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全釩液流電池-——儲能新星與潛在陰影 2025-06-18 18:55:00

摘要:在全球能源結構轉(zhuǎn)型和”雙碳”目標驅(qū)動下,新型儲能技術扮演著日益關鍵的角色。其中,全釩液流電池憑借其在安全性高、循環(huán)壽命長、擴容性強以及全生命周期成本相對較低等方面的獨特

  在全球能源結構轉(zhuǎn)型和”雙碳”目標驅(qū)動下,新型儲能技術扮演著日益關鍵的角色。其中,全釩液流電池(Vanadium Redox Flow Battery, VRFB)憑借其在安全性高、循環(huán)壽命長、擴容性強以及全生命周期成本相對較低等方面的獨特優(yōu)勢,被視為儲能領域,特別是長時儲能應用的潛力股。東吳證券在2022年的研究報告《安全穩(wěn)定、壽命長,釩電池長時儲能空間廣闊》中指出,全釩液流電池能夠有效彌補鋰電池在安全方面的不足,并在電網(wǎng)調(diào)峰、可再生能源消納等方面展現(xiàn)出廣闊的應用前景。值得注意的是,麥肯錫公司曾預測,至2025年全球長時儲能(8小時以上)累計裝機量將達到30-40GW,而到2040年這一數(shù)字將激增至1.5-2.5TWh,為釩電池等長時儲能技術提供了巨大的市場空間。

全釩液流電池的核心奧秘在于其電解液中的釩元素。釩是一種重要的工業(yè)金屬,其氧化物-特別是五氧化二釩(V2O5),是制備釩電解液的關鍵前體材料。電池通過釩離子在不同價態(tài)間的轉(zhuǎn)換(如V2+/V3+與VO2+/VO2+)實現(xiàn)電能的儲存與釋放。然而,正如任何技術都具有兩面性,全釩液流電池在展現(xiàn)其儲能優(yōu)勢的同時,其核心材料五氧化二釩及含有強酸(通常為硫酸)的電解液,也帶來了不容忽視的環(huán)境與健康風險。五氧化二釩本身被列為高毒化學品,對人體多個系統(tǒng)具有潛在危害;而電解液一旦泄漏,其強酸性和含釩特性可能對土壤、水體造成嚴重污染。

本文的核心議題正源于此:當上海這樣一座人口高度密集、土地資源稀缺、且擁有眾多環(huán)境敏感區(qū)(如飲用水源保護區(qū)、生態(tài)保護紅線區(qū)等)的國際化超大都市,計劃或考慮部署如50MWh規(guī)模的大型全釩液流電池儲能設施時,其潛在的環(huán)境污染風險(尤其是對土壤、水體的長期影響)和對公眾健康的威脅是否得到了透徹的認知與科學的評估?相關的風險防范和應急管理措施是否足以應對最壞情況?公眾與決策者對此類項目在城市核心區(qū)域或敏感區(qū)域周邊的安全性,理應持有審慎的質(zhì)疑態(tài)度,并進行深入的探討。

五氧化二釩(V2O5):雙刃劍的核心物質(zhì)

五氧化二釩(V2O9),作為全釩液流電池電化學反應的”靈魂”,其特性直接關系到電池的性能與安全性。然而,這種關鍵材料本身卻是一把鋒利的雙刃劍,其劇毒性對環(huán)境和人類健康構成了顯著的潛在威脅。

化學特性及在電池中作用

五氧化二釩,通常呈現(xiàn)為橙黃色至紅棕色的結晶性粉末或固體,在空氣中穩(wěn)定。其物理化學性質(zhì)根據(jù)中國化工網(wǎng)提供的MSDS數(shù)據(jù),其分子量約為181.88,熔點約為690℃,相對密度(水=1)為3.35。它微溶于水,不溶于乙醇,但可溶于濃酸(如硫酸、鹽酸)和強堿溶液中,這為其在電解液制備中與硫酸等溶劑結合提供了化學基礎。

在全釩液流電池中,五氧化二釩是制備釩電解液的核心前體原料。通過特定的化學工藝,V2O被溶解并轉(zhuǎn)化為不同價態(tài)的釩離子(通常是+2,+3, +4,+5價),這些釩離子作為電解液中的活性物質(zhì),在充放電過程中在正負極發(fā)生氧化還原反應,從而實現(xiàn)能量的儲存和釋放??梢哉f,沒有五氧化二釩的有效轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定存在,全釩液流電池的儲能功能便無從談起。

劇毒性與健康危害詳析

盡管五氧化二釩在儲能技術中扮演著重要角色,但其固有的高毒性是無法回避的問題。根據(jù)多方資料,V2O5對人體具有多方面的、嚴重的健康危害。

主要暴露途徑

人類接觸五氧化二釩的主要途徑包括:

吸入:這是最主要的職業(yè)暴露途徑。生產(chǎn)、運輸、使用過程中產(chǎn)生的V2O5粉塵、煙霧或氣溶膠,極易通過呼吸道進入人體。(臺灣職業(yè)安全衛(wèi)生署資料,國際化學品安全卡ICSC0596)

食入:通過受污染的手、食物或飲水, 意外吞食V2O5。

皮膚接觸:直接接觸V2O5粉末、其溶液或受其污染的表面。

對人體的嚴重損害

五氧化二釩對人體的損害是多系統(tǒng)、多器官的,其嚴重性不容小覷:

呼吸系統(tǒng):V2O5對呼吸道具有強烈的刺激作用。急性吸入可迅速引起鼻腔、咽喉部的干燥、灼燒感、疼痛、咽癢、劇烈干咳、聲音嘶啞、胸悶、胸痛和呼吸困難。高濃度暴露可能導致化學性支氣管炎、肺炎,甚至出現(xiàn)致命性的肺水腫,且肺水腫的癥狀可能延遲出現(xiàn),容易貽誤救治時機。(浙江大學提供的化學品安全技術說明書, ICSC 0596) 。長期低濃度接觸則可引發(fā)慢性支氣管炎、哮喘樣癥狀等。

眼睛與皮膚:V2O57粉塵或氣溶膠對眼睛有強烈刺激性,可引起燒灼感、流淚、畏光、結膜炎甚至角膜損傷。(ICSC 0596) 皮膚直接接觸可導致刺激性皮炎、過敏性皮疹、瘙癢,嚴重時可致化學灼傷。反復或長期接觸還可能導致皮膚干燥、皸裂。(中國化工網(wǎng)MSDS)一個特征性表現(xiàn)是,接觸V7O5可能導致舌頭變?yōu)槟G色。

消化系統(tǒng):經(jīng)口食入V2O5可引起口腔、咽喉和食道的燒灼感,隨后出現(xiàn)惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉等胃腸道癥狀,嚴重者可有便血。

