全釩液流電池：大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)明日之星

　　先進(jìn)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)特指應(yīng)用在電力系統(tǒng)中、容量在千瓦級(jí)以上、綜合性能優(yōu)越的儲(chǔ)能技術(shù)。作為解決可再生能源大規(guī)模接入、傳統(tǒng)電力系統(tǒng)削峰填谷、分布式區(qū)域能源系統(tǒng)負(fù)荷平衡的關(guān)鍵支撐技術(shù)，大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)已成為世界未來(lái)能源技術(shù)創(chuàng)新的制高點(diǎn)。抽水蓄能、鋰離子電池、鉛蓄電池等目前主流的儲(chǔ)能技術(shù)越來(lái)越難以滿足快速發(fā)展的大容量?jī)?chǔ)能需求，全釩液流電池由于具有安全環(huán)保、壽命長(zhǎng)、規(guī)模大、效率高、選址自由等特點(diǎn)，成為大容量高效儲(chǔ)能技術(shù)的首選之一。全釩液流電池技術(shù)應(yīng)用價(jià)值日益受到重視，我國(guó)全釩液流電池技術(shù)與應(yīng)用國(guó)際領(lǐng)先，有望成為大容量?jī)?chǔ)能領(lǐng)域明日之星。

　　大規(guī)模儲(chǔ)能后起之秀

　　我國(guó)全釩液流電池技術(shù)完備，產(chǎn)業(yè)發(fā)展全球領(lǐng)先。我國(guó)擁有全球領(lǐng)先的全釩液流電池技術(shù)服務(wù)企業(yè)，已形成了包括液流電池批量生產(chǎn)、模塊設(shè)計(jì)制造、系統(tǒng)集成控制在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈全釩液流電池自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。我國(guó)已投運(yùn)全釩液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)規(guī)模僅次于鋰離子電池、鉛蓄電池兩種傳統(tǒng)的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，約占全國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能規(guī)模的4%，占全球全釩液流電池儲(chǔ)能規(guī)模的17.8%。我國(guó)也是全釩液流電池最大生產(chǎn)國(guó)，釩電解液國(guó)際市場(chǎng)占有率達(dá)90%以上。

　　全釩液流電池優(yōu)勢(shì)明顯，成為大容量?jī)?chǔ)能領(lǐng)域首選技術(shù)之一。與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，全釩液流電池優(yōu)勢(shì)明顯：一是安全環(huán)保。全釩液流電池儲(chǔ)能介質(zhì)為含有釩離子的稀硫酸水溶液，不易發(fā)生爆炸和燃燒，釩電解液可反復(fù)循環(huán)利用。二是循環(huán)壽命長(zhǎng)。電池充放電循環(huán)次數(shù)在15000次以上，使用年數(shù)在15年到20年。三是能量轉(zhuǎn)換效率高，充放電特性良好。能量效率約80%，響應(yīng)速度快，可深度放電，適合大電流快速充放電。四是容量大。儲(chǔ)能容量為數(shù)百千瓦時(shí)至數(shù)百兆瓦時(shí)，尤其適合大容量固定儲(chǔ)能場(chǎng)合。

　　示范項(xiàng)目初現(xiàn)成效，已具備大規(guī)模推廣條件。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球共有40-50個(gè)釩電池項(xiàng)目，2013年起我國(guó)國(guó)電張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程、國(guó)電龍?jiān)瓷蜿?yáng)臥牛石風(fēng)電場(chǎng)、遼寧風(fēng)力發(fā)電有限公司黑山風(fēng)電場(chǎng)、國(guó)電和風(fēng)錦州風(fēng)電場(chǎng)陸續(xù)配置了兆瓦級(jí)以上全釩液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，其中臥牛石風(fēng)電場(chǎng)的全釩液流電池（5MW/10MWH）規(guī)模最大。示范項(xiàng)目在削峰填谷和減少棄風(fēng)棄光上發(fā)揮了重要作用。

　　商業(yè)化面臨三大瓶頸

　　一是成本尚待進(jìn)一步突破，市場(chǎng)尚待進(jìn)一步打開(kāi)。盡管我國(guó)全釩液流電池成本低于國(guó)際水平，但與鉛蓄、鋰離子電池相比依然處于較高水平，全釩液流電池初始投資達(dá)到3000-4000元/kWh,10000-15000元/kW，導(dǎo)致近兩年全釩液流電池市場(chǎng)占比有所下降。

