一、釩液流儲能電池與其他化學儲能電池相比最適合中國發(fā)展
現(xiàn)有的化學儲能電池中，鈉硫電池對充放電有特殊控制要求，需要增加2-3倍的冗余，運行溫度高達300℃，金屬鈉一旦與空氣接觸容易燃燒爆炸、制造成本也相對高;鋰電池的電容量有限，金屬鋰與空氣接觸也存在燃燒、爆炸的不安全性，而且在儲電容量方面由于散熱、安全等因素而受到限制，僅適用電網(wǎng)調(diào)頻;在充放次數(shù)上鈉硫電池、鋰電池都有固定的上限，最多數(shù)千次;而目前最常用的鉛酸電池主要應(yīng)用在小型備用電源領(lǐng)域，而且在壽命、環(huán)保方面有較嚴重的問題，2011年我國3000多家鉛酸電池生產(chǎn)企業(yè)有90%以上對環(huán)境造成了不同程度的鉛污染，需要關(guān)?；蛘?釩電池充放電次數(shù)可超過10萬次，使用壽命達到10年以上，釩電池可以幾乎無限制地多次充放電，且不造成儲能材料性能的衰減，釩電池可支持頻繁大電流充放電，每天可實現(xiàn)充放電數(shù)百次，因此電池容量、持續(xù)時間、安全環(huán)保性、循環(huán)壽命等表現(xiàn)最佳的還是釩電池。
目前關(guān)于釩電池，政府層面與產(chǎn)業(yè)界以及學術(shù)界都有共識，認為釩電池最適合中國發(fā)展。首先中國釩礦資源豐富，擁有核心技術(shù)，通過自主創(chuàng)新，目前中國多家公司已掌握了世界的釩電池關(guān)鍵技術(shù)，相比其他儲能電池，釩電池有著容量大、效率高、壽命長、響應(yīng)速度快、可瞬間充電、安全性高、成本低等眾多優(yōu)點。
我國近年在中大型釩液流儲能電池技術(shù)上進步迅速，已有多家國內(nèi)企業(yè)包括北京普能、北京金能、大連融科、上海神力科技等生產(chǎn)的多種型號的液流儲能電池產(chǎn)品進入市場示范運行，而且上海神力科技有限公司采用國產(chǎn)非氟高分子聚合物自主研發(fā)的釩電池離子交換膜，從材料到加工工藝都與杜邦的離子交換膜不同，具有以下優(yōu)勢：一是規(guī)?；a(chǎn)成本可大幅度降低，為Nafion膜的50%;二是化學穩(wěn)定性好，使用壽命長;三是阻釩離子滲透性能好;四是機械強度好;五是耐腐蝕能力強。
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)測算，釩電池所應(yīng)用的風電儲能設(shè)備和城市調(diào)峰儲能設(shè)備市場規(guī)模將在11000億元左右。因此，國家經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢又給釩電池產(chǎn)業(yè)帶來了歷史性機遇。
二、中大型釩液流儲能電池是構(gòu)建新能源、智能電網(wǎng)、電動汽車發(fā)展體系不可或缺的環(huán)節(jié)
中大型的釩液流儲能系統(tǒng)可以適用于風電、光伏、風光互補發(fā)電，為新電源發(fā)電區(qū)、邊防哨所、海島、邊遠地區(qū)等離網(wǎng)用戶提供電源，為數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)管理中心、通訊系統(tǒng)、企業(yè)服務(wù)器機房、工業(yè)制造、醫(yī)院、社區(qū)等作不間斷電源和備用電源。
目前在常規(guī)能源領(lǐng)域，新能源技術(shù)主要集中在風電、光伏、風光互補發(fā)電上。受國內(nèi)市場消納能力有限以及國外貿(mào)易壁壘的影響，光伏電產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)，產(chǎn)能急劇增加處于供過于求的狀態(tài)，作為全球第四大光伏市場，美國對中國光伏企業(yè)啟動“雙反”(反傾銷、反補貼)調(diào)查，中國光伏行業(yè)遭受嚴重打擊。就風電行業(yè)而言，目前限電棄風不可避免，一個裝機容量5萬千瓦的風電場，年利用小時數(shù)本應(yīng)在2500小時到2800小時，但目前的風電出力只有2100到2200小時，這樣算下來一年就會損失500多小時出力，因此，解決光伏電產(chǎn)業(yè)內(nèi)憂外患及風電量就地消納和上網(wǎng)外送的關(guān)鍵是中大型釩液流儲能系統(tǒng)。
對于智能電網(wǎng)，通過分配存儲的電力來滿足高峰時期的電力需求，可以增加輸配電系統(tǒng)的容量及優(yōu)化效率。隨著人民生活水平的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我國電網(wǎng)峰谷差逐年增大。2010年全國發(fā)電設(shè)備容量為96219萬千瓦，其中火電70663萬千瓦，占73.4%;水電21340萬千瓦，占22.2%;風電3107萬千瓦;核電1082萬千瓦。火電在發(fā)電中的調(diào)峰能力差，峰谷差的增加幅度遠大于負荷的增長幅度。因此，在電網(wǎng)中引入中大型儲能系統(tǒng)是實現(xiàn)智能電網(wǎng)平滑輸出、調(diào)頻調(diào)幅的迫切需求。