其他系統(tǒng)性毒性:

腎臟損害:部分急性中毒病例或長期接觸者可出現(xiàn)腎臟損害,表現(xiàn)為蛋白尿、血尿,甚至發(fā)展為腎炎、腎功能不全。(中國化工網(wǎng)MSDS)

神經(jīng)系統(tǒng):可出現(xiàn)頭痛、頭暈、乏力、失眠、記憶力減退、全身不適、倦怠等神經(jīng)衰弱綜合征表現(xiàn)。

血液系統(tǒng):有報道稱可能影響血液系統(tǒng),但具體機制和表現(xiàn)尚需更多研究。

潛在的長期危害:一些毒理學研究數(shù)據(jù)提示,五氧化二釩可能具有遺傳毒性(懷疑可造成遺傳性缺陷),并對生殖系統(tǒng)構成潛在威脅(懷疑對生育能力或胎兒造成傷害)。雖然其對人類的致癌性證據(jù)尚不充分,但國際癌癥研究機構(IARC)將其列為2B類致癌物(可能對人類致癌),或被部分資料標識為懷疑致癌物。(Thermofisher化學品安全技術說明書)

急性中毒通常在短時間內(nèi)接觸較高濃度V2O5后發(fā)生,以呼吸道和眼部的強烈刺激癥狀為首發(fā)表現(xiàn),如不及時脫離和救治,可能迅速發(fā)展為危及生命的肺水腫。慢性中毒則多見于長期職業(yè)暴露人群,表現(xiàn)為持續(xù)的呼吸系統(tǒng)癥狀(如慢性咳嗽、咳痰、氣短)、腎功能指標異常、視力逐漸減退、皮膚問題以及一些非特異性的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。

職業(yè)接觸限值警示

為了保護勞動者健康,各國都對工作場所空氣中五氧化二釩的濃度設定了嚴格的職業(yè)接觸限值。中國現(xiàn)行的職業(yè)衛(wèi)生標準《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值第1部分:化學有害因素》(GBZ2.1-2019)中規(guī)定,對”釩及其化合物(按V計)“,可吸入塵的時間加權平均容許濃度 (PC-TWA)為0.05mg/m³, 粉塵的PC-TWA為0.1mg/m³。(GBZ2.1-2019)。更早的GBZ2.1-2007標準中,五氧化二釩(煙)的最高容許濃度 (MAC)為0.1mg/m³,五氧化二釩(粉塵) 的MAC為0.5mg/m³(GBZ2.1-2007) 。國際勞工組織(ILO)的ICSC 0596卡片中指出的閾限值(TLV-TWA, ACGIH標準) 為0.05mg/m³(以V計,可吸入顆粒物) (ICSC 0596)。這些極低的限值充分反襯出五氧化二釩的高毒性及其對健康的潛在威脅。

在危險品分類中,五氧化二釩通常被劃歸為第6.1類毒性物質(zhì) (Toxic substances)。(中國化工網(wǎng)MSDS,Thermofisher化學品安全技術說明書)足見其危險程度。

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圖1:五氧化二釩對人體主要系統(tǒng)的健康危害示意圖(定性表示)

五氧化二釩(V2O5)核心風險點

高毒性:被列為高毒化學品,對人體多系統(tǒng)均有損害。

主要暴露途徑:吸入粉塵/氣溶膠是主要風險,其次是食入和皮膚接觸。

呼吸系統(tǒng)損害嚴重:強烈刺激,可致支氣管炎、肺炎甚至致命肺水腫。

眼皮膚刺激:可導致結膜炎、皮炎,甚至灼傷。

系統(tǒng)性毒性:包括腎臟損害、神經(jīng)系統(tǒng)影響,并有潛在的遺傳毒性、致癌性和生殖毒性風險。

職業(yè)接觸限值極低:PC-TWA(按V計,可吸入塵)為0.05mg/m³, 顯示其微量接觸即可構成危害。

全釩液流電池全生命周期的環(huán)境風險節(jié)點

全釩液流電池的環(huán)境影響并非僅限于電解液泄漏這一單一環(huán)節(jié),而是貫穿其從原材料開采到最終報廢處置的整個生命周期。全面評估其環(huán)境足跡,需要系統(tǒng)梳理各個階段可能產(chǎn)生的環(huán)境風險。

原材料獲取與V2O5生產(chǎn)階段的環(huán)境代價

全釩液流電池對高純度五氧化二釩的需求,首先將其環(huán)境影響追溯至釩礦資源的開采和冶煉環(huán)節(jié)。

釩礦開采:釩主要從釩鈦磁鐵礦、石煤以及少量其他礦物中提取。礦山開采過程不可避免地涉及地表植被破壞、土壤剝離、水土流失、地形地貌改變等生態(tài)影響。同時,會產(chǎn)生大量廢石、尾礦,若堆放和管理不當,可能占用土地,并可能在雨水淋溶下釋放重金屬等污染物,污染周邊土壤和水體。

五氧化二釩提純與加工:從原礦到高純V2O5的轉(zhuǎn)化是一個復雜的濕法或火法冶金過程。例如,《五氧化二釩的生產(chǎn)工藝及其污染治理》一文曾論述其生產(chǎn)原理、方法及污染特點。這些過程通常涉及酸浸、堿浸、沉釩、焙燒等步驟,可能產(chǎn)生大量含釩、含酸堿的廢水;焙燒等高溫過程可能產(chǎn)生含硫氧化物、氮氧化物、含釩粉塵的廢氣;此外還會產(chǎn)生含釩廢渣、濾渣等固體廢物。如承德祥釩儲能科技有限公司年產(chǎn)5000噸高純五氧化二釩項目的環(huán)境影響報告書概述所示,此類項目必須配套相應的環(huán)保治理設施,對”三廢”進行嚴格處理,否則將對周邊環(huán)境造成嚴重污染。

儲能系統(tǒng)制造與建設階段

電池系統(tǒng)的制造和項目建設也會帶來一定的環(huán)境影響:

電池組件制造:電堆(包括電極、隔膜、雙極板等)、儲罐(多為HDPE等高分子材料)、管道、泵閥等組件的生產(chǎn),涉及原材料消耗(如石墨、塑料、金屬)、能源消耗以及在生產(chǎn)過程中可能排放的少量污染物。

項目建設施工期:大型儲能電站的建設與常規(guī)建筑工程類似,會產(chǎn)生施工揚塵、噪聲、施工廢水、建筑垃圾等。對場地平整、基礎建設等也可能對局部生態(tài)造成擾動。

核心:儲能系統(tǒng)運行階段的重大環(huán)境風險

全釩液流電池在運行階段的環(huán)境風險最為集中,其中電解液泄漏是最大的潛在威脅。

電解液泄漏(核心風險點)

