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在“雙碳”目標(biāo)加速推進(jìn)的背景下，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)成為破解可再生能源間歇性難題的關(guān)鍵抓手。全釩液流電池憑借安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、電解液可回收等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被視為支撐能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)路徑。
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然而，長(zhǎng)期以來，關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口、電堆功率密度低、制造成本高昂等問題，制約著該技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡(jiǎn)稱大連化物所）近期在新一代全釩液流電池技術(shù)上的突破，為這一困境提供了破局之道。
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傳統(tǒng)全釩液流電池因能量密度低（約15-50Wh/kg），導(dǎo)致設(shè)備體積龐大，適配性差。大連化物所通過新型可焊接多孔復(fù)合膜和高導(dǎo)電雙極板，將單電堆體積功率密度從70kW/m3 提升至130kW/m3，同等體積下功率從30kW提升至70kW。這一突破意味著在保持設(shè)備體積不變的前提下，功率翻倍，直接提升了電池系統(tǒng)的空間利用效率，為規(guī)模化儲(chǔ)能電站的緊湊化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
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技術(shù)突破的成效在工程化應(yīng)用中得到了充分驗(yàn)證。2025 年初，由大連化物所提供技術(shù)支持、大連融科儲(chǔ)能參與建設(shè)的吉林松原乾安中卉玉字儲(chǔ)能電站正式投產(chǎn)。這座裝機(jī)容量 100MW/400MWh、總投資12.22億元的百兆瓦級(jí)項(xiàng)目，是我國(guó)嚴(yán)寒地區(qū)首座全釩液流電池共享儲(chǔ)能電站。
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其采用的新一代電堆技術(shù)，不僅克服了低溫環(huán)境對(duì)電池性能的影響，更通過集中式儲(chǔ)能模式為13家新能源發(fā)電企業(yè)提供配儲(chǔ)服務(wù)，預(yù)計(jì)每年可消納新能源電量約3億千瓦時(shí)。這一項(xiàng)目的落地，標(biāo)志著我國(guó)全釩液流電池技術(shù)從示范階段邁向商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵跨越。
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從行業(yè)發(fā)展的角度看，大連化物所的技術(shù)突破具有多重戰(zhàn)略意義。在成本層面，盡管全釩液流電池的初始投資目前仍高于磷酸鐵鋰電池，但其全壽命周期成本優(yōu)勢(shì)顯著——循環(huán)次數(shù)可達(dá)20000次以上，且電解液可回收利用，長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性突出。
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隨著電堆成本的下降與規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，預(yù)計(jì)未來十年內(nèi)單千瓦投資有望降至2100元，度電成本逼近0.4元，逐步縮小與鋰電池的成本差距。在安全性與環(huán)保性方面，全釩液流電池以水系電解液為核心，無易燃易爆風(fēng)險(xiǎn)，電解液不含重金屬，契合全球綠色儲(chǔ)能趨勢(shì)，尤其在中大型儲(chǔ)能電站建設(shè)中優(yōu)勢(shì)明顯。
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此外，通過“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新，大連化物所已帶動(dòng)國(guó)內(nèi)形成從電解液、隔膜到電堆制造的完整產(chǎn)業(yè)鏈，減少了對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴，提升了我國(guó)在這一領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
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不可忽視的是，全釩液流電池技術(shù)仍面臨能量密度提升、低溫性能優(yōu)化等挑戰(zhàn)，需要在高濃度電解液、新型隔膜材料等方向持續(xù)攻關(guān)。但隨著“十四五”期間各地強(qiáng)制配儲(chǔ)政策的落地，以及風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)量的快速增長(zhǎng)，全釩液流電池在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能（4小時(shí)以上）場(chǎng)景中的需求將迎來爆發(fā)期。
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吉林松原項(xiàng)目的成功，不僅驗(yàn)證了技術(shù)在嚴(yán)寒地區(qū)的適應(yīng)性，更通過“共享儲(chǔ)能”模式創(chuàng)新，為解決發(fā)電企業(yè)配儲(chǔ)壓力、提升電網(wǎng)調(diào)峰能力提供了可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)。
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小結(jié)
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大連化物所的技術(shù)突破不僅是單一產(chǎn)品的改進(jìn)，更是全釩液流電池從實(shí)驗(yàn)室原型到商業(yè)化主力的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。通過材料創(chuàng)新→成本降低→工程驗(yàn)證→模式創(chuàng)新的閉環(huán)，該技術(shù)正逐步破解大規(guī)模儲(chǔ)能的安全性、經(jīng)濟(jì)性、長(zhǎng)壽命三大核心難題，為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。隨著后續(xù)產(chǎn)業(yè)鏈成熟和規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)，全釩液流電池有望與鋰電池形成短時(shí)長(zhǎng)+長(zhǎng)周期的儲(chǔ)能互補(bǔ)格局，共同推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。