中國儲能網(wǎng)訊：近日，《全釩液流電池用電解液技術(shù)條件》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進入定稿階段。全釩液流儲能電池目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)作為行業(yè)指導(dǎo)，該技術(shù)條件是產(chǎn)品的綱領(lǐng)性文件，將填補國內(nèi)全釩電解液標(biāo)準(zhǔn)的空白。
釩電池是新型儲能和高效轉(zhuǎn)化裝置
釩電池全稱為全釩氧化還原液流電池，是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池,其研究始于20世紀(jì)80年代的澳大利亞新南威爾士大學(xué)。釩電池儲能系統(tǒng)包括三大部分，電池系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
釩電池不是普通的電池，而是能夠?qū)⒋笮惋L(fēng)力或太陽能等發(fā)電廠的電力儲藏起來的大型儲能電池，也可以形象地稱為“電力銀行”。
業(yè)內(nèi)專家表示，全釩液流電池是一種新型儲能和高效轉(zhuǎn)化裝置,將不同價態(tài)的釩離子溶液分別作為正極和負(fù)極的活性物質(zhì),分別儲存在各自的電解液儲罐中，采用離子交換膜作為電池組的隔膜,電解質(zhì)溶液平行流過電極表面并發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，通過雙電極板收集和傳導(dǎo)電流,使存儲在溶液中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
由攀鋼集團和無錫尚德共同建設(shè)的我國西部首個光伏發(fā)電——釩電池蓄電示范工程竣工投用，標(biāo)志著釩電池產(chǎn)業(yè)化進入新的發(fā)展階段。
與其它蓄能電池相比，釩電池使用壽命長、規(guī)模大、安全可靠。此外，釩電池系統(tǒng)可以進行大功率的充電和放電，也可以允許浮充和深度放電。其安全性遠遠高于傳統(tǒng)儲能電池，不易發(fā)生短路，避免因短路而引起爆炸等安全問題。
業(yè)內(nèi)專家表示，釩電池是一種綠色環(huán)保儲能技術(shù)。對于可再生能源發(fā)電，釩電池是鉛酸電池理想的替代品。
釩電池產(chǎn)業(yè)目前處于發(fā)展啟動階段
釩電池的推廣應(yīng)用符合政府所提倡的節(jié)能減排戰(zhàn)略。但我國釩電池產(chǎn)業(yè)目前仍處于初步發(fā)展階段，在實現(xiàn)商業(yè)化的過程中存在諸多投資機會。
按照我國《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和近年來電池行業(yè)數(shù)據(jù)的測算，釩電池所應(yīng)用的風(fēng)電儲能設(shè)備和城市調(diào)峰儲能設(shè)備市場規(guī)模將在16000億元左右，國家經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢給釩電池產(chǎn)業(yè)帶來了歷史性機遇。
資料顯示，我國釩儲量占全球釩儲量的35%，居全球第一位;我國釩產(chǎn)量占到全球產(chǎn)量的48%，2010年我國釩產(chǎn)量達到6.15萬噸，優(yōu)越的資源優(yōu)勢為我國發(fā)展釩電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了得天獨厚的條件。
同時，釩資源利用思路對于改變目前鋼鐵企業(yè)全行業(yè)虧損具有革命性的作用。未來對釩鈦與金屬伴生礦的冶煉，將從以鋼鐵產(chǎn)品為主，逐漸過渡到鋼鐵與釩鈦產(chǎn)品并重，甚至不排除最終釩鈦成為主產(chǎn)品、鋼鐵成為副產(chǎn)品的可能。
業(yè)內(nèi)專家介紹，釩電池將引導(dǎo)世界純電動汽車的電池潮流。我國已將釩電池列入國家“863計劃”備選項目，釩電池具有壽命長、可重復(fù)放電、可靠性高的特點，完全能滿足建設(shè)智能電網(wǎng)的需求。
發(fā)達國家用于電站調(diào)峰和風(fēng)力儲能的釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。在日本，大功率的釩電池儲能系統(tǒng)已投入使用，并全力推進其商業(yè)化進程。但在我國，釩電池產(chǎn)業(yè)還處于起步階段。
迎合趨勢的釩電池將成儲能首選技術(shù)
風(fēng)能等可再生能源具有不連續(xù)、不穩(wěn)定的非穩(wěn)態(tài)特性，大規(guī)模并網(wǎng)后對電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻及電能質(zhì)量均會帶來不利影響。隨著風(fēng)電裝機容量占電網(wǎng)電力比例的提高，棄風(fēng)限電現(xiàn)象頻頻出現(xiàn)。有專家指出，如何提高電網(wǎng)對于可再生能源的接納能力，減少棄風(fēng)并提高可再生能源利用效率成為今后我國需要解決的重大問題。
與其它儲能技術(shù)相比，全釩液流電池儲能技術(shù)因其使用壽命長、規(guī)模大、安全可靠等突出優(yōu)勢，成為規(guī)模儲能的首選技術(shù)之一。2012年，美國制定的儲能技術(shù)發(fā)展規(guī)劃已經(jīng)將全釩液流電池列在首位。
大規(guī)模儲能電池有三個基本要求：高安全性、生命周期性價比高及環(huán)境友好。作為當(dāng)前儲能的首選技術(shù)之一，全釩液流電池儲能系統(tǒng)安全性高，在常溫常壓下運行時，電池系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量能夠通過電解質(zhì)溶液有效排出，再通過熱交換排至系統(tǒng)之外;而且電解質(zhì)溶液為不燃燒、不爆炸的水溶液，系統(tǒng)運行安全性高。
正因為全釩液流電池儲能系統(tǒng)擁有諸多優(yōu)勢，有業(yè)內(nèi)分析人士表示，全釩液流電池技術(shù)未來在儲能行業(yè)具備無可估量的發(fā)展?jié)摿?，甚至有可能將改變未來的能源格局?
