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一、技術(shù)情況
1、基本原理
1985年，新南威爾士大學的 Maria Skyllas-Kazacos團隊首創(chuàng)全釩液流電池。液流電池是一種新型、綠色的電化學儲能電池，其正極和負極電解液分別存儲在儲液罐內(nèi)，通過循環(huán)泵推動電解液進入電堆，其中的活性物質(zhì)在離子傳導膜兩側(cè)的多孔電極上發(fā)生電化學反應。
2、系統(tǒng)構(gòu)成
液流電池系統(tǒng)主要由電堆、電解液循環(huán)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)（BMS）、電池儲能系統(tǒng)（BSS）、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（PCS）等部件構(gòu)成，其中，電堆是液流電池系統(tǒng)的核心部件，由集流板、雙極板、密封墊、電極框、電極、離子傳導膜、絕緣板等零部件組成。
3、產(chǎn)品分類
根據(jù)電解液種類，及當前技術(shù)成熟度及應用情況，全釩、鐵鉻、鋅基等電解液是主要技術(shù)路線，其中全釩技術(shù)成熟度最高。
全釩液流電池的電流密度達到300mA/cm2，已實現(xiàn)了500kW儲能模塊的系統(tǒng)集成設計，可滿足100MW級液流電池儲能電站建設及新型儲能市場對GW級標準模塊化儲能系統(tǒng)的工程需求。
鐵/鉻液流電池堆產(chǎn)品已涵蓋2.5kW、30kW、45kW等多種型號，可根據(jù)項目實際需求，為用戶提供安全與經(jīng)濟性兼?zhèn)涞募b箱模塊化或大規(guī)模廠房式的儲能配置。
面向分布式能源的鋅基液流電池技術(shù)，突破了鋅基液流電池關鍵材料制備和電堆制造技術(shù)，形成了覆蓋5kW、10kW、30kW級不同功率規(guī)模的用戶側(cè)鋅基液流電池系統(tǒng)應用示范。
二、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
1、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀
液流電池產(chǎn)業(yè)鏈上游主要涉及資源開采與冶煉，中游則進行液流電池儲能系統(tǒng)的設計與制造，包括功率單元(電堆)與能量單元(電解液)兩大部分，下游主要為儲能項目的開發(fā)和運營。
全釩液流電池。上游材料包括五氧化二釩、聚合物材料、硫酸、碳材料以及各類輔材等，其中釩礦及其加工業(yè)處于核心地位。釩電池電解液是釩電池的關鍵材料之一，直接影響釩電池的儲電能力，對4小時儲能系統(tǒng)，電解液占儲能系統(tǒng)總成本的50%、而對10小時儲能系統(tǒng)，電解液占總成本的70%。
2、企業(yè)現(xiàn)狀（部分）
國內(nèi)眾多科研院所、制造企業(yè)均已進軍液流電池行業(yè)。液流電池系統(tǒng)研發(fā)及生產(chǎn)制造主要企業(yè)包括：
全釩液流電池：大化所、大連融科、上海電氣、寰泰能源、北京普能、四川偉力德、開封時代、陜西華銀、中鈉儲能等。
鋅基液流電池：大化所、江蘇恒安、陜西華銀等。
鐵/鉻液流電池：北京和瑞、中海儲能、西融科技等。
3、項目現(xiàn)狀（部分）
我國已實現(xiàn)了多套MW級以上液流電池儲能系統(tǒng)集成與應用示范，隨著技術(shù)不斷深入研究，我國液流電池產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈不斷完善，近年來，越來越多的技術(shù)路線和企業(yè)進入到液流電池領域，液流電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大。
目前，全球最大的兆瓦級全釩液流電池儲能調(diào)峰電站（100MW/400MWh）、全球最大容量的兆瓦級鐵鉻液流電池儲能示范項目（1MW/6MWh）已成功投運。
此外，運行十年以上的全釩液流電池儲能系統(tǒng)，包括臥牛石風電場（5MW/10MWh）自2012年投運至今，金風科技亦莊（200kW/800kWh）自2012年投運至今，均安全穩(wěn)定運行。
從當前典型案例來看，儲能市場均大于4小時。
4、成本分析
相比鋰離子電池，液流電池初始投資較大，但按照長時儲能的有關要求，大于4h的液流電池系統(tǒng)全生命周期投資優(yōu)勢明顯，且液流電池初始單位投資隨著儲能時長的拉大而攤薄，在長時、大容量儲能領域具有突出優(yōu)勢。
