中國儲能網(wǎng)訊：全釩液流電池作為發(fā)展得最為成熟的液流電池，其在儲能方向上的發(fā)展十分迅速，這也很大程度上是由于其儲能能量大、充放電性質(zhì)優(yōu)良、輸出功率可調(diào)、安全性能高、壽命長、選址自由、環(huán)境友好、運維成本較低等特點，使得其較傳統(tǒng)鉛酸電池以及新型鋰電池具有強大的長時儲能優(yōu)勢。
以一基本的儲能規(guī)模為10千瓦/120千瓦時的全釩液流電池為例，其成本主要包括三個幾乎相等的部分：電堆成本、電解質(zhì)成本以及周邊設(shè)備成本，其主要組成部件包括質(zhì)子交換膜、電極材料、雙極板材料、集流體、活性電解液及電解液缸、催化劑等。公開資料顯示，釩電解液是全釩液流電池系統(tǒng)中的核心材料之一，在系統(tǒng)成本占比中達到40%以上，其性能將直接影響到電池系統(tǒng)的工作效率、運行工況和使用壽命等；而電堆成本占全釩液流電池總成本的35%以上，其中主要成本源于離子交換膜的成本，其它構(gòu)件成本占比25%左右。
液流電池初期成本高，但其服役周期長，其電池通?？梢匝h(huán)超過10000圈，因此長期而言，液流電池依然在成本上具有很大優(yōu)勢。有研究表明，全釩液流電池在年發(fā)電量約為10 GWh的情況下，可以實現(xiàn)降低成本至120美元/kWh（不包括安裝成本）這一途徑是可行的。
目前而言，對于降低全釩液流電池成本的路徑主要從以下方面考慮：
（1）提高材料化學循環(huán)穩(wěn)定性：在液流電池結(jié)構(gòu)中的電解液材料、電極材料以及隔膜材料的化學穩(wěn)定性都有助于延長液流電池系統(tǒng)使用壽命，有助于系統(tǒng)整體成本的降低；
（2）降低材料成本：降低全釩液流電池系統(tǒng)中所主要使用的活性氧化還原物質(zhì)、電解液以及電池堆材料等的成本，也是實現(xiàn)系統(tǒng)整體降本的重要手段；
（4）推行電解液“以租代售”商業(yè)模式
電解液租賃模式是指由租賃公司出資購買電解液，然后將電解液出租給液流電池項目投資方。
釩電解液在反應(yīng)過程中幾乎沒有損耗，可循環(huán)利用，且回收技術(shù)成熟，無環(huán)境污染，這意味著電解液具有保值、增值能力，企業(yè)完全可以通過租賃電解液的方式來降低電解液成本。
電解液租賃模式下，企業(yè)可以省去電解液初始投入成本的絕大部分，租賃模式下的初始投入成本僅約購買模式的一半。
如果能夠促成制造-使用-回收的產(chǎn)業(yè)閉環(huán)，還可以進一步提高電解液的殘值，釩電池全生命周期內(nèi)的成本則可進一步降低。由此可見，“以租代售”電解液模式將成為推動釩電池商業(yè)化的重要模式。
當然，“以租代售”不只能讓投資方受益，還能讓租方從中獲益。從電解液出租方的角度考慮，租賃業(yè)務(wù)若要持續(xù)開展且有所盈利，也需要滿足一些條件。電解液出租企業(yè)需要手握釩資源，能夠保證電解液原材料供應(yīng)的穩(wěn)定持續(xù)。當然，出租企業(yè)背后資金體量也得足夠，才能滿足持續(xù)采購電解液的資金需求。
在離子交換膜材料方面，目前商業(yè)領(lǐng)域主要用于液流電池的是杜邦公司所生產(chǎn)的Nafion質(zhì)子交換薄膜，Nafion薄膜以磺酸基團為交換基團作為全釩氧化還原液流電池的標準隔膜，其在電解液中的穩(wěn)定性高，但由于存在釩離子滲透率較高、不易降解等缺陷，尤其是其昂貴的價格在限制了液流電池的進一步發(fā)展。因此，目前在離子交換膜方面降本的策略主要是著力于降低薄膜電阻，減輕釩離子滲透，提高液流電池用質(zhì)子交換膜的性能，避免活性物質(zhì)污染以延長離子交換膜使用壽命以及整體系統(tǒng)性能提高，以實現(xiàn)液流電池成本降低。
在活性物質(zhì)方面，由于全釩液流電池其活性物質(zhì)主要為不同價態(tài)的釩離子，并且使用水作為電解質(zhì)溶劑。據(jù)美國地質(zhì)勘探局USGS數(shù)據(jù)，全球已探明釩礦儲量共計2200萬噸，其中中國儲量達950萬噸，占總比重的43%；俄羅斯和南非分列二三位，分別占全球釩礦儲量的23%和16%，并且目前中國釩礦產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量62%，釩礦產(chǎn)量與儲量都相對豐富，這也是我國與西方國家在液流電池路線選擇上，我國更加推崇全釩液流電池體系的原因，而西方國家受制于釩礦儲量更傾向選擇發(fā)展性能一般的鋅溴液流電池體系，因此嘗試在釩礦資源上降本也是降低全釩液流電池整體成本的一個手段。此外，在全釩液流電池成本降低的途徑中也有其它方法可以采取。例如液流電池系統(tǒng)可以通過集成堆棧的方式以實現(xiàn)成本降低。
結(jié)論和展望
許多區(qū)域政策越來越具體細化，政策跟終端市場更具有適配性。儲能配置角度有利于長時儲能的發(fā)展，很多區(qū)域提出了長于4小時的儲能要求，緯景儲能聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長葛群公開表示，將在3年內(nèi)把液流電池度電成本下降到0.2元，未來可能需要交給時間來確定。
