青海油田油气产区位于青藏高原东北部的柴达木盆地，平均海拔约为3000米。其勘探、试采范围内的边远井大多地理位置偏僻，电网难以覆盖，供电成本高昂。然而，油田在光资源方面得天独厚，矿权区域处在国内光资源最充沛的地带。
跃北1井位于柴达木盆地尕斯库勒油区北部，属于边远井场，无电网覆盖。跃北1井光储微电网项目是青海油田与中国石油工程材料研究院深度合作的重要成果，主要运用了“光伏+储能+直流母线微电网”新能源技术。
该项目采用离网型光储系统，由光伏、磷酸铁锂储能、全钒液流储能组成，既确保了储能容量与稳定性，又提高了系统整体效率和安全性，满足抽油机全天的“绿电”需求，大幅降低了单井的运营成本，实现了零碳排放。预计年发电19.8万千瓦时，年减碳197.4吨。
离网型光储系统还引入了多项新技术与新模式。由中国石油工程材料研究院自主研发的全钒液流电池，在青海油田生产现场首次应用，效果良好。全钒液流电池作为一种新型储能技术，通过电解液与电池堆的氧化还原反应，实现电能与化学能的转换，具有能量密度高、循环寿命长、安全性好、响应速度快以及易于实现大规模储能等优势。与铅酸电池和锂电池相比，全钒液流电池在长时间储能、大容量应用和安全性上表现突出。
目前，跃北1井日供电需求为360千瓦时，采用“6小时光伏+18小时储能”供电组合，配置“100千瓦光伏+200千瓦时磷酸铁锂储能+120千瓦时全钒液流”的离网型光储系统，与传统电网供电建设成本相比，节约超过30万元。同时，该系统每年预计节约电费7.7万元。
▲全钒液流电池结构拆解图
全钒液流电池是一种新型电化学储能技术，其正极和负极均采用循环流动的钒溶液作为介质，借助氧化还原反应实现电能的大规模储存与释放。
当前，主流的储能技术，如抽水蓄能、锂电池和铅蓄电池等，已难以满足新能源装机量持续增长及应用场景日益多样化所带来的储能需求。相比之下，削峰填谷和维护电网稳定能力更出色的高安全性全钒液流电池，在大规模长时储能领域展现出巨大的潜力。
全钒液流电池的概念由澳大利亚新南威尔士大学的Marria Kacos教授于1985年提出。次年，他成功申请了全球首个全钒液流电池专利，并自建了一套能效超过72%的1千瓦试验电堆，标志着这项技术开始从实验室走向产业化。我国全钒液流电池的研究始于20世纪80年代末。目前，我国的全钒液流电池技术和产业在全球范围内处于领先且占据重要地位。
全钒液流电池研究与应用的持续升温，充分彰显了其相较于其他储能技术的显著优势。可根据不同应用场景和负载需求，灵活设计电池的功率与容量；充放电循环次数超2万次，系统可稳定运行20年以上，使用寿命是锂电池的2倍；通过调控电解液的容积和钒离子浓度，可轻松实现4至10小时的长时储能；系统运行时无有毒副产物产生，对环境友好且安全性高。
我国钒资源储量和产量分别占全球的39%和68%，全钒液流电池的原材料高度自给可控。尽管当前储能市场仍以锂电池为主，但全钒液流电池凭借高安全性、长寿命、长时存储以及设计灵活性等优势，更适合国内大规模储能市场的需求。随着技术的不断突破和产业链的逐步完善，其经济性将持续提升，有望成为大规模长时储能领域最具前景的发展方向之一。
文稿｜焦玉娟 王昊
资料整理｜计东东
图片｜王昊
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