泄漏原因分析:

設備故障:儲罐(通常由HDPE等材料制成, 需考慮其耐老化和耐腐蝕性)、管道、閥門、泵等部件可能因材料老化、制造缺陷、腐蝕(盡管釩電解液對特定材料腐蝕性相對可控,但長期運行和極端條件下仍需關注)、機械損傷等原因發(fā)生破損或泄漏。(國泰君安研報提及電解液強腐蝕性可能破壞電堆構件)

密封失效:管道連接點、閥門密封件、泵的軸封等部位可能因老化、磨損或安裝不到位導致密封失效,發(fā)生滲漏。

操作失誤:在電解液加注、輸送、維護檢修等過程中,人為操作不當可能導致溢出或泄漏。

極端工作條件:例如,在高溫環(huán)境下(如高于40℃),正極電解液中的VO2,+可能不穩(wěn)定,易生成V2O5沉淀,這些沉淀不僅影響電池性能,還可能堵塞流道、磨損部件,增加泄漏風險。(Solarbe報道:全釩液流電池在高溫或低溫下電解液不穩(wěn)定,北極星電力網(wǎng):大連液流電池電站高溫下析出沉淀物問題)

外部因素:地震、洪水等地質(zhì)災害,或第三方外力破壞(如施工誤傷、車輛撞擊等)也可能導致儲罐或管道破裂。

泄漏物質(zhì)特性:泄漏的電解液主要是含有高濃度不同價態(tài)釩離子的強酸性溶液(通常是硫酸溶液,濃度可達2-4mol/L) 。這種液體不僅具有強腐蝕性,能夠腐蝕金屬、水泥等多種材料,更重要的是其所含的釩本身具有顯著的毒性,特別是五價釩化合物(如V2O5)。(安康高新區(qū)某全釩液流電池項目環(huán)評提及泄漏物為釩及其化合物和硫酸)。

又對環(huán)境介質(zhì)的直接污染:

土壤污染:泄漏的酸性含釩電解液滲入土壤后,首先會改變土壤的pH值,導致土壤酸化,破壞土壤團粒結構,影響土壤微生物活性和養(yǎng)分循環(huán)。更嚴重的是,釩離子會在土壤中累積。雖然釩是某些植物生長的微量元素,但高濃度釩對大多數(shù)植物均有毒害作用,抑制其生長。釩還可能通過植物根系吸收進入植物體,在不同部位富集(《物探與化探》研究顯示釩在植物根部富集)。這些含釩植物若被動物采食,或土壤中的釩通過其他途徑進入食物鏈,最終可能危害人體健康。(《土壤通報》:釩污染土壤的生物修復研究綜述了其危害)。含釩土壤的修復難度較大,成本較高。

水體污染(地表水與地下水):泄漏的電解液若通過地表徑流進入附近的河流、湖泊等水體,會迅速造成局部水域酸化和釩濃度升高,直接威脅魚類、底棲生物等水生生態(tài)系統(tǒng)。若泄漏發(fā)生在飲用水水源保護區(qū)或其上游,將對供水安全構成直接且嚴重的威脅。同時,電解液下滲會污染地下水,特別是淺層地下水。地下水流動緩慢,一旦被釩污染,修復極為困難且周期漫長。(湖南省德沃普儲能公司全釩液流儲能電池項目環(huán)評關注電解液泄漏對地下水的影響,《電化學儲能電站環(huán)境保護技術要求(征求意見稿)》強調(diào)電解液泄漏對地下水的污染風險)。

大氣污染:硫酸基電解液泄漏后,在高濃度或高溫條件下可能揮發(fā)出硫酸霧,對空氣質(zhì)量造成影響,并刺激周邊人群的呼吸道。如果泄漏的電解液在地面干涸,殘留的含釩化合物可能隨風揚散,形成含釩粉塵,被人吸入。

事故案例警示:據(jù)報道,2025年4月9日,瑞士圖爾高州一棟公寓樓的地下室儲能裝置(后證實為全釩液流電池)發(fā)生約50升電解液泄漏,雖然泄漏量不大,也未造成人員傷亡,但仍觸發(fā)了化學應急響應,當?shù)叵啦块T出動處理。這一事件提醒我們,即使是技術相對成熟的全釩液流電池,在實際應用中仍存在泄漏風險,且需要專業(yè)的應急處置。對于更大規(guī)模的儲能電站,泄漏風險和潛在影響將成倍增加。

火災與爆炸風險及其次生環(huán)境影響

可燃氣體產(chǎn)生與爆炸風險:全釩液流電池的一大優(yōu)勢是其較高的安全性,電解液為水基,本身不易燃。然而,在極端情況下,如電池過充、隔膜損壞導致正負極電解液混合、短路等,可能發(fā)生水電解副反應,產(chǎn)生氫氣和氧氣。(北京市地方標準《電力儲能系統(tǒng)建設運行規(guī)范》提及液流電池熱失控可能產(chǎn)生H2)。若氫氣在密閉空間內(nèi)積聚到一定濃度 (爆炸極限4%-75%vol),遇點火源(如電氣火花)則有爆炸風險。

火災次生環(huán)境影響:一旦發(fā)生火災(可能由電氣系統(tǒng)故障引發(fā),而非電池本身),撲救過程中使用的大量消防廢水,如果未能得到有效收集和處理,會裹挾泄漏的電解液、燃燒產(chǎn)物(可能含有更復雜的有毒物質(zhì))以及其他化學品,形成成分復雜的污染液體,污染土壤和水體,造成嚴重的二次環(huán)境污染。(《電化學儲能電站環(huán)境保護技術要求(征求意見稿)》關注消防廢水污染問題)。

維護與檢修階段的潛在污染

儲能電站的日常維護和定期檢修也會產(chǎn)生一定的環(huán)境影響:

固體廢物:更換老化的隔膜、電極、泵、閥門等部件會產(chǎn)生廢棄材料。

少量泄漏:在拆卸、更換部件或添加電解液過程中,可能發(fā)生小規(guī)模的電解液滴漏或溢出。

清洗廢水:對儲罐、管道等設備進行清洗可能產(chǎn)生含釩、含酸的清洗廢水,需妥善處理。

報廢與回收階段的環(huán)境考量

電解液回收與再生

理論上的可回收性與價值:釩電解液中的釩元素理論上可以被回收并再生利用,這是全釩液流電池宣傳的一大優(yōu)勢,因釩資源本身具有較高價值,回收有助于降低電池全生命周期成本并減少資源浪費。(知乎專欄文章提及釩電解液可回收,殘值較高)。

