中國(guó)儲(chǔ)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(chǔ)能方向上的發(fā)展十分迅速，這也很大程度上是由于其儲(chǔ)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(zhǎng)、選址自由、環(huán)境友好、運(yùn)維成本較低等特點(diǎn)，使得其較傳統(tǒng)鉛酸電池以及新型鋰電池具有強(qiáng)大的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)。
以一基本的儲(chǔ)能規(guī)模為10千瓦/120千瓦時(shí)的全釩液流電池為例，其成本主要包括三個(gè)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(kāi)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(dá)到40%以上，其性能將直接影響到電池系統(tǒng)的工作效率、運(yùn)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(zhǎng)，其電池通常可以循環(huán)超過(guò)10000圈，因此長(zhǎng)期而言，液流電池依然在成本上具有很大優(yōu)勢(shì)。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(shí)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(duì)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(xué)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(xué)穩(wěn)定性都有助于延長(zhǎng)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(shí)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(gòu)買(mǎi)電解液，然后將電解液出租給液流電池項(xiàng)目投資方。
釩電解液在反應(yīng)過(guò)程中幾乎沒(méi)有損耗，可循環(huán)利用，且回收技術(shù)成熟，無(wú)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(guò)租賃電解液的方式來(lái)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(gòu)買(mǎi)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(jìn)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(jìn)一步降低。由此可見(jiàn)，“以租代售”電解液模式將成為推動(dòng)釩電池商業(yè)化的重要模式。
當(dāng)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(kāi)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(dāng)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(gòu)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(tuán)為交換基團(tuán)作為全釩氧化還原液流電池的標(biāo)準(zhǔn)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(jià)格在限制了液流電池的進(jìn)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(zhǎng)離子交換膜使用壽命以及整體系統(tǒng)性能提高，以實(shí)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(jià)態(tài)的釩離子，并且使用水作為電解質(zhì)溶劑。據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局USGS數(shù)據(jù)，全球已探明釩礦儲(chǔ)量共計(jì)2200萬(wàn)噸，其中中國(guó)儲(chǔ)量達(dá)950萬(wàn)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(chǔ)量的23%和16%，并且目前中國(guó)釩礦產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量62%，釩礦產(chǎn)量與儲(chǔ)量都相對(duì)豐富，這也是我國(guó)與西方國(guó)家在液流電池路線選擇上，我國(guó)更加推崇全釩液流電池體系的原因，而西方國(guó)家受制于釩礦儲(chǔ)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(gè)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(guò)集成堆棧的方式以實(shí)現(xiàn)成本降低。
結(jié)論和展望
許多區(qū)域政策越來(lái)越具體細(xì)化，政策跟終端市場(chǎng)更具有適配性。儲(chǔ)能配置角度有利于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的發(fā)展，很多區(qū)域提出了長(zhǎng)于4小時(shí)的儲(chǔ)能要求，緯景儲(chǔ)能聯(lián)合創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)葛群公開(kāi)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(lái)可能需要交給時(shí)間來(lái)確定。
