釩電解液標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略淺析

【摘 要】 本文分析了全釩液流電池在儲(chǔ)能（電）行業(yè)中的地位，簡(jiǎn)明扼要地論述了釩電解液的作用和發(fā)展現(xiàn)狀，提出通過實(shí)現(xiàn)釩電解液標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略促進(jìn)釩電解液行業(yè)的快速、健康和有序發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】 儲(chǔ)能 釩電解液 標(biāo)準(zhǔn)化

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.10.001

序言

據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前超過一半的全球能源消耗增量被用于發(fā)電，這主要源于全球電氣化的長(zhǎng)期增長(zhǎng)趨勢(shì)的繼續(xù)。用于發(fā)電的能源比重達(dá)到40%以上，其中就包括可再生能源迅速增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)，包括風(fēng)能、太陽能等。

儲(chǔ)能（電）行業(yè)特別是電化學(xué)儲(chǔ)能（電）近年來受到越來越多的關(guān)注和重視，其中，液流電池技術(shù)就是一種新型的大規(guī)模高效電化學(xué)儲(chǔ)能（電）技術(shù)。全釩氧化還原液流電池是液流電池最重要的組成之一，全釩氧化還原液流電池是以釩的氧化物或者化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)得失電子實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化，具有可快速充放電，100%深度放電、循環(huán)壽命長(zhǎng)，充放電效率高、自放電小，環(huán)境友好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，電池設(shè)計(jì)靈活、使用安全等優(yōu)點(diǎn)。

2014年11月19日國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020）》9個(gè)重點(diǎn)創(chuàng)新領(lǐng)域、20個(gè)重點(diǎn)創(chuàng)新方向中包含了多項(xiàng)儲(chǔ)能相關(guān)要求，大規(guī)模儲(chǔ)能是建設(shè)智能電網(wǎng)及推進(jìn)可再生能源普及應(yīng)用的核心技術(shù)。2016年全釩液流電池等大規(guī)模儲(chǔ)能入選《中國(guó)制造2025》五大工程，這為國(guó)內(nèi)全釩液流電池研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)帶來發(fā)展機(jī)遇。

釩電解液被稱為電池的血液，是全釩氧化還原液流電池核心組成之一。隨著釩電解液產(chǎn)品的多樣化和應(yīng)用的國(guó)際化，影響釩電解液性能的技術(shù)指標(biāo)逐漸被發(fā)現(xiàn)和認(rèn)知，逐步豐富了釩電解液產(chǎn)品規(guī)格和質(zhì)量控制要求。

為適應(yīng)國(guó)際和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求和引領(lǐng)釩電解液行業(yè)高效有序發(fā)展，必須有計(jì)劃分階段實(shí)現(xiàn)釩電解液的標(biāo)準(zhǔn)化管理。以下主要分為兩個(gè)部分對(duì)釩電解液標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略進(jìn)行分析。

1 產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化

釩電解液產(chǎn)品尚未形成較為系統(tǒng)規(guī)范的規(guī)格和要求，主要是由于釩電解液產(chǎn)業(yè)剛剛起步，同時(shí)缺乏行業(yè)內(nèi)有效的交流平臺(tái)。這一現(xiàn)狀阻礙了釩電解液研究發(fā)展。但是這也為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供了機(jī)遇，通過科學(xué)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化管理，形成覆蓋面廣、科技含量高的標(biāo)準(zhǔn)化文件，進(jìn)而引領(lǐng)國(guó)際釩電解液行業(yè)的發(fā)展。

實(shí)現(xiàn)電解液標(biāo)準(zhǔn)化管理，第一階段就是逐步建立完整的釩電解液產(chǎn)品規(guī)格的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。已經(jīng)形成的釩電解液相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要是具體應(yīng)用產(chǎn)品的規(guī)格、規(guī)范，如：《全釩液流電池通用技術(shù)條件》（GB/T 32509-2016）。該標(biāo)準(zhǔn)尚不能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和應(yīng)用單位間科學(xué)、高效溝通需求，也不能達(dá)到第三方對(duì)產(chǎn)品流通的有效監(jiān)控需求。形成規(guī)范的產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，一方面便于產(chǎn)品交流和應(yīng)用管理，另一方面也有利于形成完整的產(chǎn)品體系。

