電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）國(guó)家近年來大力發(fā)展新能源，但新能源間歇性和波動(dòng)性的因素?zé)o法消除，加上部分電網(wǎng)建設(shè)問題，從國(guó)家能源局發(fā)布的報(bào)告來看，仍然存在少量棄光、棄水和棄風(fēng)的電量浪費(fèi)現(xiàn)象。盡管平均棄電率已經(jīng)從過去的10%以上縮小至在1%~5%之間，在全國(guó)龐大的用電量下，依然是一個(gè)不容小覷的數(shù)字。

為了進(jìn)一步改善能源電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，解決利用不足的現(xiàn)象，我國(guó)也開始大力推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展，不僅是電源側(cè)，還有電網(wǎng)與用戶側(cè)的新型儲(chǔ)能。借著材料科學(xué)的東風(fēng)，儲(chǔ)能電池這種電化學(xué)儲(chǔ)能方式迅速崛起，不少省市都在加強(qiáng)儲(chǔ)能電池產(chǎn)品的布局，比如鉛蓄電池、鋰離子電池、液流電池等。

儲(chǔ)能有術(shù)

與動(dòng)力電池相比，儲(chǔ)能電池更注重高安全、低成本、高可靠與長(zhǎng)壽命，尤其是在長(zhǎng)壽命上。比如新能源汽車的動(dòng)力電池循環(huán)壽命大概在5到10年之間，而電網(wǎng)等項(xiàng)目所用到的儲(chǔ)能電池則需要10年以上的循環(huán)壽命。而動(dòng)力電池追求的是高能量密度和小體積，這些就是儲(chǔ)能電池的弱項(xiàng)。

而在儲(chǔ)能電池中，也有液流電池與鋰離子電池等不同的路線。液流電池將電解質(zhì)置于外部容器，而鋰離子電池的能量來自于電池內(nèi)部。因此液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)擴(kuò)容更方便，成本也更低，只需要擴(kuò)大容器即可。在緊急供電的情況下，液流電池也可以直接通過更換電解液的方式來解決問題。

Megapack儲(chǔ)能電池組起火 / 澳大利亞維多利亞消防隊(duì)

最重要的自然還是安全問題，由于儲(chǔ)能電池往往采用集裝箱式的存儲(chǔ)方式，如果出現(xiàn)動(dòng)力電池那樣頻繁的起火等情況，后果不堪設(shè)想。今年7月，特斯拉在澳大利亞建的Megapack鋰離子儲(chǔ)能電池組就發(fā)生了起火現(xiàn)象，火勢(shì)難以控制，花了150個(gè)消防員4天時(shí)間才撲滅。

液流電池

液流電池根據(jù)電解質(zhì)的不同，也分為全釩液流電池、鋅溴液流電池等不同類型。全釩液流電池具備了高安全性的特性，且循環(huán)壽命遠(yuǎn)高于鋰離子電池。然而全釩液流電池的缺點(diǎn)在于它的成本較高，盡管近期釩的原材料價(jià)格有所下跌，但其電解液依然是整個(gè)電池中成本最大的一環(huán)。不少相關(guān)技術(shù)的開發(fā)都在從成本下手，以求推動(dòng)全釩液流電池的商業(yè)落地。

除了全釩液流電池之外，近期全鐵液流電池也登上了熱點(diǎn)，焦點(diǎn)來源于美國(guó)一家制造全鐵液流電池的公司ESS。該公司曾獲得比爾蓋茨牽頭創(chuàng)立的突破能源基金、軟銀子公司SB能源的投資，并于近日登陸紐交所。

全鐵液流電池與鋰離子電池對(duì)比 / ESS

ESS還做了一個(gè)全鐵液流電池與儲(chǔ)能鋰離子電池的對(duì)比，傳統(tǒng)的儲(chǔ)能鋰離子電池使用方式為充電4小時(shí)，放電4小時(shí)，接著一天中的16小時(shí)都處于閑置狀態(tài)。這么做的原因很簡(jiǎn)單，那就是在使用中鋰離子電池的性能會(huì)逐漸退化，致使電量減少，危及儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

全鐵液流電池集裝箱 / ESS

而全鐵液流電池主打的就是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，其最長(zhǎng)時(shí)間可達(dá)12個(gè)小時(shí)。ESS甚至還和慕尼黑再保險(xiǎn)公司為其電池提供了保險(xiǎn)，無論規(guī)模大小和地點(diǎn)，都能提供10年的性能保證。安全性上，全鐵液流電池?zé)o燃燒和爆炸風(fēng)險(xiǎn)，而且可以做到-10℃~60℃的工作環(huán)境溫度，甚至不需要HVAC散熱，對(duì)于一些高氣溫、陽(yáng)光直射的地區(qū)來說尤為適用。

在采用了鐵、鹽和水作為電解質(zhì)后，ESS的全鐵液流電池可以說是一種清潔與低成本的儲(chǔ)能方案。因?yàn)槿F液流電池并不會(huì)用到釩和鋰這樣的稀土礦物，所以在原材料提取和生產(chǎn)工序中產(chǎn)生的環(huán)境污染更少。

也正因如此，在目前材料供應(yīng)鏈緊縮的情況下，全鐵液流電池在成本上更可控。根據(jù)ESS的說法，全鐵液流電池的投資成本與鋰離子電池相近，但擁有成本與其他競(jìng)品技術(shù)相比要低上40%。

小結(jié)

儲(chǔ)能電池的存在為電力系統(tǒng)提供了容量支撐，也為當(dāng)前出現(xiàn)缺口的電力調(diào)峰提供了助力，確保光伏等新能源的高效消納。除了電源與電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能外，國(guó)家也在推動(dòng)用戶側(cè)的儲(chǔ)能，針對(duì)這種分散式的儲(chǔ)能，安全、長(zhǎng)時(shí)間使用與維護(hù)更加重要。在儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)中，尚未出現(xiàn)全場(chǎng)景通用的電池方案。再者，如果沒有一個(gè)靈活調(diào)控的電力系統(tǒng)和完善的市場(chǎng)用電機(jī)制，在雙控下再完美的儲(chǔ)能方案，也難以解決缺電問題。