實際回收技術的挑戰(zhàn):盡管理論上可行,但實際的電解液回收再生過程面臨諸多挑戰(zhàn)。一篇關于全釩液流電池環(huán)保要點分析的文章介紹了電解液回收的基本流程,通常包括調(diào)節(jié)pH、氧化、除雜、沉釩等步驟。然而,這些工藝的成熟度、成本效益、回收效率以及過程中是否會產(chǎn)生二次污染是關鍵問題。例如,使用化學沉淀法可能需要添加其他化學藥劑,從而產(chǎn)生新的化學廢渣?!逗C廢棄物中釩的回收研究現(xiàn)狀及展望》指出,現(xiàn)有的一些釩回收工藝存在成本高、二次污染等缺點。 此外, SciEngine上的一篇關于廢舊電解液恢復再生的研究提到,部分回收技術(如需加入氧化劑、蒸發(fā)、高溫煅燒等)成本較高,且回收后的釩氧化物或釩酸鹽可能不適合直接用作新電池的電解液。

對”環(huán)境友好”宣傳的辨析:因此,不能簡單地因為釩元素可回收就斷定其全生命周期是絕對環(huán)境友好的。必須嚴格評估和審視回收過程本身的能源消耗、化學品消耗、污染物排放以及最終的經(jīng)濟可行性。

電池系統(tǒng)其他組件的處理

電堆中的碳材料(如碳氈電極、石墨雙極板)、塑料部件(如電極框),以及儲罐(PE、PP等)、管道、金屬部件等,在電池報廢后需要進行分類回收和妥善處置。金屬材料可以回收利用,碳材料和塑料理論上可以作為燃料利用(但需考慮燃燒產(chǎn)物控制)。不當處置這些固體廢物同樣會造成環(huán)境污染或資源浪費。

全釩液流電池全生命周期環(huán)境風險節(jié)點總結

原材料階段:釩礦開采的生態(tài)破壞與V2O5生產(chǎn)過程的”三廢”污染。

運行階段:電解液泄漏是核心風險,可污染土壤、水體、大氣;特定條件下存在火災爆炸風險及次生污染。

維護階段:產(chǎn)生固廢、少量泄漏、清洗廢水。

報廢回收階段:電解液回收技術面臨成本、效率和二次污染挑戰(zhàn):其他組件的妥善處置同樣重要。

聚焦上海:50MWh全釩液流電池項目的環(huán)境與健康風險拷問

在上海這樣一座國際化超大城市部署規(guī)模達50MWh的全釩液流電池儲能設施,其潛在的環(huán)境和健康風險因城市自身的特性而被顯著放大。上海極高的人口密度、密布的環(huán)境敏感區(qū)以及高度依賴的城市生態(tài)系統(tǒng),對任何新增的工業(yè)風險源都提出了極為嚴苛的審視要求。

上海的城市特征與環(huán)境高度敏感性

極高的人口密度與建成區(qū)規(guī)模:根據(jù)《上海統(tǒng)計年鑒2023》數(shù)據(jù),2022年末上海市常住人口為2475.89萬人,行政區(qū)域面積為6340.5平方公里,全市人口密度高達3905人/平方公里。而中心城區(qū)的人口密度更是遠超此數(shù)。這意味著任何環(huán)境污染事故,其直接或間接影響的人口規(guī)模都將是巨大的,由此可能引發(fā)的公共健康危機和社會影響不容低估。

密布的環(huán)境敏感區(qū)與保護要求:上海市域范圍內(nèi)分布著眾多對環(huán)境質(zhì)量要求極高、生態(tài)功能重要的敏感區(qū)域。根據(jù)《〉上海市實施細化規(guī)定(2021年版)》,環(huán)境敏感區(qū)主要包括:

國家公園、自然保護區(qū)(如崇明東灘鳥類國家級自然保護區(qū)、九段沙濕地國家級自然保護區(qū))、風景名勝區(qū)、世界文化和自然遺產(chǎn)地、海洋特別保護區(qū)、飲用水水源保護區(qū)(如黃浦江上游、青草沙、陳行、東風西沙四大集中式飲用水水源地)。

0除上述以外的生態(tài)保護紅線管控范圍(《上海市生態(tài)保護紅線》劃定了具體范圍,陸域紅線面積占市域陸域面積比例雖不高,但戰(zhàn)略意義重大)、永久基本農(nóng)田、重要濕地、天然林、重點保護野生動植物棲息生長地等。

以居住、醫(yī)療衛(wèi)生、文化教育、科研、行政辦公為主要功能的區(qū)域,以及文物保護單位。

《黃浦江上游飲用水水源保護區(qū)劃(2022版)》更是詳細規(guī)定了一級、二級保護區(qū)和準保護區(qū)的范圍及管控要求。這些區(qū)域的環(huán)境安全是上海城市可持續(xù)發(fā)展的生命線,任何污染事件都可能導致不可逆的生態(tài)損失和嚴重的公共健康問題。

核心質(zhì)疑:在如此復雜且高度敏感的城市環(huán)境中為大型儲能設施選址,如何確保與這些生態(tài)紅線、水源保護地、人口聚居點保持絕對安全的距離?是否已對所有潛在廠址進行了徹底的環(huán)境敏感性分析與風險排查?

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圖2:上海市主要環(huán)境敏感區(qū)類型重要性示意圖(概念性,非精確比例)

50MWh全釩液流電池項目V2O55需求量估算及其潛在風險量級

一個50MWh(即50,000kWh)的全釩液流電池儲能項目,其所需五氧化二釩的量是相當可觀的。根據(jù)不同的行業(yè)估算數(shù)據(jù):

依據(jù)東方財富證券研報(2022年12月)的估算,1GWh釩電池對五氧化二釩的用量約為8,000噸。據(jù)此計算,50MWh(0.05GWh) 項目需要V2O.;=0.05GWh×8,000噸/GWh=400噸。

另有東方財富證券的另一份研報(2023年1月)則提到,1GW(通常指1GWh)釩電池大約需要使用1萬噸五氧化二釩。據(jù)此計算,50MWh項目需要V2O5=0.05GWh× 10.000噸/GWh=500噸。

而中能網(wǎng)一篇2025年5月的文章中提及的理論計算是每1Wh儲能容量需消耗5.6g五氧化二釩。據(jù)此計算,50MWh項目需要V2Os=50,000,000Wh×5.6g/Wh=280,000,000g=280噸。

綜合來看,一個50MWh的全釩液流電池項目,其所需的V2O5量級大約在280噸至500噸之間。這數(shù)百噸的劇毒物質(zhì),若以電解液形態(tài)儲存在城市或其周邊,無疑構成了一個巨大的潛在風險源。一旦發(fā)生大規(guī)模泄漏事故(如儲罐區(qū)整體失效、重大外部沖擊等),如此大量的V2O5(以離子態(tài)或析出物形態(tài))進入環(huán)境, 其毒性影響的廣度和深度將極為嚴重,對局部生態(tài)環(huán)境和公眾健康安全的威脅是巨大的。

