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钒是否掌握储能难题的关键？

时间：2022-04-03 18:16:30 来源：

可再生能源–太阳能和风能–当风吹得足以将风车叶片推向狂潮，或者太阳正照到有战略意义的太阳能电池板上时，就像一种魅力。当然，问题在于它们产生的动力是断断续续的。风有垂死的烦人习惯，太阳躲在云层后面也是如此。

风能和太阳能的利用者面临另一个难题，那就是如何在将其产生的能量输入电网之前存储它们产生的能量。一个很好的例子是夏威夷正在发生的事情。这个岛国是太阳能的理想之地，不仅因为它能吸收大量的阳光，而且因为其地处偏远且缺乏化石燃料，使电力成本是美国平均水平的三倍。为了削减电费，百分之十的夏威夷人在屋顶上安装了太阳能电池板。到目前为止一切都很好。

但是去年，由于担心太阳光线最强时，电网可能会被大量的日间电力淹没，该州的电力垄断企业Heco开始拒绝挂钩某些居民购买的太阳能电池板。在阳光普照的加利福尼亚州也发生了同样的事情，那里大量的太阳能是在中午到凌晨4点之间产生的。对于在家工作的居民来说，这是个好主意，但对于晚上晚上能源需求达到顶峰的大多数人来说，这并不是一件好事，因为电灯，冰箱，空调和微波炉都大约在同一时间通电。

这些状态真正需要的是一种在峰值负载期间将功率存储到最需要的方法，并在一次输入过多功率时逐渐释放它。

一种方法是通过抽水。弗吉尼亚州的巴斯县水力发电站是世界上最大的水力发电站，也是最大的“电池”。两个水库，一个水库高1200英尺，它们充当一种水力发电大坝，可在需求高涨时发电，并在低使用期存储电力。单击此处，观看有关该设施如何工作的有趣视频。

抽水发电已被证明（已有100多年的历史了）并得到了很好的利用（在美国有40个这样的水电站），但价格昂贵，难以安装并且建造起来更加困难。巴斯县的设施耗资16亿美元，那是在1985年。

最近出现了另一种替代方法，该技术源自大多数人从未听说过的金属：钒。钒以北欧的美丽女神瓦纳迪斯命名，钒的主要用途是增强钢材。将钒棒滴入一批钢中可使炼钢厂使用的材料减少40％。该金属还用于超合金和航空航天应用，要求纯度达到99.9％。亨利·福特（Henry Ford）在第一批T型车中使用了它。

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化学家发现了钒的另一种用途，其应用范围很广。当电流通过溶解在硫酸中的两个钒罐时，会产生一种称为“钒氧化还原电池”的可充电电池。电池的主要优点是稳定性-可以充电多达20,000次而不会损失性能，这意味着潜在的数十年使用寿命-并且可以在保留几乎所有钒电解液的情况下进行放电。钒氧化还原电池也具有可扩展性，这意味着它们只需扩展到更大的储罐即可提供几乎无限的容量。

尽管该技术仍处于萌芽阶段且价格昂贵，但一家公司正在雄心勃勃地实现在美国开设第一座钒矿并成为北美新储能市场的关键。

American Vanadium计划将其在内华达州Gibellini项目中开采的钒用作钒液流电池中钒电解液的原料。去年，该公司宣布与Gildemeister AG达成交易，表明了其意图的严肃性。根据协议，美国钒将销售和销售德国公司的CellCube氧化还原液流电池，该电池用于为电动汽车充电以及存储太阳能和风能。

美国钒业前董事长罗恩·麦克唐纳（Ron MacDonald）在2012年对MINING.com的采访中说，他将储能视为“一个庞大的新兴产业，全球范围内一万亿美元的产业”，该产业已经在亚洲开始，并将在下一个国家迁移。美国。

作为证据，麦克唐纳（MacDonald）指出中国，中国已设定了一个目标，即要实现其总发电量的5％的存储，而不仅仅是可再生能源。他说，行业分析师认为，该行业将有大约4000亿至1万亿美元的投资流入，“因为这些技术在商业上是可行的。”

麦克唐纳表示，一旦其矿山建成运营，美国钒将通过安装一个5兆瓦的太阳能场来“走走”。用于运营矿山的太阳能将存储在钒液流电池中，利用开采的钒作为电解质的原料。他预测说：“我们将实现能源自给自足。”

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