大容量储能的全钒液流电池

当前，我国的能源结构仍旧是以化石燃料为主体，化石能源占比较高，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是实现“双碳”目标的有力手段。

我国已经在可再生能源发电方面取得了重大突破，但该领域仍有广阔的发展空间。例如风能、海洋能、太阳能等可再生能源本身就具有非常强的随机性、间歇性、波动性，因此一定程度上限制了可再生能源的发展利用。其大规模接入电网后，要求电力系统必须具备一定的应变和响应能力，才能保证可再生能源供电的可靠性。储能技术能够有效解决电力系统的运行安全、电力电量平衡、可再生能源消纳等方面的问题，是可再生能源充分开发利用的必要的技术支撑。

全钒液流电池是一种高性价比、高能效、长寿命的规模储能技术，其可将不稳定的可再生能源储存，并实现平稳输出利用。全钒液流电池储能系统由电堆、电解质溶液、管路系统等组成，其中电堆起到了至关重要的作用。而相对于传统全钒液流电池电堆，新一代电堆采用的可焊接多孔离子传导膜可以提升离子选择性，提高电解液的容量保持率，此外，多孔离子传导膜的成本远低于商业化的全氟磺酸膜，从而可大幅度降低电堆成本。该技术安全性高、可靠性好、输出功率和储能容量规模大、寿命长、性价比高、电解液可循环利用、对环境友好，在大规模储能领域具有很好的应用前景。

基于全钒液流电池储能技术，目前我国已经建成了世界上功率最大、容量最大的的液流电池储能调峰电站——百兆瓦级大连液流电池储能调峰电站。该电站是国家能源局于2016年4月批准建设的首个国家级大型化学储能示范项目，同时也是中科院“洁净能源”先导专项的重大成果之一。

该项目于2020年10月正式投入使用，本次并网的是该电站的一期工程，规模为100兆瓦/400兆瓦时，即电站的额定功率为10万度电/小时，最多可存放40万度电。按照中国居民日常生活每日人均用电2度左右计算，电站可供20万居民一天的用电需求，提高大连南部地区供电可靠性。

在“双碳”目标的引领下，可再生能源电力的需求增多，对大容量存储的需求也就越来越高，对储能时长的需求也越来越急迫，长时储能将成为发展趋势，钒电池将大有用武之地。

中国科协科普部

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