未来新能源储能技术新方向—钒电池

　　在常规能源领域，新能源技术主要集中在风能、太阳能、水力发电上。新能源不像普通的火力发电，存在较大的不可预测和多变特性，比如风电：由于风力的随意性，导致风电直接上网对电网的可靠性造成很大的冲击，所以储能技术及其产业对于目前以风能、太阳能产业为代表的产业日趋重要。另外，对于智能电网，通过分配存储的电力来满足高峰时期的电力需求，可以增加输配电系统的容量及优化效率。

　　目前，世界受日本核泄漏事件的影响，核电受到了环保界很大的误解，在安全性的顾虑消除前，新建核电都会很谨慎，尤其是最近欧洲的谨慎态度。正是由于新能源的发展，储能技术可以提供紧急状态下的备用电力以及为偏远的岛屿地区解决电力供应问题。因此在整个电力行业的所有环节，发电、输送、配电以及使用等各个环节都可以应用储能技术。

　　关于储能技术应该应用在电力系统的哪个环节最合适、以及带给电力系统的效益究竟有多大？全世界都在研究，最前沿的研究是美国电力科学院研究院，我国在这方面的研究相对滞后。

　　目前主流的储能技术包括物理类的储能和电化学储能两类。物理类的储能有：抽水蓄能、压缩空气、飞轮储能及超导储能、开放式循环气体涡轮等；电化学储能有：钠硫电池、钒电池、锂电池等。与电化学储能技术相比，其他的储能技术都存在较为明显的缺点：抽水蓄能受地理位置局限；压缩空气建设周期长，效率低；飞轮和超导储能技术，储能时间短；开放式循环气体涡轮等，资金都投入大，效率低，对环境影响大。因此在各种储能技术中符合清洁能源发展方向的是电化学储能技术。电化学储能包括：钠硫电池、钒电池和锂电池，对电网储能应用，尤其是风力发电储能应用，全钒电池和钠硫电池是两种主要的已经被市场认可的商用技术。现有的全球的储能电池，90%的兆瓦级项目都是采用钠硫电池。在日本，钠硫电池有接近200兆瓦的商用规模。但是钠硫电池对充放电有特殊控制要求，需要增加2-3倍的冗余。锂电池的储能时间有限，仅适用电网调频。因此电池容量和持续时间表现最佳的还是钒电池。

　　钒电池的主要优点是可深度大电流密度放电、循环寿命长、充电迅速、价格相对于其他储能装置设备低廉，钒电池非常适用于大型静态储能。但是钒电池也有缺点，能量密度低，体积较大，距离大规模储能应用、储能成本价格稍高。虽然每种储能技术，都有其优缺点，因此在可以预见的将来，储能领域必然存在钠硫电池、钒电池、锂电池等技术共存的局面，相互竞争，并不存在一种技术垄断整个市场的局面。

　　目前关于钒电池，政府层面与产业界以及学术界都有共识，认为钒电池最适合中国发展。首先中国钒矿资源丰富，拥有核心技术，通过跨国整合，目前中国公司已掌握了世界的钒电池关键技术，钒电池的特点也适合中国电网的需求，寿命长、可重复放电、可靠性高，完全能满足中国建设智能电网的需求。

　　全面开发应用调峰储能电池，将大幅提高电力系统的运行效率。2010年全国发电设备容量为96219万千瓦，其中火电70663万千瓦，占73.4%；水电21340万千瓦，占22.2%；风电3107万千瓦；核电1082万千瓦。火电在发电中的调峰能力差，虽然我国实行了分时电价，但峰谷发电量的差还是很大。解决电力调峰是全世界的课题，钒电池是能源存储技术的一次重大革命，有望突破新能源产业发展的瓶颈问题。