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圖3:50MWh全釩液流電池項目V7O5需求量估算對比

選址的極端挑戰(zhàn)與潛在沖突

上海作為寸土寸金的超大城市,新增大型工業(yè)設施(尤其是具有潛在環(huán)境風險的設施)的選址面臨極大挑戰(zhàn)。全釩液流電池儲能電站占地面積相對較大(因能量密度低于鋰電池,儲液罐需要較大空間),其在上??赡艿牟季謪^(qū)域可能包括現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)、大型變電站周邊、新能源發(fā)電場站配套區(qū)域、以及部分城市更新改造區(qū)域。

核心質(zhì)疑:

這些潛在的選址區(qū)域,有多少能夠完全避開或與飲用水水源保護區(qū)、生態(tài)保護紅線區(qū)、人口密集居住區(qū)、學校、醫(yī)院等環(huán)境敏感目標保持足夠的、科學論證的安全防護距離?

在選址過程中,是否系統(tǒng)評估了地下管網(wǎng)(水、氣、電等)的復雜情況?是否考慮了極端天氣(如臺風、暴雨引發(fā)的內(nèi)澇)對儲能設施安全的影響??《上海市建筑光儲直柔系統(tǒng)技術導則》中提到直流設備(包括儲能)選址應綜合考慮多種因素,并宜單獨設置房間及配置環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),這對于大型獨立儲能站的要求應更為嚴格。

上海的城市總體規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃環(huán)評以及相關的土地利用規(guī)劃中,是否已對大規(guī)模新型儲能設施(特別是液流電池這類含有大量液態(tài)化學品的系統(tǒng))的環(huán)境風險和特殊安全要求給予了充分的前瞻性考慮和必要的空間預留或限制性規(guī)定?

上海特定背景下的典型事故情景模擬與影響深度分析

結合上海水網(wǎng)密布、人口高度集中、地面沉降歷史、高地下水位等城市特點,對全釩液流電池儲能設施可能發(fā)生的事故情景及其潛在影響進行分析,更顯其風險的嚴峻性。

(1)電解液大規(guī)模泄漏事故情景

污染物擴散路徑預估:

土壤與地下水:上海地處長江三角洲沖積平原,地質(zhì)多為軟土層,地下水位較高。一旦發(fā)生電解液泄漏,酸性含釩溶液極易快速下滲,污染淺層地下水。由于軟土的滲透特性和地下水的流動性,污染物可能在地下擴散較遠距離,威脅周邊土壤和地下水環(huán)境。據(jù)湖南某全釩液流電池項目環(huán)評資料顯示,其項目也重點關注了儲罐區(qū)液體下滲對地下水的污染。關于釩在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化,受土壤pH、氧化還原電位、有機質(zhì)含量等多種因素影響,酸性條件通常會增加釩的遷移性。

。地表水:上海河網(wǎng)密布,黃浦江、蘇州河及其眾多支流是城市重要的地表水體。若泄漏點鄰近河道,大量電解液一旦進入水體,將迅速通過水網(wǎng)擴散,污染范圍可能涉及數(shù)十公里,嚴重影響水生生物和下游取用水安全。

大氣擴散:泄漏的硫酸電解液會揮發(fā)出酸霧,在特定氣象條件下(如低風速、逆溫),可能在局部區(qū)域形成較高濃度,刺激人群。干涸后的含釩殘留物也可能形成揚塵。

對上海城市生態(tài)系統(tǒng)的獨特威脅:

對黃浦江、蘇州河等城市母親河及其生態(tài)功能的長期損害。

對城市公園、綠地等寶貴生態(tài)空間的土壤和植物群落造成破壞。

若選址不當,可能波及崇明東灘等國際重要濕地,對候鳥棲息和生物多樣性構成威脅。

對高密度人群的健康沖擊評估:

急性影響:估算事故發(fā)生時,下風向受酸霧影響的居民區(qū)、辦公區(qū)、學校等區(qū)域的人群數(shù)量,評估可能發(fā)生的急性呼吸道刺激、眼部刺激、皮膚不適等群體性健康事件的規(guī)模。

慢性影響:若土壤、地下水或飲用水源受到長期污染,周邊居民通過飲用受污染水、食用受污染農(nóng)產(chǎn)品或直接接觸受污染環(huán)境,可能面臨釩元素在體內(nèi)蓄積導致的慢性中毒風險,增加腎臟疾病、呼吸系統(tǒng)疾病等的發(fā)病率。這對上海這樣注重市民健康和生活品質(zhì)的城市是不可接受的。

(2)火災爆炸伴隨有毒煙霧擴散情景

上海高樓林立,城市峽谷效應明顯。一旦儲能電站發(fā)生火災(即使概率較低),產(chǎn)生的含釩有毒煙霧(如V7O5粉塵、其他釩氧化物、二氧化硫等)在復雜建筑物環(huán)境下,其擴散模式和滯留時間可能與開闊地帶顯著不同,更容易在局部形成高濃度污染區(qū)。這對周邊高層建筑內(nèi)人員的及時疏散和救援都構成巨大挑戰(zhàn),暴露風險顯著增加。

(3)廢棄電解液及含釩廢物處置不當?shù)那榫?/p>

上海作為超大城市,固體廢物(尤其是危險廢物)的安全處置和監(jiān)管壓力一直很大。一個50MWh的全釩液流電池系統(tǒng),在其生命周期結束后,將產(chǎn)生數(shù)千立方米甚至更多的廢舊電解液,以及其他含釩固體廢物(如反應沉淀物、被污染的設備組件等)。若這些危險廢物未能得到合規(guī)、高效、無害化的處理和資源化利用,而是通過非法傾倒、不當填埋等方式進入環(huán)境,將對上海本已脆弱的城市環(huán)境造成長期的、隱蔽的二次污染。

上海現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)管與應急體系的適應性與挑戰(zhàn)

法規(guī)標準體系檢視:《上海市危險化學品安全管理辦法》等法規(guī)對危險化學品的儲存、使用、運輸?shù)扔忻鞔_規(guī)定,但對于全釩液流電池電解液(特別是其中釩的毒性和總量)這種特定形態(tài)的危化品,其在大型儲能設施中的全過程風險管控是否完全適用并足夠細化,值得審視。國家層面已出臺或正在制定《電化學儲能電站環(huán)境保護技術要求(征求意見稿)》、《全釩液流電池儲能電站安全衛(wèi)士技術規(guī)則(征求意見稿)》以及《全釩液流電池儲能電站建設技術規(guī)范》等標準,上海市是否已針對此類新型儲能設施出臺了更為嚴格和細化的地方性環(huán)境影響評價技術導則或安全規(guī)范?

