釩電池能否引領新能源革命？

    釩電池（VRB,VanadiumRedoxFlowBattery）是當今世界上規模最大、技術最先進、 最接近產業化的高效可逆燃料電池，具有功率大、容量大、效率高、成本低、壽命長、綠色環保等一系列獨特優點，在風力發電、光伏發電、電網調峰、分布電站、 軍用蓄電、交通市政、通訊基站、UPS電源等廣闊領域有著極其良好的應用前景，在日本、加拿大、美國、澳大利亞、西歐等國家和地區已開始取代容量小、壽命 短、污染大的鉛酸電池。
    隨著釩電池技術的迅猛發展，釩電池必將為人類帶來一場前所未有、意義重大深遠的新能源產業革命！

釩電池優點
    與其它化學電源相比，釩電池具有明顯的優越性，主要優點如下：
1.功率大：通過增加單片電池的數量和電極面積，即可增加釩電池的功率，目前美國商業化示范運行的釩電池的功率已達6兆瓦。
2.容量大：通過任意增加電解液的體積，即可任意增加釩電池的電量，可達吉瓦時以上；通過提高電解液的濃度，即可成倍增加釩電池的電量。
3.效率高：由于釩電池的電極催化活性高，且正、負極活性物質分別存儲在正、負極電解液儲槽中，避免了正、負極活性物質的自放電消耗，釩電池的充放電能量轉換效率高達75%以上，遠高于鉛酸電池的45%。
4.壽命長：由于釩電池的正、負極活性物質只分別存在于正、負極電解液中，充放電時無其它電池常有的物相變化，可深度放電而不損傷電池，電池使用壽命長。 目前加拿大VRBPowerSystems商業化示范運行時間最長的釩電池模塊已正常運行超過9年，充放循環壽命超過18000次，遠遠高于固定型鉛酸電 池的1000次。
5.響應速度快：釩電池堆里充滿電解液可在瞬間啟動，在運行過程中充放電狀態切換只需要0.02秒，響應速度1毫秒。
6.可瞬間充電：通過更換電解液可實現釩電池瞬間充電。
7.安全性高：釩電池無潛在的爆炸或著火危險，即使將正、負極電解液混合也無危險，只是電解液溫度略有升高。
8.成本低：除離子膜外，釩電池部件多為廉價的碳材料、工程塑料，材料來源豐富，易回收，不需要貴金屬作電極催化劑，成本低。
9.釩電池選址自由度大，可全自動封閉運行，無污染，維護簡單，運營成本低。

釩電池市場前景
    中國和世界釩電池市場很大，其中風力發電和光伏發電的釩電池市場需求按總裝機量的25%計算，其它領域的釩電池市場需求按100%計算；釩電池產值以2萬元/千瓦計算，不含電解液。

風力發電
    目前風力發電機需要配備功率大約相當于其功率1%的鉛酸電池用于緊急情況時風機保護收風葉用，另外每一臺風機還需要配備功率大約相當于其功率4%的后備蓄 電池。由于電網已成為風電發展的瓶頸，隨著風電的爆炸式發展，風電與電網的矛盾將越來越突出，為了減少對電網的沖擊，大幅度提高風電場電力的使用率同時賺 取巨額的電網峰谷差價，風電場將需要配備功率相當于其功率10～50%的動態儲能蓄電池。對于風機離網發電，則需要更大比例的動態儲能蓄電池。
    由于風機現在使用的鉛酸電池存在容量小、壽命短、穩定性差、維護費時費力、污染大等嚴重缺陷，風機制造廠家一直在尋找更好的可以替代鉛酸電池的產品，相信 擁有眾多杰出優點的釩電池完全可以取代現有的鉛酸電池，進而構建風電場的動態能源儲存系統，大幅度提高風電場的效率和效益，推動風電產業更好更快地發展。

光伏發電
    據權威機構統計，近幾年全球光伏組件的年均增長率高達30％，光伏產業成為全球發展最快的新興行業之一。特別是2008年，全球光伏發電裝機總量達到3吉瓦。
    顧名思義，光伏發電需要太陽光，一旦到了晚上和陰雨天就發不了電，因而需要蓄電池為其儲存電力，由于鉛酸電池功率、容量、壽命均非常有限，相信集眾多杰出優點于一身的釩電池將作為光伏發電儲能電池的首選。

電網調峰
    電網調峰的主要手段一直是抽水蓄能電站。近二三十年來，世界發達國家抽水蓄能電站發展越來越快。世界上抽水蓄能電站發展最快、裝機容量最多的是日本，其次 是美國、意大利、德國、法國、西班牙等，日本和美國抽水蓄能電站裝機容量均已超過2000萬千瓦。
    由于抽水蓄能電站需建上、下兩個水庫，受地理條件限制較大，在平原地區不容易建設，而且占地面積大，維護成本高。釩電池蓄能電站不受地理條件限制，選址自 由，占地少，維護成本低。可以預期，隨著釩電池技術的發展，釩電池蓄能電站將逐步取代抽水蓄能電站，在電網調峰中發揮重要的作用。

交通市政
    隨著世界城市化進程的不斷加快和汽車保有量的持續增加，汽車尾氣污染已經成為城市空氣污染的頭號污染源。大力發展節能、環保的電動汽車替代傳統燃油汽車， 已成為了人們的共識。隨著釩電池技術的快速發展，可以預期，擁有眾多杰出優點的釩電池將在電動汽車（特別是城市公交客車）、電動機車、電動自行車、電動船 舶、交通信號、風光互補路燈等廣闊領域發揮重要作用。

通訊基站
    通信基站和通信機房需要蓄電池作為后備電源，且時間通常不能少于10小時。對通訊運營商來講，安全穩定可靠性和使用壽命是最重要的，在這一領域，釩電池有著鉛酸電池無法比擬的先天優勢。

UPS電源
    賽迪顧問研究顯示，2007年UPS市場出現了持續增長的態勢，主要原因是中國經濟的持續高速發展帶來的UPS用戶需求分散化，使得更多的行業和更多的企 業對UPS產生了持續的需求。未來幾年，UPS產品發展的方向是更高的可用性、安全性以及功能的集成化、智能化和人性化。
    目前中國的UPS市場強烈需求功率大、安全、穩定可靠的蓄電池，釩電池在這一領域，相對于鉛酸電池無論在功率、安全穩定性、還是使用壽命上都有著絕對優勢。

分布電站
    當今社會對能源與電力供應的質量、效率、環保以及安全可靠性要求越來越高，大電網由于自身的缺陷已經不能滿足這種要求。隨著分布電站的崛起，大型中心電站 將逐步走向衰落。相信釩電池將首先在醫院、指揮控制中心、數據處理和通訊中心、商業大樓、娛樂中心、政府要害部門、制藥和化學材料工業、精密制造工業的分 布電站中發揮重要作用。

軍用蓄電
    釩電池還可以在軍事基地、指揮中心等軍事部門的軍用蓄電中發揮重要作用。 ■