儲能時長為4h的全釩液流電池系統(tǒng)，初次投資成本為3000元/kWh，使用15年以上電池系統(tǒng)報廢后，如果電池系統(tǒng)廢金屬殘值估值為300元/kW，電解液殘值按70% 估算為1050元/kWh，故電池系統(tǒng)的殘值為1125元/kWh，實際成本約為1875元/kWh。
對于儲能時長為10h的全釩液流電池儲能系統(tǒng)，初始投資成本為2100元/kWh，使用15年以上電池系統(tǒng)報廢后，電池系統(tǒng)廢金屬等殘值估值為300元/kW，電解液殘值按70% 估算為1050元/kWh，故電池系統(tǒng)的殘值為1080元/kWh，實際成本僅為1020元/kWh。下圖為全釩液流電池不同時長初始投資成本示意圖。
三、標準現(xiàn)狀
1、標準體系
依托能源行業(yè)液流電池標準化技術(shù)委員會（NEA/TC23）、全國燃料電池及液流電池標準化技術(shù)委員會（SAC/TC342）等標準化技術(shù)組織，開展了液流電池領域標準體系建設、關鍵標準制修訂、國際標準化等工作，一定程度上滿足并支撐了我國液流電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
結(jié)合液流電池標準化發(fā)展現(xiàn)狀，在原有液流電池標準體系重視產(chǎn)品及上游零部件的基礎上，進一步擴大液流電池的供應鏈及產(chǎn)業(yè)鏈范圍，液流電池標準體系框架。
截至目前，液流電池現(xiàn)有國際標準3項、國家標準5項，行業(yè)標準26項；在研國家標準計劃1項，行業(yè)標準計劃3項，團體標準3項，已初步建立了滿足我國液流電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的標準體系。
2、關鍵標準
依據(jù)標準體系的覆蓋范圍，結(jié)合液流電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，近年來，開展了包括液流電池系統(tǒng)設計安裝、性能測試、系統(tǒng)安全、回收利用、關鍵零部件等方面關鍵標準制修訂工作，覆蓋液流電池上下游·產(chǎn)業(yè)鏈各相關方。具體如下：
設計安裝方面，已有GB/T 41986-2022《全釩液流電池 設計導則》、NB/T 42145-2018《全釩液流電池 安裝技術(shù)規(guī)范》、NB/T 11066-2023《鋅基液流電池 安裝技術(shù)規(guī)范》。
性能測試方面，已有GB/T 32509-2016《全釩液流電池通用技術(shù)條件》、NB/T 42135-2017《鋅溴液流儲能電池通用技術(shù)條件 》、NB/T 10459-2020《鋅鎳液流電池 通用技術(shù)條件 》、《鐵-鉻液流電池通用技術(shù)條件》（能源20210225）、GB/T 33339-2016《全釩液流電池系統(tǒng) 測試方法》、NB/T 11064-2023《鋅基液流電池系統(tǒng) 測試方法》等。
系統(tǒng)安全方面，目前已有GB/T 34866-2017《全釩液流電池 安全要求》、NB/T 11065-2023《鋅基液流電池 安全要求》等。
回收利用方面，目前已有NB/T 11063-2023《全釩液流電池用電解液 回收要求》。
3、國際標準化
國際標準化組織對口方面，液流電池標準化工作為IEC/TC21國際電工委員會二次電池和電池組和IEC/TC105國際電工委員會燃料電池合作成立的IEC/TC21/JWG7國際電工委員會液流電池聯(lián)合工作組，目前已組織制定了3項國際標準，并于2020年正式發(fā)布。
IEC 62932-1 《固定式液流電池能源系統(tǒng) 第1部分：術(shù)語和通用要求》（Flow battery systems for stationary applications - Part 1 General aspects, terminology and definitions）。
IEC 62932-2-1《固定式液流電池能源系統(tǒng) 第2-1部分：性能通用要求和試驗方法》（Flow battery systems for stationary applications - Part 2-1 Performance general requirements and test methods）。（我國自主制定）。
IEC 62932-2-2 《固定式液流電池能源系統(tǒng) 第2-2部分：安全要求》（Flow battery systems for stationary applications - Part 2-2 Safety requirements）。