川威集團董事長王勁表示，未來作為清潔能源，釩應(yīng)該是非常好的選擇。與鋰電池相比，釩電池不老化，可以反復(fù)循環(huán)使用，再加上它對室外條件的要求更加寬泛，低溫或者高溫的情況下，不會燃燒。
業(yè)內(nèi)專家分析，國內(nèi)釩電池技術(shù)還沒有實現(xiàn)全方位的突破，釩電池發(fā)展需要全力推進，培植需要過程。
國內(nèi)釩電池生產(chǎn)企業(yè)開展商業(yè)化布局
在釩電池還未進入大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用階段前，擁有釩資源較多的上游原材料公司率先受益，釩資源儲量較多的公司有攀鋼釩鈦、明星電力、西寧特鋼、天興儀表等。
目前，攀鋼與普能集團(兼并了全球最大的釩電池公司——加拿大VRB公司)、萬里通公司研發(fā)出了千瓦級的釩電池產(chǎn)品已經(jīng)批量生產(chǎn)，兆瓦級的釩電池產(chǎn)品處于商業(yè)化示范階段。
明星電力釩金屬儲量高達297萬噸，號稱釩金屬儲量世界第二，亞洲第一;西寧特鋼持有博倫礦業(yè)70%股權(quán)。威斯特礦業(yè)勘查公司以持有的釩礦探礦權(quán)作價入股博倫礦業(yè)，該釩礦位于肅北蒙古族自治縣七角井礦區(qū)，已探明釩礦石資源量2523萬噸，五氧化二釩資源量19.93萬噸;天興儀表持有鑫地隆礦業(yè)公司70%股權(quán)，公司取得耀嶺河釩礦采礦許可證，該礦釩礦石量1942.39萬噸，V2O5資源量19.93萬噸, V2O5平均品位0.99%。
針對國內(nèi)在釩電池領(lǐng)域的萌芽狀況，中策資本集團憑借在礦產(chǎn)能源領(lǐng)域的廣泛投資，在徐州、南陽等地建立了釩電池原材料生產(chǎn)基地，并在國內(nèi)最大的風(fēng)力發(fā)電基地玉門建立了風(fēng)、光、電儲一體化的國家級示范基地。該集團引進了日本、韓國釩電池新技術(shù)，再進行吸收、消化和創(chuàng)新，組建了中日韓工程技術(shù)聯(lián)合研發(fā)中心，在多個國家申請專利。
釩電池關(guān)鍵領(lǐng)域研究獲突破
釩原料的純度對釩電解液和電池的性能影響很大,因此往往采用高純度的釩原料,增加了全釩液流電池的成本。如何使用價格低廉的釩原料獲得高性能的釩電解液，將是全釩液流電池電解液研究的方向。
中科院大連化物所、工程物理研究院電子工程研究所等科研機構(gòu)推進釩電池技術(shù)研發(fā)，多項關(guān)鍵技術(shù)已擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。近期，中科院大連化物所研究員張華民、李先鋒帶領(lǐng)團隊，在液流電池非氟多孔離子傳導(dǎo)膜研究方面取得新進展。研究將交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)引入非氟多孔離子傳導(dǎo)膜孔結(jié)構(gòu)中，大幅度提高了非氟多孔離子傳導(dǎo)膜在液流電池運行環(huán)境下的選擇性和穩(wěn)定性，開發(fā)的膜材料在液流電池環(huán)境下可連續(xù)運行超過6000次循環(huán)，性能穩(wěn)定。
然而，有專家表示，釩電池也有不少弱點。由于受四種價態(tài)釩化合物溶解度的影響，能量密度低是全釩液流電池的最大弱點。釩電池正極液中的五價釩在靜置或溫度高于45攝氏度的情況下易析出五氧化二釩沉淀,而電堆在長時間運行過程中電解液溫度很容易超過45攝氏度。其次,石墨極板要被正極液刻蝕,如果用戶操作不當(dāng)，一次充電就能讓石墨板完全刻蝕，電堆只能報廢。正常使用情況下,每隔兩個月就要由專業(yè)人士進行維護,高頻次的維護費錢費力。
