淺談釩電池在電力技術及電力系統(tǒng)規(guī)劃中應對策略

高綏龍

（陜西省地方電力〈集團〉有限公司 榆林供電局，陜西 榆林 719000）

0 前言

自1980年推動經(jīng)改開始，中國的經(jīng)濟即有如脫胎換骨般蛻變，持續(xù)保以兩位數(shù)的經(jīng)濟成長率。近年來，即使國際經(jīng)濟走淡，中國也都能夠保持在8%上下的經(jīng)濟成長率。中國大陸產(chǎn)業(yè)結構性的變革使國家經(jīng)濟快速增長，快速的經(jīng)濟發(fā)展及擴張的產(chǎn)業(yè)成長，相對帶動了對電力的需求。從2002年以來中國大陸電力供給便出現(xiàn)不敷需求使用量的缺電危機。根據(jù)「2004年中國大陸投資環(huán)境和風險調(diào)查」報告中顯示：中國整體投資環(huán)境三年來呈現(xiàn)下滑趨勢，尤其是電力供應缺口擴大，水電、能源、燃料供應不穩(wěn)定等問題最為嚴重。本研究主要探討新能源中的綠色能源—釩電池，釩電池是目前發(fā)展勢頭強勁的優(yōu)秀綠色環(huán)保蓄電池之一，應用領域十分廣闊：如可作為大廈、機場、程控交換站備用電源;可作為太陽能等清潔發(fā)電系統(tǒng)的配套儲能裝置，為潛艇、遠洋輪船提供電力以及用于電網(wǎng)調(diào)峰等。進而，研究釩電池及其相關技術有利于推動我國能源的綠色化進程，并為我國的經(jīng)濟建設提供清潔、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的電力能源。

1 釩電池概述

1.1 釩電池的定義

圖1 釩電池基本工作原理

釩電池全稱為“全釩氧化還原液流電池”,是一種活性物質(zhì)呈循環(huán)流動液態(tài)的氧化還原電池。其原理是通過兩個不同類型的、被一層隔膜隔開的釩離子之間交換電子,把存儲在電解波中的能量轉換為電能。全釩液流電池作為最具代表性的一種液流電池類型近年來成為研究熱點，基于不同價態(tài)的釩離子在酸性介質(zhì)下的兩個不同的反應所形成的電極反應對運行，釩離子具有+2，+3，+4，+5四個價態(tài)且都可穩(wěn)定存在，這幾種釩離子在釩電池中都有涉及。釩電池基本工作原理如圖1所示。

1.2 釩電池的重點技術分析

隨著傳統(tǒng)能源的日漸枯竭以及相應的環(huán)境問題，風能、太陽能等可再生能源的利用引起人們廣泛的關注并得到快速發(fā)展，同時為保證可再生能源的穩(wěn)定供電，克服其固有問題，越來越多的蓄電儲能技術得到開發(fā)及使用，其中液流電池作為大規(guī)模儲能技術的一種解決方案，近年來也取得很大進展。與鉛蓄電池相比，它的制造、使用及廢棄過程均不產(chǎn)生有害物質(zhì)。與鋰電池相比，釩電池的生產(chǎn)成本更低，接近鉛蓄電池。可深度大電流密度放電、循環(huán)壽命長、充電迅速、價格相對于其他儲能裝置設備低廉，非常適用于大型靜態(tài)儲能，因此可廣泛應用于電力行業(yè)。其缺點為能量密度較低，體積較大，距離大規(guī)模應用于儲能、儲能成本價格稍高。全釩氧化還原液流電池關鍵部件包括電池系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)的核心部分，實現(xiàn)能量的儲存和釋放功能，關鍵技術包括:電堆結構，關鍵材料（隔膜、電極、雙極板、電解液），液流循環(huán)系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)，根據(jù)應用需求和釩電池的特性控制電池系統(tǒng)的操作，充分發(fā)揮釩電池的性能，同時提供保護及維護功能，包括:電池監(jiān)控自動化系統(tǒng)，電池保護系統(tǒng)。能量轉換系統(tǒng)，在電池系統(tǒng)和外部環(huán)境（電源及負載）之間實現(xiàn)電力轉換，還有一個內(nèi)部電源系統(tǒng)提供電池系統(tǒng)內(nèi)部用電所需；電力轉換系統(tǒng)，電源系統(tǒng)。

2 釩電池規(guī)劃在電力技術及電力系統(tǒng)規(guī)劃中的應用

第一，為適應新形勢下的綠色能源發(fā)展需要，規(guī)劃工作必須嚴格服從于釩電池的發(fā)展戰(zhàn)略，始終圍繞著釩電池的特征和內(nèi)涵，強化理念和思路的創(chuàng)新，結合重點項目的平穩(wěn)推進，徹底轉變傳統(tǒng)思維方式和技術手段。

第二，為電信基站儲能,電網(wǎng)調(diào)峰儲能,再生能源儲能，同時，構建綠色能源項目評價指標體系時，應充分考慮到項目經(jīng)濟性、技術性、安全性、社會性，環(huán)節(jié)友好性等方面的要求。

第三，建立好合理的指標體系后，選擇科學先進的評價方法，合理的給指標賦權，以最終得到科學的規(guī)劃方案。

3 結束語

釩電池是綠色能源發(fā)展中一種新前景，對于我國而言，投入較大量的人力、物力等資源建設中國特色的綠色能源，并以釩電池為基礎制定出中國較好且大規(guī)模儲能技術的一種解決方案，是我國目前的奮斗目標，也是發(fā)展前景。