從液流電池的各類技術來看，鐵鉻液流電池的產業(yè)化應用尚需觀察。主要基于如下考量：

      1）鐵鉻液流電池用鹽酸做電解液帶來的蒸氣壓高，充電過程當中還會產生氯氣，這都是一些腐蝕性氣體；

      2）鉻的反應活性比較低，要在60°C以上來運行，在我國三北地區(qū)應用時，把上萬立方米的電解液從零下30°C加熱到60°C并保持在這個溫度，需要大量的能量；

      3）電解液濃度比較低，不到0.9個摩爾，是釩電解液濃度的一半，電堆的額定工作電流密度也比較低，占地面積就比釩電池要大一倍。

      最近比較熱的還有全鐵液流電池，分為沉積型、非沉積型。但它目前存在一定問題，比如沉積型全鐵液流電池，正極活性物質在強酸條件下穩(wěn)定，負極沉積的鐵在強酸條件下易析氫，導致庫倫效率低；鐵沉積的動力學較慢，導致電壓效率較低；負極沉積的鐵枝晶容易刺穿隔膜等。非沉積型液流電池電解液的穩(wěn)定性也是很大挑戰(zhàn)。

      鋅基液流電池目前還處在基礎研究階段。循環(huán)壽命、鋅枝晶和鋅累集等問題有待突破。

      巔峰初步預判，十年之內能夠真正實現大規(guī)模產業(yè)化應用的是全釩液流電池——全釩電池是指正負極兩端都是同一種物質釩，釩有四個價態(tài)，在充放電的過程中價態(tài)變化，這就不容易造成能量衰減，也沒有其他雜質元素引入，電池系統常年運行造成的電解液價態(tài)失衡可以通過在線或離線進行再生恢復。

      1.功率和容量可獨立設計，尤其適合大規(guī)模、大容量儲能。釩液流電池的電池系統和電解液是分開的，想要增加儲能時間，只需增加電解液，電池的均勻性非常好，儲能容量大，從1000sKWh到100sMWh；輸出功率也大，從10sKW到100sMW。

      2.能量效率高、充放電性能好、循環(huán)壽命長。釩液流電池儲能系統的能量轉化效率能夠達到80%，但此時成本也相對較高。但我們在講轉換效率平衡的時候，大規(guī)模釩液流電池儲能系統的國家標準都是要對標抽水儲能的能量轉化效率，即不低于70%。

      3.啟動和效應速度快，充放電切換只需0.02秒。并且其系統是在常溫封閉環(huán)境下運行，電解液可以半永久使用，性價比高。衰減或可通過電化學的方法來恢復，電池的壽命是比較長的，整個系統的充放電循環(huán)次數大約15000次。

      并且電解液是水溶液，不會著火和爆炸，是一種本征安全的大規(guī)模儲能技術。但是受到釩離子溶解度的限制，能量密度比較低。

      此外，電池在使用過程中，釩僅僅是價態(tài)變化，可循環(huán)使用節(jié)約資源。整個電堆是五十個單電池疊加，回收簡單，殘余價值較大。

      當下釩液流電池比較熱的原因主要得益于大環(huán)境，國家提出了實現雙碳目標，在十四五規(guī)劃和2035年遠景目標中也制定了方向。在新能源中，風能發(fā)電、太陽能發(fā)電技術等領域我們都是領先的，但儲能卻是一個瓶頸。儲能在電網中主要是促進新能源的消納，解決發(fā)電時間和用電負荷時間不匹配的問題；因為風能、太陽能等可再生能源是一種不連續(xù)、不穩(wěn)定的間歇型能源，在構建“新能源+儲能”新型電力系統當中，儲能的主要作用則是調峰。

      目前，全球范圍內鋰離子電池都適用在兩個小時之內的儲能。安全因素是關鍵的制約條件。北京市目前將鋰離子電池、鈉離子電池的防火設為甲級乙級，而釩液流電池則為丁級。

      在2021年全球氣候峰會上，長時儲能理事會與麥肯錫發(fā)布報告稱，當再生能源發(fā)電量達到電力系統的60%-70%的市場份額時，長時儲能系統將成為“成本最低的靈活性解決方案”。預測2030年，超過8小時以上的長時儲能可能占總儲能裝機量的30%，長時儲能會達到4-8個TWh，將超越短時儲能。國內各個新能源發(fā)電大省都紛紛發(fā)文，要求風能、光伏等新儲能電站的建設，必須配建四小時以上的儲能電站，通過比例調控、打分等級制調節(jié)儲能電站的配比。

     1.電池本身需要安全，不會發(fā)生著火爆炸，最近幾次美國特斯拉充電站的爆炸著火，也透露出電池爆炸或著火后之后會產生氫氟酸和鹽酸。

     2.在新型電力系統當中，儲能系統的主要作用是調峰，因此在大規(guī)模、大容量儲能技術必須具備連續(xù)放電時間長的能力。

     3.使用壽命要長，能夠與光伏、風機等使用壽命一致。全釩液流電池滿足大型儲能電站對于“大規(guī)模、大容量、高安全性、低成本、長壽命、長時放電及環(huán)境友好”等要求。

     從產業(yè)角度，釩液流電池具備一定優(yōu)勢，具體而言：技術自主可控，目前已經形成完整自主知識產權體系，并主導制定國際和國內標準，技術水平達到國際領先水平；資源自主可控，全國查明釩資源儲量約7000萬噸，中國釩儲量占全球35%、釩產量占全球48%；產業(yè)鏈自主可控，關鍵材料已實現國產化，裝備制造產能全球最大。

     而過往開展的項目不多，主要是因為過去很長時間都是短時儲能需求，能量轉化效率比鋰電池低，市場認知度較低，商業(yè)模式的創(chuàng)新有待加強，人才儲備也不足，產業(yè)鏈規(guī)模較小。

     談及釩液流電池成本問題，大家常常會說釩電池價格昂貴，這主要是跟鋰電池一、兩個小時儲能對比得出的。但隨著儲能時間越長，釩液流電池的成本就越低。釩液流電池在電解液10萬元/噸的情況下，對4小時釩液流電池儲能系統的價格是3000元/kWh，其中不含電解液的電池系統價格是6000元/kW，電解液占初期投資價格的50%，在運行20年以上，結合各種殘值回收，實際價格約為1020元/kWh。

     但釩液流電池也存在一個風險即五氧化二釩的供應。上面的預測都是基于電解液原料（五氧化二釩）的價格在理性的10～11萬/噸內做出的，如果超過15萬/噸，全釩液流電池產業(yè)很有可能會夭折。

來源：【巔峰儲能】