近日，國內最大規(guī)模的全釩液流電池光儲用一體化項目——10兆瓦光伏+10兆瓦/40兆瓦時全釩液流電池儲能一期項目在湖北棗陽竣工投運。而在去年12月，武漢市臨空港經濟技術開發(fā)區(qū)也宣布將投資60億元建設湖北第一座百兆瓦級全釩液流儲能電站項目。除湖北外，湖南、四川、遼寧、江蘇等各省市區(qū)也都有全釩液流電池儲能項目的落地計劃。

作為儲能領域里的新秀，全釩液流電池緣何受到如此多的關注？未來全釩液流電池發(fā)展前景如何？為此，記者采訪了多位業(yè)內人士。

安全、可回收優(yōu)勢明顯

全釩液流電池利用不同價態(tài)釩離子之間的相互轉化，通過儲存、釋放化學能從而實現(xiàn)充放電的過程。與目前儲能電站的主流電池——使用非水電解液的鋰電池不同，由于全釩液流電池電解質離子存在于水溶液中，發(fā)生過熱、爆炸的可能性大大降低，液流電池的安全性能讓其在電池領域脫穎而出。

“坦率地講，鋰電池仍面臨著安全性問題的挑戰(zhàn)。鋰電池導致的爆炸事故不僅是經濟損失的問題，也可能帶來嚴重的人身傷害。”中科院大連化學物理研究所潔凈能源國家實驗室儲能技術研究部部長張華民表示，“但全釩電池是稀硫酸和釩的水溶液，只要管理得當就不存在爆炸的危險。”

北京普能世紀科技有限公司在全國多地建有全釩液流電池儲能項目，該公司亞太區(qū)經理匡楨仁告訴記者，“與鋰電池相比，全釩液流電池的特點很突出。最大的特點是安全，全釩液流電池可以做到兆瓦級、百兆瓦級，在電動汽車的規(guī)模上做鋰電池比較適合，但是做大了就沒那么安全。”

同時，張華民指出，全釩液流電池另一個優(yōu)勢在于，其電解液在廢棄回收處理后，能夠實現(xiàn)重復利用。近年來，隨著電動汽車產業(yè)擴張，大量報廢的鋰電池由于含有重金屬鎳與鈷，需要進行大規(guī)模的環(huán)保回收處理，這也成為了行業(yè)內亟需解決的問題。但全釩液流電池的充放電主要是釩離子價態(tài)變化，張華民指出，“電解液在充放電不會產生雜質，也不會產生環(huán)境污染物，回收經過處理后仍有利用價值，相當于是‘半永久’、可以保值的產品。”

值得一提的是，除安全、可回收等優(yōu)勢外，全釩液流電池生命周期相對更長，目前所建儲能電站使用壽命均可達15年左右。“全釩液流電池儲能電站建設成本更高，但度電成本可能比鋰電池更低。”匡楨仁說。

原料成本飄忽不定

盡管全釩液流電池優(yōu)勢突出，但釩作為一種稀有金屬，其原料成本目前是限制全釩液流電池發(fā)展的主要影響因素。據(jù)了解，釩通常在地殼中以化合物的形態(tài)存在，主要分布地區(qū)為中國、俄羅斯與南非，其中我國釩礦資源占全球總量的1/3左右。“以材料掌握度來看，全釩液流電池的關鍵材料釩，中國具有礦場產地優(yōu)勢，因此有開發(fā)的價值。”咨詢機構EnergyTrend研究經理呂理舜說。

事實上，釩的應用也相對廣泛，其最主要的應用則是在鋼鐵行業(yè)中，作為鐵的合金元素可提高鋼材的堅硬程度。早在2012年，國家發(fā)改委便印發(fā)《釩鈦資源綜合利用和產業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，其中就提出要提高資源利用水平、淘汰落后產能的要求。

“2018年釩的表現(xiàn)非常突出，一度漲到了2017年價格的5、6倍。”匡楨仁說。之所以出現(xiàn)如此大幅的增長，業(yè)內人士分析認為，一是因為2018年國家提高了鋼材標準，原料釩的需求有大幅提高；二是由于國家環(huán)保政策“一刀切”，部分釩礦由于達不到環(huán)保標準從而關停，導致釩的供應量也有所下滑。

據(jù)記者了解，目前釩電解液成本占全釩液流電池儲能電站成本的60%以上，“如果釩價能夠回到正常水平，對降低成本來說將十分重要。”但釩價上漲也帶動了釩礦開發(fā)商的積極性，從市場來看，釩供應量于近期已有所回升，匡楨仁表示，“2018年底至今釩價已經出現(xiàn)了下降，預測認為2019年釩價會繼續(xù)向下走，但未來仍需要看政策和市場的綜合表現(xiàn)。”

產業(yè)鏈形成仍需時日

資料顯示，近年來全釩液流電池度電成本已出現(xiàn)了顯著下降，2015年全釩液流電池儲能電站度電成本約為4500元左右，有預測認為，到2020年度電成本有望降低至2000元。隨著電池成本下降，技術優(yōu)勢明顯，全釩液流電池距離規(guī)模化發(fā)展還有多遠？

“全釩液流電池的研究開發(fā)時間相對比較短，目前國家對液流電池的支持力度也相對較小，從科研經費、產業(yè)扶持角度來看，國家對全釩液流電池投入遠小于對鋰電池的投入。要形成像鋰電池一樣，從材料到應用完整的產業(yè)鏈仍需要時間。”張華民坦言。

另外，記者了解到，受限于釩在水中的溶解度，相較于鋰電池和另一儲能“熱點”全固態(tài)電池，全釩液流電池始終存在能量密度低的劣勢。電解質水溶液導致電池體積相對更大，需要配套復雜的管道系統(tǒng)，因此液流電池不適合電動汽車等移動裝置，僅限于固定式儲能。

盡管應用仍受到限制，多位業(yè)內專家均對其表示了信心。“如果加大投入，全釩液流電池從性能、成本控制上仍有很大的發(fā)展空間，遠沒有觸到‘天花板’。”張華民說。呂理舜也認為，在低溫或者極高溫的環(huán)境下，全釩液流電池比鋰電池及鉛酸電池將更加安全與可靠，仍舊有其專屬的特定市場需求。