液流電池”的混合儲能站建設(shè)項目有3項，約占全部項目的1/5。
國家電投海陽儲能示范項目電站
國外方面，英國牛津超級能源樞紐項目（ESO）于2021年12月進(jìn)入帶電調(diào)試階段。ESO將50MW/50MWh的鋰離子電池系統(tǒng)和2MW/5MWh全釩液流電池系統(tǒng)結(jié)合，是迄今為止最大的全釩液流電池和鋰電池混合儲能站，并且將于不久在英國市場開始交易。
英國牛津超級能源樞紐項目（ESO）