核心質(zhì)疑:現(xiàn)有標準是否充分體現(xiàn)了五氧化二釩的特定健康風險(如極低的職業(yè)接觸限值、潛在的慢性毒性和遺傳毒性)和在超大城市背景下的生態(tài)毒性?對于事故預防(如最小安全距離、儲罐區(qū)防滲等級、泄漏在線監(jiān)測)和應急處置(如特定中和劑、污染控制區(qū)劃)的要求是否足夠具體和具有強制性?

環(huán)境影響評價的充分性:根據(jù)《上海市生態(tài)環(huán)境局審批環(huán)境影響評價文件的建設項目目錄(2021年版)》,此類儲能項目應進行環(huán)境影響評價。

核心質(zhì)疑:在上海,此類項目的環(huán)評報告中,是否對V2O5的健康風險評估(包括定量或半定量的吸入、皮膚接觸、食入暴露評估,急性毒性事件概率評估,長期低劑量暴露的慢性健康影響預測)、生態(tài)風險評估(包括對上海特定水網(wǎng)、土壤類型下的遷移轉(zhuǎn)化模擬與預測,對本地特征水生生物和陸生指示生物的毒性測試數(shù)據(jù)引用或類比分析,生物富集和食物鏈傳遞風險評估),以及最大可信事故(如全部電解液泄漏)情景下的環(huán)境影響范圍、程度(特別是對下游飲用水源、生態(tài)紅線區(qū)、人口密集區(qū)的具體影響)進行了足夠深入、定量化和針對性的分析?環(huán)境風險評價是否考慮了”納什均衡”下的多重失效和小概率高后果事件?

應急響應能力評估:上海市已建立《上海市突發(fā)環(huán)境事件應急預案》。

核心質(zhì)疑:上?,F(xiàn)有的危險化學品泄漏應急預案和應急力量(消防、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療救護等),是否已針對大規(guī)模含釩強酸性電解液泄漏這一特定事故類型進行了充分準備?例如:是否儲備了足量的、合適的中和劑與吸附材料?一線應急人員是否配備了能有效防護強酸和釩化合物的個人防護裝備?環(huán)境監(jiān)測隊伍能否快速測定空氣、水體、土壤中不同形態(tài)釩的濃度?醫(yī)療機構對釩中毒的診斷標準、特效解毒劑和救治方案是否明確和普及?針對此類新型儲能設施的潛在風險,上海的應急預案是否已完成專項修訂或增補?相關的跨部門、跨區(qū)域應急演練是否已覆蓋了全釩液流電池相關的事故場景?

公眾知情與參與的保障:根據(jù)《上海市環(huán)境影響評價公眾參與辦法》,此類項目應保障公眾的知情權、參與權和監(jiān)督權。

核心質(zhì)疑:在上海部署此類具有潛在重大環(huán)境風險的新型設施,項目論證、選址和環(huán)評階段的風險信息溝通是否真正做到公開、透明、易懂?是否為公眾(特別是項目周邊社區(qū)居民、學校、醫(yī)院等敏感人群的代表)提供了充分的、有效的參與渠道和反饋機制?是否能夠科學、坦誠地回應公眾對健康和環(huán)境安全的深切關切,而非簡單以”技術先進”、“符合標準”一筆帶過?

針對上海部署50MWh全釩液流電池項目的核心拷問

選選址困境:如何在人口稠密、環(huán)境敏感區(qū)遍布的上海找到絕對安全的廠址?

風險量級:數(shù)百噸劇毒V2O5(以電解液形態(tài)存在)一旦泄漏,對上海城市生態(tài)和居民健康的沖擊能否承受?

事故模擬不足:是否針對上海特有的水網(wǎng)、高地下水位、城市峽谷效應等進行了充分的事故情景模擬和影響評估?

法規(guī)標準滯后:現(xiàn)有法規(guī)和標準體系對全釩液流電池(尤其是V2O5)的特殊風險管控是否足夠細致和嚴格?

環(huán)評深度存疑:環(huán)評是否對健康風險、生態(tài)風險、極端事故后果進行了充分的定量分析和評估?

應急能力待考:上海的應急體系是否具備針對大規(guī)模含釩酸性電解液泄漏的專業(yè)處置能力和醫(yī)療救治能力?

公眾參與保障:風險信息是否充分公開?公眾對健康的關切是否得到有效回應?

風險緩釋與上海安全部署的負責任路徑

面對全釩液流電池潛在的環(huán)境與健康風險,特別是在上海這樣的特大城市背景下,任何部署決策都必須以最大限度緩釋風險、保障城市安全和公眾健康為前提。以下路徑值得深入探討和推行:

強化源頭預防與本質(zhì)安全設計

鼓勵低毒/無毒創(chuàng)新:積極投入和支持研發(fā)低毒性、高穩(wěn)定性的釩電解液新配方,例如探索危害性更低的釩化合物形態(tài)或替代性溶劑,從根本上降低電解液的毒性風險。

提升設備可靠性:嚴格執(zhí)行或制定更高的電池系統(tǒng)(電堆、隔膜、密封件)、儲罐、管道、閥門等關鍵組件的設計、制造、材料選擇和安裝標準。應選用具有優(yōu)異耐腐蝕性、高強度、抗老化性能的材料,并通過優(yōu)化結構設計、采用多重密封、增加冗余備份等措施,提升系統(tǒng)的整體可靠性和防泄漏能力。

推廣智能運維與預警:強制要求或鼓勵大型儲能電站部署先進的在線監(jiān)測和預警系統(tǒng),實時監(jiān)測電解液液位、溫度、壓力、pH值、關鍵區(qū)域 (如儲罐區(qū)、管道接頭)的泄漏情況,以及環(huán)境中氫氣、酸霧等有害氣體濃度。系統(tǒng)應具備早期故障診斷、風險預警和自動保護停機功能,將事故消滅在萌芽狀態(tài)。

極其審慎的選址規(guī)劃與嚴格的環(huán)境準入(針對上海)

制定專項選址導則:上海市應結合本市土地利用規(guī)劃、生態(tài)保護紅線規(guī)劃、飲用水水源保護規(guī)劃以及人口分布特征,研究制定針對大型全釩液流電池儲能電站(及其他類似風險的儲能技術)的專項選址規(guī)劃導則和環(huán)境準入負面清單。

