2022/11/28
钒液流电池是大功率、大容量和长时储能的理想技术路线,未来有望成为大中型储能的重要方式。
1.钒电池优缺点分析
通过增加电*的数量和面积可以有效提高功率,通过增加电解液的体积可以增加钒液流电池的容量,因此钒液流电池可以达到很高的工作功率和容量。与使用非水电解液的锂电池不同,钒液流电池采用钒离子水溶液作为电解液,大大降低发生过热、燃烧、爆炸的可能性,安全性更好。此外,由于钒液流电池正负活性物质分别只存在于正*和负*电解液中,不像其他电池存在充放电过程中电*结构的变化(导致容量衰减),因此电池使用寿命长。
钒液流电池的质量和体积庞大,因此其比能量和比功率远低于其他电池系统,导致其不适用于电动汽车等场景。与锂电池相比,钒液流电池*大的劣势是成本,主要来自电解液和电堆,降低两者成本是业内共识。此外,钒液流电池对环境温度的要求苛刻,正*电解液中的五价钒在高温下(高于 45℃)易析出沉淀、堵塞流道,在低温下(低于电解液的冰点)电解液凝固,因此一般的运行温度都要求在0~45℃之间,限制了钒液流电池的应用。
不同储能系统初次建设成本对比(元/千瓦时)
2.全钒液流储能投资成本分析
全生命周期成本分析
钒液流电池全生命周期成本更低。
由于全钒液流电池的电解液可再生循环使用,因此其残值很高。同样以储能时长为4小时的钒液流电池储能系统为例,其中废金属的残值估值为300元/kW,折合为75元/kWh,电解液残值约为原有的70%即1050元/kWh,合计残值为1125元/kWh,实际成本为1875元/kWh。
而对于储能时长为10小时的系统来说,废金属残值折合为30元/kWh,合计残值为1080元/kWh,实际成本仅为1020元/kWh。
因此,对于全钒液流电池储能系统来说,储能时间越长,其全生命周期成本越低。
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抽水蓄能作为*成熟稳定的储能技术,是国内重点投资建设的储能形式。抽水储能的主要限制是项目的建设选址要求较高且建设周期较长。压缩空气储能也属于成熟技术,但系统的能量转换效率偏低且项目选址也受限。
与这两种储能技术相比,钒液流电池的储能上限低于抽水蓄能,但有着系统安全性高、项目建设周期短、选址灵活等优点,且随着技术进步,钒液流电池的经济性优势将逐渐强化,未来有望成为大规模长时储能的重要技术路线之一。
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