中國儲能網訊：儲能技術被廣泛應用于電網供電波動調節(jié)以及作為應急能源使用，在有效解決可再生能源發(fā)電所存在的間歇性、波動性、隨機性等問題的基礎上，能夠為電網提供快速響應容量，緩解棄風棄光問題，成為大量可再生清潔能源接入電網最可行的解決方案之一。在新能源分布式發(fā)電技術不斷發(fā)展和新能源汽車的廣袤前景下，儲能產業(yè)也將迎來發(fā)展高峰，其中全釩液流電池與鋰電池混合儲能具有相當優(yōu)勢優(yōu)勢，發(fā)展迅速。
一、目前主要儲能方式
目前，主要的儲能方式可以分為機械儲能（抽水儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能）、電磁儲能（電容器儲能、超導儲能）和電化學儲能（鋰電池儲能、液流電池儲能）。抽水儲能和壓縮空氣儲能具有容量大、成本低的特點，但其特殊安裝環(huán)境限制了其在城市中的布局；飛輪儲能具有高功率密度，但能量密度低、噪聲大；電容器儲能和超導儲能響應速度快，但容量密度低、成本高，限制了其發(fā)展。
而電化學儲能借助化學能和電能的相互轉化通過電池的充放電進行能量長時間存儲，并且可以根據用電需求進行儲電容量配置。目前，電化學儲能在能量容量和壽命上均有一定優(yōu)勢，并且技術成熟，設備體積小、不受地域條件限制、安裝方便，無疑是未來配備快速充電站的儲能系統(tǒng)的能量型儲能首選。下表展示了不同儲能方式的主要性能與成本對比[1]。
表1 不同儲能方式的主要性能對比[1]
表2 不同儲能方式的成本對比[1]
二、全釩液流電池與鋰電池儲能及混合儲能優(yōu)勢
蓄電池儲能技術中鋰電池儲能由于其優(yōu)異的比容量、高比功率、污染小、長循環(huán)壽命以及自放電小的特點，是當前電動汽車儲能系統(tǒng)的最佳選擇，但其在大倍率以及頻繁充放電會造成電池不可逆的容量衰減，從而導致電池的加速老化，這是鋰電池目前正在研究克服的挑戰(zhàn)與難關。而全釩液流電池（VRB）的突出特點為功率大、容量大、壽命長、安全性高以及具有穩(wěn)定的充放電性能，其儲能效率可最高達90%，并且可以與分布式電源配合，實現(xiàn)不連續(xù)能源發(fā)電的電能存儲。與常規(guī)蓄電池儲能不同，液流電池活性物質分布在不同儲液罐中，因此可以突破常規(guī)電池容量限制，使其具有大規(guī)模接入電力系統(tǒng)的獨特優(yōu)勢。
國際研究機構Navigant對混合系統(tǒng)定義是：結合兩種及以上的互補操作特性的儲能技術的穩(wěn)定儲能系統(tǒng)。而在在全釩液流電池和鋰電池中，兩種儲能技術具有的各自優(yōu)勢，即鋰電池的高比功率，全釩液流電池的高容量，再結合成本、技術成熟度、效率以及壽命等因素，全釩液流電池與鋰電池混合儲能綜合來說可以較好地滿足電力系統(tǒng)對儲能系統(tǒng)的要求，使得儲能系統(tǒng)同時具有高電力和高能效的特點。當然，也有不少研究嘗試將蓄電池儲能和超級電容器儲能進行結合的混合儲能方式，目前也進入了示范站建設初期階段，在未來也有非常大的發(fā)展空間。不同蓄電池儲能技術比較如下表所示[2]。
表3 不同蓄電池儲能技術比較[2]
三、全釩液流電池和鋰電池混合儲能站
目前，全釩液流電池和鋰電池混合儲能站的建設已取得較大進展，目前處于示范站建設階段。2021年12月，國內的國家電投海陽儲能示范項目電站并網試運行，項目占地46畝，總投資約4.4億元，設計總容量101兆瓦/202兆瓦時，其中磷酸鐵鋰電池儲能100MW/200MWh，全釩液流電池儲能1MW/2MWh。同期，山西省發(fā)改委也對首批“新能源+儲能”試點示范項目進行了公示，其中“磷酸鐵鋰+全釩液流電池”的混合儲能站建設項目有3項，約占全部項目的1/5。
國家電投海陽儲能示范項目電站
國外方面，英國牛津超級能源樞紐項目（ESO）于2021年12月進入帶電調試階段。ESO將50MW/50MWh的鋰離子電池系統(tǒng)和2MW/5MWh全釩液流電池系統(tǒng)結合，是迄今為止最大的全釩液流電池和鋰電池混合儲能站，并且將于不久在英國市場開始交易。
英國牛津超級能源樞紐項目（ESO）