新能源電池汽車的發(fā)展正處于過渡階段，混合動力、純電動等電動汽車中車載電池的充電問題是大規(guī)模發(fā)展新能源電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈的瓶頸之一，完善基礎(chǔ)設(shè)施是電動汽車產(chǎn)業(yè)化的重要保障。我國城市多為高層住宅，解決充電問題必須在現(xiàn)有停車的路邊、小區(qū)停車處、地下車庫等夜間存放汽車的地方，安裝智能充電柱，提供充電服務(wù)。而中大型的不間斷液流儲能電池可以實現(xiàn)智能充電功能。作為一種儲能單元與電網(wǎng)進行雙向電能轉(zhuǎn)換，接入電網(wǎng)的電動汽車數(shù)量足夠多時,作為分布式儲能裝置可以有效地用于削峰填谷、平衡負荷等。特別是在將來可能形成的可再生能源發(fā)電比例較高的微電網(wǎng)系統(tǒng)中,通過智能充電柱上電動汽車的合理充放電,可有效平衡可再生能源波動性,幫助電網(wǎng)有效接納可再生能源發(fā)電。
三、發(fā)展中大型釩液流儲能電池的政策建議
1、從關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料尋求發(fā)展突破
離子交換膜技術(shù)是釩液流儲能電池的核心，離子交換膜技術(shù)則是首先需要取得突破的核心。釩電池國內(nèi)目前除上海神力科技有限公司之外，均依賴美國杜邦公司提供，或采用類杜邦技術(shù)的再生、仿制隔膜。
政府在推動儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策制定上，應(yīng)從關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵材料入手，加大具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)企業(yè)、研究機構(gòu)的研發(fā)扶持力度，以及產(chǎn)業(yè)化能力建設(shè)的推動，為儲能產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展奠定國產(chǎn)化的基礎(chǔ)。
2、鼓勵儲能技術(shù)示范應(yīng)用，加快發(fā)展速度
政府對液流儲能電池項目研發(fā)與示范支持、經(jīng)費扶持力度和日美等國相比遠遠不夠。政府應(yīng)加大儲能技術(shù)應(yīng)用示范項目支持，特別是應(yīng)該盡快出臺推動液流儲能電池技術(shù)應(yīng)用的財政補貼支持政策，推動儲能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
將儲能技術(shù)與具有聯(lián)動效應(yīng)的風電、光伏電、智能電網(wǎng)、備用電源、應(yīng)急電源、充電站等相關(guān)領(lǐng)域的政府支持研發(fā)、示范項目進行配套捆綁，加快液流儲能電池技術(shù)與不同應(yīng)用領(lǐng)域的合作示范運行，為未來釩電池在不同應(yīng)用領(lǐng)域的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
3、加快技術(shù)標準、技術(shù)規(guī)范制定，推動儲能技術(shù)應(yīng)用
對于風電和光伏電等新能源項目，政府可通過政策規(guī)定或標準規(guī)范要求液流儲能電池技術(shù)的配套，減少并網(wǎng)時波動性對電網(wǎng)控制、管理的沖擊。
政府應(yīng)盡快制定相應(yīng)的技術(shù)標準和管理規(guī)范，建立并網(wǎng)認證和檢測制度，引導在風電、光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能技術(shù)的應(yīng)用，同時規(guī)定電網(wǎng)公司對滿足并網(wǎng)規(guī)范的電能必須全額接收。這樣既保障了電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，也利于風電、光伏發(fā)電的良性發(fā)展，同時也能促進儲能產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展。
4、從節(jié)能減排的國家戰(zhàn)略角度理順能源利用價格體系
政府應(yīng)從節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，理順能源價格體系，可以實施對使用非環(huán)保的化石能源應(yīng)用增加資源稅、環(huán)境保護稅，對可再生能源產(chǎn)業(yè)給予稅收及貸款優(yōu)惠、進行財政補貼、實施峰谷電價、兩部制電價和儲能電價等不同的電價等優(yōu)惠政策，加強儲能技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng)。(作者：胡里清/全國政協(xié)委員、上海神力科技有限公司總經(jīng)理)