遠離敏感目標:導則中必須明確規(guī)定此類設施與飲用水水源保護區(qū)(尤其是一、二級保護區(qū))、生態(tài)保護紅線核心區(qū)域和一般區(qū)域、自然保護區(qū)、重要濕地、人口密集居住區(qū)、學校、醫(yī)院、幼兒園、養(yǎng)老院等環(huán)境敏感目標之間的最小安全防護距離和環(huán)境緩沖距離。此距離應基于科學的風險評估模型(考慮最壞泄漏情景下的污染物擴散范圍和濃度)確定,且應有足夠的安全冗余。

強制性獨立評估:在項目可行性研究階段或土地出讓前,對所有潛在廠址進行強制性的、由獨立第三方專業(yè)機構實施的場地環(huán)境風險詳細評估和社會穩(wěn)定風險評估。評估結果應作為選址決策的關鍵依據(jù),并向社會公開。

禁止高風險區(qū)域建設:在城市規(guī)劃層面,應明確禁止在環(huán)境極度敏感或一旦發(fā)生事故后果不堪設想的區(qū)域(如飲用水源一級保護區(qū)、人口密度超高區(qū)域的中心地帶、重要生態(tài)廊道等)建設此類大型儲能設施。

全生命周期環(huán)境風險的精細化管控

生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié):對V2O2原料和電解液的生產(chǎn)、包裝、儲存、運輸全過程,嚴格執(zhí)行國家和上海市關于危險化學品安全生產(chǎn)、運輸、儲存的相關法規(guī)和標準,確保運輸車輛資質(zhì)、人員資質(zhì)、包裝容器、應急措施等符合要求。

運行維護環(huán)節(jié):

標準化操作與培訓:建立完善的電站運行操作規(guī)程、維護保養(yǎng)手冊和安全作業(yè)指導書,所有操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓并持證上崗。

強制性安全環(huán)保設施:根據(jù)《全釩液流電池儲能電站安全衛(wèi)士技術規(guī)則(征求意見稿)》和北京市《電力儲能系統(tǒng)建設運行規(guī)范》等標準的要求,電站必須配備:有效的泄漏檢測報警裝置(針對電解液、氫氣等)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、能夠容納至少一個最大儲罐泄漏量的事故應急池或圍堰(并做嚴格防腐防滲處理)、專用消防設施(如耐酸泡沫滅火系統(tǒng))、應急照明、強制通風系統(tǒng)、以及充足的、符合防護等級要求的個體防護裝備(如耐酸堿防化服、正壓式空氣呼吸器、防護眼鏡、防護手套等)。

定期檢測與評估:對儲罐壁厚、焊縫質(zhì)量、管道完整性、閥門密封性、泵的運行狀態(tài)、防腐涂層等關鍵設備和設施,進行定期的(例如每年或每半年)無損檢測、壓力測試和安全評估,建立設備健康檔案,及時發(fā)現(xiàn)和消除潛在隱患。

廢棄處置環(huán)節(jié):

閉環(huán)回收體系建設:上海應規(guī)劃和支持建立規(guī)范的、具有資質(zhì)的廢舊釩電解液和電池組件回收與資源化利用體系。鼓勵生產(chǎn)者責任延伸制,明確電池制造商、運營商在廢棄物回收處置中的責任。

先進環(huán)?;厥占夹g應用:推廣和采用環(huán)境友好、回收效率高、經(jīng)濟性好的廢舊電解液再生技術和含釩固體廢物處理技術,最大限度地從源頭減少回收過程中的二次污染。(艾邦stoberimesse 曾討論過釩電池回收的環(huán)保要點)。

嚴格監(jiān)管處置過程:對廢棄物的收集、暫存、運輸、處理、處置全過程進行嚴格的清單式、可追溯監(jiān)管,嚴厲打擊非法轉(zhuǎn)移、傾倒和不當處置行為。

健全法規(guī)標準體系并強化剛性執(zhí)法(結合上海管理水平)

地方標準制定與更新:上海市應在國家標準基礎上,結合本地實際,研究制定或及時更新針對全釩液流電池等新型儲能設施的環(huán)境保護、職業(yè)健康與安全生產(chǎn)、消防安全、建設規(guī)范、運行維護、應急處置等地方標準或技術規(guī)范、導則。這些標準應充分考慮V2O5的特性和上海的城市特點,力求細致、可操作、且具有前瞻性。

納入重點風險源管理:將大型全釩液流電池儲能電站明確列為城市重點環(huán)境風險源和安全生產(chǎn)重點監(jiān)管單位,實施動態(tài)清單管理。

強化日常監(jiān)管與執(zhí)法:環(huán)保、應急管理、消防、市場監(jiān)管等部門應加強對此類項目的聯(lián)合監(jiān)管和常態(tài)化執(zhí)法檢查(包括定期檢查和不定期突擊檢查)。對檢查中發(fā)現(xiàn)的隱患問題,責令限期整改,并跟蹤復查;對違法違規(guī)行為,依法予以頂格處罰,確保環(huán)保和安全措施真正落實到位,防止”紙面合規(guī)”。

完善專項應急預案與提升協(xié)同應急能力((針對上海城市應急體系)

編制專項應急預案:針對含釩酸性電解液大規(guī)模泄漏、儲能電站火災爆炸等典型特征事故,編制上海市(或相關區(qū)域)專項應急預案。預案應包括:事故類型與分級、組織指揮體系、監(jiān)測預警與信息報告、應急響應程序(包括先期處置、擴大應急、應急終止)、具體處置措施(如泄漏物圍堵-收集-中和-處理技術、受污染土壤/水體臨時控制與修復方案、消防滅火與防爆措施、人員疏散與安置、醫(yī)療救治與健康監(jiān)測)、應急資源保障(專用設備、物資、隊伍、避難場所)、后期處置(環(huán)境損害評估、生態(tài)恢復、責任追究)等內(nèi)容。

加強部門協(xié)同與區(qū)域聯(lián)動:建立健全環(huán)保、應急、消防、衛(wèi)健、公安、交通、水務、氣象等相關部門在應急響應中的信息共享、協(xié)同聯(lián)動、統(tǒng)一指揮機制。對于可能產(chǎn)生跨區(qū)域影響的事故,還需建立與周邊省市的應急聯(lián)動機制。

專業(yè)應急隊伍與物資儲備:根據(jù)釩電解液的特性,建設或指定專業(yè)的、具備相應處置技術和裝備的應急救援隊伍。儲備充足的專用應急物資,如耐酸泵、儲槽,高效吸附材料(如活性炭、專用吸附劑),酸性中和劑(需考慮中和產(chǎn)物,避免產(chǎn)生更復雜污染),以及高級別個體防護裝備。

常態(tài)化應急演練:定期組織開展不同規(guī)模、不同情景的實戰(zhàn)化應急演練,包括桌面推演和現(xiàn)場實操,檢驗預案的科學性、實用性和各部門的協(xié)同作戰(zhàn)能力,并通過演練發(fā)現(xiàn)問題、持續(xù)改進。

