长时储能系列6——液流电池优劣势和产业链

快车通道：

怎样学习碳领域的相关知识？（免费系列）

9月22-24日碳资产管理课程，你值得拥有！

各类储能技术度电成本分析

国内储能项目进展系列汇总

户用储能系列汇总

户用储能成本与收益计算系列汇总

昨天和大家分享了长时储能系列的第五部分：钠离子电池优劣势和产业链

今天和大家分享第六部分：液流电池优劣势和产业链

一、原理：依靠氧化还原液流电池进行储能

液流电池是一种大规模高效电化学储能装置。区别于其他电池储能装置，液流电池将反应活性物质储存于电解质溶液中，可实现电化学反应与能量储存场所的分离，使得电池功率与储能容量设计相对独立，适合大规模蓄电储能需求。目前典型液流电池体系包括全钒液流电池、铁铬液流电池、锌溴液流电池、多硫化钠/ 溴电池等。

1、全钒液流电池 

全钒液流电池（Vanadium Redox Battery，VRB），是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池。通过两个不同化合价的、被隔膜隔开的钒离子之间交换电子来实现电能与化学能的相互转化。钒电池充电后，正极为 V5+，负极为 V2+；放电后，正负极分别为 V4+和 V3+溶液。正极和负极之间由隔膜隔开，该隔膜只允许 H+通过,，H+也就起到了电池内部导电的作用。

2、铁铬液流电池 

铁铬液流电池（Iron-chromium flow battery），是最早被提出的液流电池体系。铁铬电池充电后，正极为 Fe3+，负极为 Cr2+；放电后，正极为 Fe2+，负极为 Cr3+。盐酸作为支持电解质，水为溶剂。

二、优劣势：容量、功率独立设计，规模易扩展，但成本较高

1、优势 

1）在长时储能中，液流电池最大的优势为输出功率和储能容量可分开设计。通过增加单片电池的数量和电极面积，即可增加液流电池的功率，目前中国商业化示范运行的钒电池的功率已达 5MW。通过增加电解液的体积或提高电解液的浓度，即可任意增加液流电池的电量，可达百兆瓦时以上。 

2）循环寿命长。由于液流电池的正、负极活性物质只分别存在于正、负极电解液中，充放电时无其它电池常有的物相变化，可深度放电而不损伤电池，电池使用寿命长。

2、劣势

成本问题是当前液流电池最大的劣势。全钒液流电池当前的产业化进程较快，但是面临着钒资源约束的问题；铁铬液流电池没有明显的资源约束问题，但是当前产业化推进相对较慢。

三、产业链：隔膜、电解液为影响性能的核心材料

液流电池主要由电解液、隔膜、电极材料、泵、功率转换系统等部分组成。 

电解液是液流电池的核心材料，是整个化学体系中存储能量的介质。在全钒液流电池中，电解液成本占据了储能电池成本的一半以上。 

隔膜是影响液流电池性能和成本的又一核心材料。它起着阻隔正极和负极电解液互混，隔绝电子以及传递质子形成电池内电路的作用。因此隔膜应该具备高的氢离子导电能力和高的离子选择性，尽量避免正负极电解液中不同价态的钒离子互混，以减少由此造成的电池容量损失。

隔膜还应该具有优良的化学及电化学稳定性、耐腐蚀性、抗氧化性，满足电池长时间运行的要求。而且需要成本低廉，提高产品的市场竞争力，利于大规模商业化推广。良好的化学稳定性，高的比表面积和电催化活性是电极的关键。 

泵在钒电池中起到输送电解液的作用，需要具有较强的稳定性。

储能时长为 8h 的情况下，电解液的价值量占比 53%，隔膜的价值量占比 19%，石墨毡价值量占比 5%，泵价值量占比 4%，功率转换系统价值量占比 12%。

四、产业化：百兆瓦级全钒液流电池储能系统整站调试

1、全钒液流电池 

随着相关示范项目的带动，全钒液流电池成本有望降低，从而在产品技术端推进其商业化进程。2022 年 5 月，全球最大 100MW/400MWh 级全钒液流电池储能电站正式并网，将加速全钒液流电池商业化脚步。

国内全钒液流项目建设情况：

2、铁铬液流电池 

2019 年以来，铁铬液流电池商业化进程逐渐加快。2019 年，中国国家电投集团科学技术研究院有限公司研发的首个 31.25KW 铁铬液流电池电堆（容和一号）成功下线。

2020 年，中国国家电投集团开发的 250KW/1.5MWh 铁铬液流电池 在河北省张家口市光储示范项目中正式投产运行，是我国首个百千瓦级的铁铬液流电池储能项目。

长时储能系列的第六部分的内容就分享到这里，明天和大家分享第七部分的内容：熔盐储热优劣势和产业链

免费服务：

（在公众号发送以下关键字可以查看相关系列的内容）

 

国际碳市场，中国碳市场，碳市场展望，中国碳价调查，碳交易，碳资产，大宗商品碳关税，碳关税专家交流，欧盟碳关税计算，碳减排制度，发达国家碳排放政策，ISO14064-1，碳计量，碳排放，低碳供应链，可持续发展案例，可持续发展调研，循环经济，ESG，钢铁ESG，乡村振兴

CCER制度，CCER项目减排效益测算，林业碳汇，林业碳汇项目开发，碳汇造林方法学，林业碳汇专家交流，绿色金融

碳中和，电力碳中和，水泥碳中和，玻璃碳中和，化工碳中和，钢铁碳中和，电子制造业碳中和，CCUS，氢能，抽水蓄能

智慧园区碳中和，零碳智慧园区案例，华为零碳智慧园区，工业互联网双碳园区，智慧建筑碳中和，商业建筑碳中和，房地产碳评估，智慧交通碳中和，数据中心碳中和

汽车碳中和，汽车行业碳中和，中国乘用车双积分，广东汽车碳足迹，汽车左B柱LCA，汽车白车身LCA，废旧轮胎再生橡胶LCA，新能源汽车人才供需

绿电，绿电专家交流，电价政策，电力市场政策，澳洲电力危机解析，新型储能政策专家交流，户用储能，户用储能成本与收益计算，欧洲户用储能专家交流，国内储能项目进展，虚拟电厂

锂电池，电池回收，动力电池，动力电池发展趋势，动力电池市场回顾，传统车企电动化战略，动力电池全球市场格局，锂电材料专家交流，磷酸铁锂专家交流，磷酸铁，石墨化专家交流，4680、麒麟电池专家交流，电池隔膜行业竞争壁垒，磷酸锰铁锂

付费服务（零碳工厂、零碳园区）：

1、个人和企业层面的碳排放管理、碳资产管理培训

2、上市企业、各类园区的组织层面碳盘查、产品层面碳足迹、碳中和规划、碳配额资产托管、国内外碳信用申请和交易（CCER、林业碳汇、VCS、GS等）