建立科學(xué)的產(chǎn)品分類和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是釩電解液的高效生產(chǎn)、流通和應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。以產(chǎn)品應(yīng)用目的或產(chǎn)品組成為基礎(chǔ)建立分類標(biāo)準(zhǔn)。產(chǎn)品分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是在產(chǎn)品分類的基礎(chǔ)上，根據(jù)應(yīng)用方向或地域不同產(chǎn)生的不同的產(chǎn)品質(zhì)量要求而建立。為此我們需要：1）積極建立電解液研究和應(yīng)用國(guó)際交流平臺(tái)，建立國(guó)內(nèi)、歐美及日本等國(guó)際儲(chǔ)能（電）研發(fā)和應(yīng)用機(jī)構(gòu)溝通渠道，充分掌握電解液國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展方向。2）豐富電解液新產(chǎn)品研究工作，適應(yīng)市場(chǎng)需求形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品，提供滿足多樣性應(yīng)用的產(chǎn)品，豐富電解液種類。3）學(xué)習(xí)和掌握世界釩電解液性能研究成果，積極開展釩電解液性能指標(biāo)研究，豐富釩電解液產(chǎn)品級(jí)別。4）及時(shí)建立科學(xué)的產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)，滿足國(guó)內(nèi)及國(guó)際儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。

2 質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化

釩電解液質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化將為實(shí)現(xiàn)釩電解液行業(yè)健康、有序和高速發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。隨著國(guó)內(nèi)及歐美國(guó)家全釩液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目的開展，釩電解液的質(zhì)量控制參數(shù)得到充實(shí)和完整。質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化主要包括兩個(gè)方向：質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)化等。

質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化是指以分類、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，對(duì)釩電解液主含量及相關(guān)雜質(zhì)含量更為具體的量化標(biāo)準(zhǔn)。而質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施是以檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)，是通過科學(xué)有效的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法實(shí)現(xiàn)的。雖然一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)申請(qǐng)了部分檢測(cè)方法的專利，如：電解液中釩含量檢測(cè)方法以及電解液中硫酸根含量檢測(cè)方法等。但在國(guó)際及國(guó)內(nèi)還沒有形成統(tǒng)一釩電解液相關(guān)的質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)。這同樣為我國(guó)釩電解液領(lǐng)軍企業(yè)進(jìn)軍國(guó)際市場(chǎng)提供了空間和舞臺(tái)。

釩電解液質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化是系統(tǒng)工程，也是需要經(jīng)過技術(shù)和知識(shí)積累逐漸完善的長(zhǎng)期工程。

2.1 檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)化

釩電解液專屬標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法建設(shè)是質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化必要基礎(chǔ)。很多成熟的產(chǎn)品分析都已經(jīng)形成產(chǎn)品專屬的ISO標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而釩電解液產(chǎn)品的檢測(cè)方法大多參照其他產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法。一方面，通過對(duì)所參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化，建立對(duì)釩電解液檢測(cè)更具針對(duì)性的檢測(cè)方法。采用科學(xué)的方法驗(yàn)證并通過實(shí)踐應(yīng)用的檢驗(yàn)，確定檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，最終形成國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，根據(jù)產(chǎn)品的自身特點(diǎn)和要求開發(fā)新檢測(cè)方法。新檢測(cè)方法的建立，主要依據(jù)實(shí)際應(yīng)用過程中提出的要求而確立，例如對(duì)雜質(zhì)含量的控制要求等。這些新建立的檢測(cè)項(xiàng)目主要解決的問題包括：影響釩電解液儲(chǔ)能性能、導(dǎo)致環(huán)境污染或產(chǎn)生安全隱患等因素。

2.2 質(zhì)量規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化

在形成標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，建立標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量規(guī)格是實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制的依據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法相輔相成，可形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化文件。

建立科學(xué)的釩電解液標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制是釩電解液行業(yè)快速、高效發(fā)展的重要基礎(chǔ)。有計(jì)劃、分階段實(shí)現(xiàn)釩電解液標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略，將為完成我國(guó)全釩液流電池大規(guī)模儲(chǔ)能工程和實(shí)現(xiàn)國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略奠定良好的基礎(chǔ)，也將為我國(guó)釩電解液行業(yè)占據(jù)國(guó)際領(lǐng)先地位奠定良好的基礎(chǔ)。