当前，我国既是世界上最大的能源生产国，也是世界上最大的能源消费国，能源结构中化石能源占比约85%，减碳工作任重道远。实现能源结构的低碳转型、增加清洁可再生能源使用比例成为实现“双碳”目标的有力手段。

大规模储能是可再生能源充分开发利用的必要技术支撑，能够有效解决电网运行安全、电力电量平衡、可再生能源消纳等方面的问题。 全钒液流电池具有安全性好、稳定性好、性价比高、可循环利用等优势，在大规模储能领域具有很好的应用前景。

不平“钒”的能量转换原理
全钒液流电池利用不同价态钒离子之间的可逆相互转化，完成充电、放电、再充电的循环过程，即可实现化学能和电能之间的“定制”转化，如同电力“银行”，潜力巨大。

在全钒液流电池中，不同价态的钒离子储存在正负极储罐的电解液中，利用循环泵让电解液在对应的电极与储液罐中循环流动，并使用离子传导膜将正负极隔开，利用正极发生的四价和五价钒离子的氧化还原反应和负极发生的二价与三价钒离子的氧化还原反应实现化学能和电能的相互转换。

不平“钒”的特点

全钒液流为典型的水系液流电池，活性物质溶解在水中，可以避免着火、爆炸等风险，安全性高，同时具有环境友好的优势；

活性物质只有钒离子，在电化学反应过程中不涉及相变，有效避免了活性物质的损失，因此电池的使用寿命长；可深度放电而不会损坏电池，电解液可循环使用，长期运行性价比高；

全钒液流电池可以方便地组成电池组，充满电解液可以瞬间启动，充放电状态切换仅需0.02秒，响应速度为1毫秒；电池组输出功率可达数百兆瓦，储能容量可达数百兆瓦时。

全钒液流电池具有独特的优势，在大规模储能领域具有很好的应用前景。


不平“钒”的项目

从1985年提出全钒液流电池至今，全钒液流电池在关键材料、电堆、电池系统的设计与集成等方面都取得了重大进展。随着太阳能、风能等可再生能源的快速发展，对电网调峰及安全、稳定性提出了新的挑战，电力系统对大规模储能的需求逐渐增加。技术已成熟的全钒液流电池从众多储能技术中脱颖而出，并用大量的应用示范验证了其技术的有效性和成熟性，得到了市场的认可。

近年来，全钒液流储能以“业界黑马”的姿态迅速覆盖全国多个省份，各地液流电池储能示范项目落地、稳定运行并获得技术验证。2020年底，全国最大光伏侧全钒液流电池储能项目并网，迈出了实现“双碳目标”的一大步；2021年7月，国家发改委和能源局发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，文件提出要坚持储能技术多元化，实现液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期；高工产研新能源研究所(GGII)预测，"十四五"期间全钒液流电池凭借着更为成熟的产业配套和产品技术、更低的初次投入成本，将成为主流的液流电池技术路线，2025年全钒液流电池国内装机量有望突破1GW。


一直以来，中国科学院大连化学物理研究所与大连融科储能技术发展有限公司（融科储能）产、学、研紧密合作，在全钒液流电池技术的研究开发和示范应用方面取得重大突破。研究团队完成了从单电池到百千瓦及兆瓦级系统的逐级放大。技术跨度大，产业链长，基本实现了全钒液流电池材料的国产化，电池性能处于世界领先地位，推进了国内外全钒液流电池技术的发展和产业化进程。


不平“钒”的愿景


全钒液流电池作为一种已经成熟运行的大规模储能装置，在提高清洁能源利用率方面崭露头角。在电网侧，起到削峰填谷的作用，助力能源续航；在用户侧，作为能量转换装置，照亮万家灯火。随着电解液租赁等新商业模式的提出，全钒液流电池将更有力地服务于国家以及世界能源结构的转型升级。 

原标题：不平“钒”的液流电池