河北經(jīng)濟日報記者 劉朋朋
在承德豐寧的大山里，坐落著河北建投的一個儲能項目——東梁風電場豐寧森吉圖全釩液流電池風儲示范項目，廠房里矗立著一排排乳白色的電解液儲存罐，還有一個個像集裝箱一樣的“大塊頭”，釩電池正在源源不斷地儲存電力。
全釩液流電池系統(tǒng)。河北經(jīng)濟日報記者 劉朋朋 攝
近年來，風能、太陽能等清潔能源發(fā)電增長強勢，儲能賽道受到越來越多的關注，不同技術路線持續(xù)落地。電化學儲能經(jīng)歷了鉛酸電池、鋰電池的更新迭代之后，釩電池進入了大眾視野。
釩電池，又叫全釩液流電池，簡單來說，就是把釩這種金屬元素作為活性物質(zhì)，通過釩元素不同價態(tài)的轉換，實現(xiàn)電能的存儲與釋放。
“車間設備主件是兩排儲罐，里面是電解液，儲存著釩離子溶液，電解液流經(jīng)電堆，進行電能與化學能之間的轉換。”新天豐寧公司生產(chǎn)技術部經(jīng)理劉明介紹，相比于鋰電池，釩電池一大優(yōu)點是安全，它的電解液采用水性溶液，不存在起火、爆炸等風險。
承德地區(qū)有著豐富的風光資源。河北經(jīng)濟日報記者 劉朋朋 攝
承德地區(qū)風光資源豐富，新能源電力并網(wǎng)裝機已達1459萬千瓦，風機、光伏發(fā)電量持續(xù)攀升。
澎湃綠電如何穩(wěn)定消納？儲能設備“登場”，它在電力的平滑輸出上具有積極作用，當新能源電力出力供過于求時，可以減少棄風棄光。
“釩電池儲能就像一個‘電力銀行’，可以很好地存儲與釋放新能源發(fā)電。”劉明說，釩電池電解液可以循環(huán)使用，擁有20~25年的超長壽命，尤其在4小時以上的中長時間儲能優(yōu)勢明顯。
作為新型儲能領域的“后起之秀”，釩電池正走上更大的舞臺。
據(jù)了解，東梁風電場豐寧森吉圖全釩液流電池風儲電站由新天綠色能源股份有限公司下屬新天豐寧公司投資建設，設計儲能容量12兆瓦時，一期容量8兆瓦時，是河北省內(nèi)運營的第一套單一全釩液流電池儲能電站。該儲能電站把“風光”能源存起來，接受冀北電網(wǎng)調(diào)度，參與削峰填谷、調(diào)峰調(diào)頻、平滑輸出等，有效提高了電網(wǎng)對新能源發(fā)電的接納能力。
釩電池儲能發(fā)展風起云涌，釩電池裝備制造也在加快培育。
在承德新新釩鈦儲能科技有限公司（以下簡稱“新新釩鈦儲能”）的生產(chǎn)車間里，一派繁忙景象，一個個電堆正在陸續(xù)下線。
新新釩鈦儲能的電堆生產(chǎn)線。新新釩鈦儲能供圖
“目前，我們擁有國內(nèi)先進的年產(chǎn)33000m³高純釩電解液生產(chǎn)線、年產(chǎn)30000㎡釩電池專用質(zhì)子膜生產(chǎn)線、年產(chǎn)1GWh儲能系統(tǒng)生產(chǎn)線。”承德新新釩鈦儲能科技有限公司副總經(jīng)理劉宗煜介紹。
新新釩鈦儲能從2006年開始，就在釩電池的研發(fā)、生產(chǎn)與運營等領域耕耘，全釩液流電池儲能技術研發(fā)成功，為電能儲存打開了新的大門。
“在材料技術和系統(tǒng)控制方面，我們與清華大學合作，成立了全釩液流電池校企研發(fā)中心。”劉宗煜說。
目前他們已在全釩液流電池核心領域和關鍵技術上實現(xiàn)突破，擁有系列規(guī)格電堆、雙極板、電解液、質(zhì)子交換膜、系統(tǒng)集成設計等示范應用技術。
產(chǎn)業(yè)布局向縱深拓展，2023年6月，新新釩鈦儲能與河北地礦集團攜手，成立了河北超釩儲能有限責任公司（以下簡稱“超釩儲能”），產(chǎn)品生產(chǎn)向自動化、智能化加速邁進。
近日，記者走進位于承德豐寧的超釩儲能生產(chǎn)車間，全釩液流電池智能生產(chǎn)線正在緊張進行安裝調(diào)試。
全釩液流電池智能生產(chǎn)線。河北經(jīng)濟日報記者 劉朋朋 攝
“我們的全釩液流電池生產(chǎn)線是河北省首臺（套）智能自動化電堆組裝產(chǎn)線，平均每34分鐘就能下線一個電堆，可大大提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性、一致性，同時降低生產(chǎn)成本。”河北超釩儲能有限責任公司董事長湯勇說。
除了自動化電堆生產(chǎn)線，超釩儲能還建有板框注塑生產(chǎn)線、質(zhì)子膜生產(chǎn)線、零部件預制生產(chǎn)線、集成系統(tǒng)檢測線等多條智能化生產(chǎn)線。
全釩液流電池架構組成。資料圖
全釩液流電池系統(tǒng)由電堆、電解液、管道系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等核心單元組成，產(chǎn)品可根據(jù)需求調(diào)節(jié)電解液體積及電堆數(shù)量，滿足百兆瓦級以上儲能需求。
儲電規(guī)模大、安全性能高、儲能時間長、生命周期長等優(yōu)勢，帶來了釩電池儲能應用場景不斷上新。
全釩液流電池可與新能源發(fā)電并網(wǎng)組合，實現(xiàn)儲能與調(diào)頻輸出雙向賦能，在用戶側，為工業(yè)園區(qū)、工礦企業(yè)、充電站、數(shù)據(jù)中心等提供更加優(yōu)質(zhì)的能源服務，為電能儲存賦予更多的可能。
“全釩液流電池生產(chǎn)線預計于今年10月份進行試生產(chǎn)。項目滿產(chǎn)后，生產(chǎn)規(guī)模為1GWh/年，年產(chǎn)值可達12億元。”湯勇說。
資料顯示，承德市是產(chǎn)釩的重地，我國40%以上的釩都來自這里，源頭供給能夠把控在自己手中，這點是鋰電所無法比擬的。
得天獨厚的釩資源優(yōu)勢為河北釩電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了十分有利的條件。依托豐富的釩資源和釩電池儲能技術優(yōu)勢，在承德、石家莊、邢臺、唐山、滄州等地，河北積極推進一批全釩液流電池生產(chǎn)制造項目落地。未來，“釩”電池儲能在新型儲能的賽道上將會有更多不“凡”作為。
