環球零碳

碳中和領域的《新青年》

來源：Flexbase

撰文| 小明

編輯 | 小瀾

→這是《環球零碳》的2018篇原創

面對可再生能源的間歇性、波動性問題，電力系統對于4小時以上甚至跨周、跨季節長時儲能技術的需求越來越迫切。

長時儲能市場也因此越來越火，長時儲能委員會的最新研究估計，到 2030 年，長時儲能將成為一個價值 3.6 萬億美元的行業，裝機容量潛力將達到4-6太瓦。

面對廣闊的市場潛力，液流電池因其安全性、規模化等特征，正在從層出不窮的長時儲能技術中脫穎而出。

2025年底，我國規模最大全釩液流電池儲能電站在新疆吉木薩爾實現全容量投產運行，標志著我國在大容量、長時儲能技術應用領域實現重要突破。該電站額定功率20萬千瓦，儲能規模100萬千瓦時，儲能時長達到5小時。

近日，在瑞士北部的勞芬堡，全球最大的液流電池項目也迎來新的進展。當地時間5月21日，負責該項目投資建設的瑞士能源公司FlexBase宣布，選擇Invinity Energy Systems作為其在瑞士勞芬堡的數據中心加釩液流電池儲能 (VRFB) 項目的戰略合作伙伴。

根據雙方的協議，Invinity提供的釩液流電池將帶來1.5吉瓦時的儲能容量，這相當于儲存了足夠為英國約20萬戶普通家庭供電一天的電量，該項目是迄今為止全球在建的最大規模的液流電池系統，甚至超過了中國。未來，該瑞士電池項目在后續開發階段最終可擴容至2.1吉瓦時。

Flexbase創始人、董事長兼首席執行官Marcel Aumer表示，Invinity提交了最具吸引力的整體方案，其生命周期成本（LCOS）最低，并且其VRFB技術憑借其不可燃性、循環穩定性和應用靈活性，非常適合該項目。

Invinity表示，與鋰離子電池通常僅能維持1至2小時的充放電周期相比，釩液流電池每天可進行多次充放電，且性能衰減不明顯，持續時間更長——以Invinity的產品為例，最長可達10小時。

圖說：液流電池示意圖

來源：SolarReviews

液流電池技術的基本原理并非新生事物，早在20世紀80年代末就已發展起來。與將電化學能儲存在固態鋰中的鋰離子電池不同，液流電池使用儲存在大型儲罐中的液態電解質，具備不可燃特性，且在高頻率循環充放電數十年后不會退化。在釩液流電池中，這種電解質由溶解在穩定、不易燃的水基溶液中的釩組成。

在釩液流燃料電池（VFB）內部，兩個分別裝有不同電荷的釩電解液的儲罐連接到中央燃料電池堆。儲罐中的電解液被泵入燃料電池堆，并在其中通過膜發生離子交換。當發生這種交換時，會發生可逆的電化學反應，從而實現電能的儲存和釋放。

該技術利用了釩能夠以四種不同的氧化態存在的特性，每種氧化態都帶有不同的電荷。充電時，離子通過隔膜從正極向負極移動，改變氧化態從而儲存能量。放電時則發生相反的反應，釋放能量，為電氣設備供電。

通常情況下，液流電池的功率輸出取決于電極的表面積，而存儲持續時間取決于電解質體積。因此，輸出不同外部罐體的功率和儲能容量相互獨立，可拓展性能良好，可以以任何規模建造。Flexbase首席信息官Pascal Wyss就指出，他們很欣賞Invinity“為Flexbase量身定制的模塊化解決方案”。

Invinity 的釩液流電池 (VFB) 技術的核心在于釩化學本身的穩定性。與依賴不同元素構成電池正負極的傳統技術不同，釩能夠以不同的氧化態存在，這使得 VFB 可以利用釩作為電池內部的正負極“電對”。這消除了傳統電池化學體系中許多常見的污染和性能隨時間推移而下降的問題。

此外，釩是一種無毒、儲量豐富的金屬，其生產遍及全球，既有原生礦開采，也有對發電或鋼鐵制造廢料的二次加工。美國、加拿大、中國、巴西和南非都蘊藏著豐富的釩礦資源。

圖說：瑞士勞芬堡項目施工現場

來源：Flexbase

事實上，這座名為勞芬堡技術中心的能源儲存設施已于2025年春季破土動工。項目設施將占據勞芬堡電網互聯樞紐2萬平方米的場地，該樞紐地處瑞士、德國、法國輸電網絡交匯處，擁有41條跨境線路。

該開發項目以雄心勃勃的多用途模式整合了公用事業規模儲能、AI數據中心及區域供熱網絡，預計耗資超過10億美元，FlexBase 希望該項目能在 2029 年投入使用。

目前，Flexbase公司正在挖掘近30米深、長度相當于兩個足球場的的基坑，以容納其計劃建造的巨型電池儲能系統。該地還將建有一個大型數據中心。Flexbase公司稱其為瑞士“首個自主人工智能工廠”，該公司此前表示，該設施占地600平方米，將采用液冷系統，并且至少有30米高，以便容納余熱系統。

Flexbase表示，該設施將儲存歐洲高壓輸電電網的過剩電力，以幫助穩定電網。項目選址位于歐洲電力網絡核心位置，使該設施能夠吸收南歐太陽能或北歐風能產生的過剩能量，并在需求高峰時釋放回電網。通過作為可再生能源的持續緩沖，該電池將確保附屬的人工智能設施有效利用可持續能源運行，而不會使當地電網崩潰。

圖說：勞芬堡技術中心示意圖

來源：FlexBase

目前，釩液流電池仍處于商業部署的相對早期階段，且通常比鋰離子電池更昂貴，這限制了其目前的采用。不過，Invinity表示，隨著近年來該行業的成熟，其所需的各種組件，例如儲罐、膜、電池堆和泵，價格都已大幅下降。

Invinity首席執行官喬納森·馬倫近日向《金融時報》透露，該公司正在與“相當數量”對釩液流電池感興趣的數據中心運營商進行洽談。與鋰離子電池相比，較低的火災風險也是將系統安置在數據中心下方時需要考慮的因素。

參考材料：

[1]https://newatlas.com/energy/switzerland-redox-flow-battery-flexbase/

[2]https://interestingengineering.com/energy/switzerland-redox-flow-battery

[3]https://www.ft.com/content/1984bd92-1457-4ff1-abf0-dde6ea9dde95

[4]https://www.energy-storage.news/invinity-lands-contract-for-2-1gwh-flow-battery-in-switzerland-share-price-soars-60/

[5]https://www.energy-storage.news/giga-scale-swiss-data-centre-project-will-be-world-first-in-carving-out-niche-for-flow-batteries-invinity-says/

[6]https://www.swissinfo.ch/eng/climate-solutions/switzerland-builds-worlds-most-powerful-redox-flow-battery/91181119

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