保障信息充分公開與有效的公眾參與

全過程信息透明:從項目規(guī)劃、選址論證、環(huán)境影響評價、設計建造、竣工驗收到日常運行和最終退役處置的全過程,相關環(huán)境信息、風險評估報告(簡本或公眾版)、污染物排放在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、應急預案(簡本)等,均應依照法律法規(guī)要求,通過政府網(wǎng)站、項目單位官網(wǎng)、社區(qū)公告等多種渠道,及時、全面、準確地向社會公眾公開,保障公眾的知情權。

常態(tài)化風險溝通與參與機制:在項目重大決策前(如選址確定、環(huán)評報告審批前),必須嚴格執(zhí)行公眾參與程序,通過舉行聽證會、論證會、座談會、問卷調(diào)查、專家咨詢等多種形式,廣泛征求和吸納項目周邊居民、企事業(yè)單位、社會組織、人大代表、政協(xié)委員以及相關領域?qū)<业囊庖姾徒ㄗh。建立常態(tài)化的風險溝通渠道,主動回應社會關切,科學解釋風險疑慮,對公眾提出的合理化意見和訴求應認真研究并予以采納或解釋。確保項目建設和運營在陽光下進行,以透明換取信任,以溝通化解矛盾。

上海為全釩液流電池安全部署應采取的負責任路徑

源頭抓起:鼓勵技術創(chuàng)新,提升設備本質(zhì)安全。

選址嚴苛:制定專項導則,堅決遠離敏感區(qū),強制獨立風險評估。

全程嚴管:從生產(chǎn)運輸?shù)竭\行維護再到廢棄處置,實施精細化、全鏈條風險管控。

標準先行:健全地方性法規(guī)標準,并以剛性執(zhí)法確保落實。

應急強化:編制專項預案,提升多部門協(xié)同應急能力,儲備專業(yè)物資隊伍,常態(tài)化演練。

公開透明:保障信息充分公開,建立有效的公眾參與和風險溝通機制。

結論:審慎發(fā)展,安全優(yōu)先,堅守上海環(huán)境與健康底線

全釩液流電池作為一種具有潛力的新型儲能技術,無疑為解決能源轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)、構建新型電力系統(tǒng)提供了新的可能。其在長時儲能、電網(wǎng)調(diào)峰等方面的優(yōu)勢值得肯定。然而,任何技術的推廣應用,都不能忽視其可能伴隨的環(huán)境與健康風險,尤其是在上海這樣環(huán)境容量相對有限、人口高度集聚、安全風險承受能力要求極高的國際化超大都市。

本文通過系統(tǒng)梳理,揭示了全釩液流電池產(chǎn)業(yè)鏈中核心物質(zhì)五氧化二釩(V2O5)的固有高毒性,其對人體呼吸系統(tǒng)、皮膚、眼睛乃至腎臟等多個器官均可造成嚴重損害,且具有潛在的遺傳毒性、致癌性和生殖毒性風險。更進一步,分析了從釩礦開采、V2O5生產(chǎn),到儲能系統(tǒng)制造、建設、運行(特別是電解液泄漏和火災爆炸風險)、維護、乃至最終報廢回收的全生命周期中,各個環(huán)節(jié)均可能產(chǎn)生的環(huán)境污染問題,尤其是泄漏的含釩強酸電解液對土壤和水體的嚴重污染潛力。

當我們將這些潛在風險置于上海的特定背景下進行考量時,其嚴峻性被急劇放大。上海極高的人口密度意味著任何事故的受影響人群基數(shù)龐大;密布的飲用水水源保護區(qū)、生態(tài)保護紅線區(qū)等環(huán)境敏感區(qū)域,使得選址的難度和風險控制的復雜度空前提高;而城市特有的水網(wǎng)體系、高地下水位等因素,則可能加速污染物的遷移擴散。、——個50MWh規(guī)模的全釩液流電池項目,其數(shù)百噸V2O5(以電解液形式存在) 的體量本身就是一個不容忽視的風險源。

因此,本文對在上海大規(guī)模部署此類設施提出以下核心質(zhì)疑:

1.風險認知是否全面深入?對于五氧化二釩的全部毒性譜(特別是慢性、遠期健康效應)以及全釩液流電池全生命周期環(huán)境足跡的認知,是否已達到支撐在超大城市進行大規(guī)模安全應用的科學深度?

2.技術與管理是否成熟到”無憂推廣”?現(xiàn)有電解液配方、儲罐材料與密封技術、泄漏監(jiān)測與預防技術、以及日常運維管理水平和應急處置能力,是否真正達到了能夠確保在上海這樣復雜環(huán)境中安全、可靠、長期運行,且無重大后顧之憂的成熟度?

3.環(huán)評與決策是否真正負責?相關的環(huán)境影響評價是否真正做到了”預防為主、科學評估、公眾參與、風險可控”?選址決策是否充分考慮了最壞情景下的環(huán)境代價和社會成本?公眾對健康的深切憂慮是否得到了充分尊重和有效回應?

我們的立場是明確的:對在上海規(guī)劃和部署包括50MWh在內(nèi)的大型全釩液流電池項目,必須采取最為審慎的態(tài)度和最為嚴格的標準。技術進步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,絕不能以犧牲城市的生態(tài)安全和市民的健康福祉為代價。

展望未來,上海在推動儲能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,助力能源結構優(yōu)化的同時,更應在全球城市環(huán)境治理和風險防控領域率先垂范。這要求上海不僅要關注儲能技術的經(jīng)濟效益和技術指標,更要投入巨大精力,建立健全一套針對此類(及其他)新型儲能設施的超前性、系統(tǒng)性、精細化、全鏈條的環(huán)境風險防控與應急管理體系。這包括但不限于:制定更嚴格的地方性選址與安全標準;強化風險評估的深度與獨立性;提升智能化監(jiān)測預警水平;構建專業(yè)化、實戰(zhàn)化的應急響應能力;并確保項目全過程的公開透明與實質(zhì)性的公眾參與。

在相關的環(huán)境健康風險得到充分認知、科學評估、并能以現(xiàn)有技術和管理手段有效控制在社會可接受水平之前,對于在上海這樣特殊城市大規(guī)模部署全釩液流電池等具有相似風險特性的儲能設施,應保持高度的克制。同時,應持續(xù)鼓勵和投入研發(fā)更為安全、更為環(huán)保、資源依賴性更低的儲能技術或?qū)ΜF(xiàn)有技術的改進方案,真正實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型與城市可持續(xù)發(fā)展、高品質(zhì)生活的和諧統(tǒng)一,堅守上海的生態(tài)環(huán)境底線與市民健康底線。