近日，大连液流电池储能电站正在进行最后的调试工作，将于9月底正式投产。发电站是用来做什么的？可作为城市备用电源，电网故障时作为应急电源，供医院、急救部门、通讯设施、救援设施使用。此外，储能电站还可以作为“黑启动”电源，即当电网发生故障时，用于驱动电网中的火电机组，恢复电网供电。
大连储能电站不是最常见的锂离子电池，也不是传统的铅蓄电池，而是一种新技术——全钒氧化还原液流电池，也可以直接叫钒电池。钒是一种稀有金属，全钒液流电池的原理是不同价态的钒离子在电解液中会发生氧化还原反应，从而实现充放电。大连储能电站是目前世界上最大的全钒氧化还原液流电池储能电站。
目前新能源电池电路主要有三种技术路线:锂离子电池、钠离子电池、氢燃料电池。市场关注的话题也集中在这三类，比如特斯拉的4680锂离子电池怎么样，钠离子电池前景如何，氢燃料电池什么时候量产等等。
然而，就在最近，钒电池不仅有新的项目落地，在各种重磅文件中也有提及，比如十五新能源储能发展实施方案，科技支撑二氧化碳排放峰值碳中和实施方案等，资本市场也在升温。7月以来，钒电池概念股集体上涨。
你可能会困惑，锂、氢、钠还没搞清楚，怎么又搞起新元素了？其实钒电池技术并不新鲜，钒电池1993年商业化，锂电池1991年商业化。也就是说，它们进入商业应用的时间是前后的，属于“同一代”技术。然而自此之后，锂电池成为了新能源电路的主流技术，而钒电池却被放在了冷宫。
钒电池只能怪自己生不逢时，后来爆发的应用场景恰好对锂电池有利，对钒电池不利。过去30年，电池技术最大的应用场景是电子设备和电动汽车。电池越小越好。这是锂电池的长处，却是钒电池的致命弱点。
锂电池的电池能量主要储存在固体电极材料中，而钒电池的电池能量直接储存在罐装电解液中。液体本身比固体占据更多的空间。此外，电解液外还有两个结构，输送泵和电堆。这样的组合才能完成充放电，所以钒电池特别大。
钒电池在体积上有天然的劣势。那么，我们能找到增加能量密度的方法吗？答案是不能，钒离子的溶解度比较低，电解液达不到理想的高浓度。目前锂电池的能量密度为每公斤80-300瓦时，而钒电池的能量密度仅为每公斤12-40瓦时。要储存同样的电量，钒电池的体积必须是锂电池的五倍。在电池体积越小越好的应用场景下，光这一点就把钒电池踢出去了。
那一直被“打入冷宫”的钒电池又重见天日，成为各方的宠儿。这是怎么回事？
没有“过时”的技术，只有尚未找到的应用场景。钒电池等了30年，终于到了它的应用场景，也就是储能时代的到来。在“双碳”目标下，储能需求爆发式增长，各地都在建设储能电站。电站的储能空间很大，钒电池的大小在这里并不是硬伤。与锂电池相比，它的几大优点使其成为储能电池的最佳选择。
钒电池的第一个优点是安全。
我们经常听到电动车自燃的新闻。这主要是因为锂电池有一个bug。充放电过度、短路、挤压等，都可能导致电池过热而发生事故。据统计，近10年来，全球储能电站至少发生34起火灾爆炸事故，其中32起为锂电池事故。至于钒电池，正负极电解质都不易燃，常温常压运行，不会发生燃烧爆炸。
钒电池的第二个优点是寿命长。
锂电池的充放电次数是有限的，一般是1000-4500次。在每次充放电过程中，锂电池除了化学能转化外，还会产生物理变形。当电解液完全变成固体，锂电池就失效了。而钒电池在使用中不会发生物理变化，电池容量损失很小。
即使电池使用时间过长，性能下降，也可以通过修复电解液的活性来恢复。钒电池的使用寿命往往在10年以上，可充放电15000次以上，是锂电池的3倍以上。在开头提到的大连储能电站，钒电池的充放电次数可以超过2万次。
虽然目前钒电池的初始安装成本是锂电池的两倍，但在整个生命周期中，钒电池的成本低于锂电池。
钒电池的第三个优点是易于扩展。
锂电池组由大量单体电池组成。随着充放电的进行，单个电池的内阻、荷电状态、温度都会有不同程度的变化，每个电池的情况都不一样，这对大规模部署提出了很高的技术要求。但钒电池的电解液和电堆是相互独立的，虽然占用空间更大，但这种“解耦设计”非常适合开发大型电池组。只要增加电解液，就可以增加电池容量，通过增加堆来增加输出功率。钒电池可以很容易地合成大型电池组，存储容量可以达到10万千瓦时的水平。
钒电池的第四个优势是国内储量大，原料可以自主控制。全球锂资源一半以上位于南美，中国锂储量仅占全球总量的7%，中国的锂资源高度依赖进口。目前世界钒矿探明储量2400万吨，其中中国储量950万吨，占40%，居世界第一。在钒电池上，我们可以实现原料的自主控制。
总结一下，高安全性、长寿命、易扩展、储量大，让钒电池在储能场景下完胜锂电池。
当然，在过去30年电池发展的惯性下，之前的储能电站还是选择了更多的锂电池。目前锂电池占全国装机容量的90%。然而，钒电池最好的时代已经到来。到2030年，钒电池装机容量将占电化学储能的50%。从能源革命的角度来看，不同电池技术之间不是“颠覆”，而是“共生”。