　　二是標(biāo)準(zhǔn)體系不夠健全，標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)剛剛起步。全釩液流電池儲(chǔ)能作為新興產(chǎn)業(yè)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定均處于積極探索階段，我國(guó)作為具有國(guó)際領(lǐng)先水平的全釩液流電池技術(shù)持有國(guó)，僅出臺(tái)了全釩液流電池術(shù)語(yǔ)、安全方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

　　三是商業(yè)模式亟待創(chuàng)新，補(bǔ)貼政策尚未建立。目前儲(chǔ)能運(yùn)行主要采用“投資+運(yùn)營(yíng)”模式，使得投資壓力大、風(fēng)險(xiǎn)高，投資項(xiàng)目集中在發(fā)電側(cè)和用戶側(cè)，發(fā)電側(cè)主要依靠限電時(shí)段的棄電量存儲(chǔ)、用戶側(cè)依靠峰谷價(jià)差實(shí)現(xiàn)套利和電費(fèi)管理，但均存在定價(jià)、補(bǔ)償機(jī)制不完善等問(wèn)題。

　　從三方面著手推進(jìn)

　　一是降低電池成本，推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。開(kāi)發(fā)低成本技術(shù)，建立全釩液流電池低成本技術(shù)研發(fā)基地，開(kāi)發(fā)全釩液流電池離子傳導(dǎo)膜、電解液等低成本技術(shù)；推動(dòng)規(guī)?；慨a(chǎn)，制定全釩液流電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展路線圖，優(yōu)先在河北、四川等釩資源大省布局全釩液流電池，以規(guī)模效應(yīng)促進(jìn)設(shè)備單位投資成本下降，力爭(zhēng)到2020年，全釩液流電池成本下降到2500元/kWh；擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)展全釩液流電池在微電網(wǎng)、智能電網(wǎng)、替代柴油機(jī)組、海島供電、新城市能源布局、充電站建設(shè)、工業(yè)園區(qū)多能互補(bǔ)等領(lǐng)域的試點(diǎn)示范，積累成功經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)擴(kuò)大下游應(yīng)用推動(dòng)上游生產(chǎn)。

　　二是健全標(biāo)準(zhǔn)體系，積極參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定。研究制定《中國(guó)液流電池技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，以全釩液流電池應(yīng)用流程為主線，劃分為規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備及試驗(yàn)、安裝調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)、回收利用等各個(gè)環(huán)節(jié)，規(guī)范電解液、離子膜等關(guān)鍵部件技術(shù)條件；國(guó)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)應(yīng)積極參與國(guó)際液流電池技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中爭(zhēng)取更多話語(yǔ)權(quán)的同時(shí)，爭(zhēng)取將我國(guó)技術(shù)納入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

　　三是探索建立補(bǔ)貼政策，培育可持續(xù)的商業(yè)模式。短期內(nèi)，國(guó)家應(yīng)建立示范電價(jià)(度電補(bǔ)貼)、建設(shè)補(bǔ)貼（千瓦補(bǔ)貼），優(yōu)先并網(wǎng)接入及全額收購(gòu)電力等補(bǔ)貼政策，支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)當(dāng)前發(fā)展。長(zhǎng)期看，建立體現(xiàn)儲(chǔ)能商業(yè)價(jià)值的電價(jià)或補(bǔ)償機(jī)制，建議國(guó)家相關(guān)部門(mén)將儲(chǔ)能發(fā)展納入電力體制改革中，研究制定儲(chǔ)能電價(jià)、調(diào)峰價(jià)格、調(diào)頻價(jià)格、輔助服務(wù)等定價(jià)機(jī)制，建立儲(chǔ)能項(xiàng)目在提高跟蹤計(jì)劃出力、改善電力輸出質(zhì)量以及環(huán)境效益等方面的補(bǔ)償機(jī)制，通過(guò)經(jīng)濟(jì)杠桿手段，推動(dòng)儲(chǔ)能建設(shè)和發(fā)展。商業(yè)模式方面，推動(dòng)合同能源管理、融資租賃等金融手段進(jìn)行交易管理，推動(dòng)BOT、BOO、BOOT、BLT、PPP等方式，引入多樣化資本，推動(dòng)儲(chǔ)能項(xiàng)目的獲取與實(shí)施。（■霍婧　作者供職于賽迪智庫(kù)）