日前，國電龍源5兆瓦/10兆瓦時儲能電池系統(tǒng)招標塵埃落定，大連融科儲能技術(shù)公司成功中標。這是迄今為止全球最大規(guī)模的全釩液流電池儲能系統(tǒng)應(yīng)用示范，也預(yù)示著我國儲能技術(shù)將向商業(yè)化應(yīng)用再進一步。

由于受制于成本障礙，大規(guī)模儲能一直難以走向商業(yè)化。而在此次商業(yè)項目的招投標中，融科儲能的價格可謂相當(dāng)有競爭力。

融科儲能副總經(jīng)理兼總工程師、中科院大連化學(xué)物理研究所研究員張華民近日在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時透露，成本競爭力來源于兩方面：一是高比例的國產(chǎn)化材料，二是行業(yè)領(lǐng)先的能量效率。

“現(xiàn)在看來液流電池的技術(shù)天花板比預(yù)期要高，我相信技術(shù)上還有很大的降價空間。”張華民指出。

示范中的融科儲能電池系統(tǒng)

中標龍源

中國工程院院士楊裕生曾多次表示，大規(guī)模儲能首先要強調(diào)安全性。

如以安全性為第一標準，綜合考慮可靠性、耐久性、環(huán)境友好等，液流電池具有一定技術(shù)優(yōu)勢。尤其在并網(wǎng)項目平滑輸出的要求下，其優(yōu)勢愈加明顯。

而此次國電龍源的項目正是配套其50兆瓦風(fēng)電場，主要實現(xiàn)跟蹤計劃發(fā)電、平滑輸出，提高電網(wǎng)對可再生能源發(fā)電的接納能力。

其中，融科儲能負責(zé)5兆瓦/10兆瓦時液流儲能電池系統(tǒng)的設(shè)計、制造、集成安裝調(diào)試。張華民表示，該系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，單個電堆的額定輸出功率為22千瓦，由16個22千瓦電堆組成352千瓦單元模塊系統(tǒng)，再構(gòu)建5兆瓦電池系統(tǒng)。

據(jù)悉，除離子交換膜外，該系統(tǒng)的所有材料都實現(xiàn)了國產(chǎn)化。

國際上，日本住友電工和前加拿大VRB公司較早從事全釩液流電池產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，擁有多項領(lǐng)先技術(shù)。但這兩家公司卻都忽視了電池核心材料的研發(fā)，而采取采購的方式，致使電池成本居高不下。

而融科儲能與中科院大連化學(xué)物理研究所的合作團隊從一開始就以國產(chǎn)化為目標，確立了關(guān)鍵材料、核心技術(shù)與系統(tǒng)開發(fā)并重的方針。作為國家“973”液流儲能項目首席科學(xué)家、國家能源液流儲能電池重點實驗室主任，張華民一直強調(diào)技術(shù)的重要性。目前，融科儲能團隊全面掌握了全釩液流電池關(guān)鍵材料、核心部件及系統(tǒng)集成技術(shù)，知識產(chǎn)權(quán)體系覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈，具有年產(chǎn)20兆瓦電堆及電池系統(tǒng)的生產(chǎn)、設(shè)計及集成能力。尤其是22千瓦電堆在恒功率充放電時，電堆的能量效率能達到80%；352千瓦單元電池系統(tǒng)模塊直流端的系統(tǒng)能量效率（包括循環(huán)泵的功耗）大于70%。

據(jù)悉，這是目前國內(nèi)外相同產(chǎn)品中已公布的最高數(shù)據(jù)。[page]

決戰(zhàn)80%

80%的能量效率是什么概念？

現(xiàn)在的全釩液流電池電堆的工作能量效率約為60%~70%，能量效率低造成電池成本很高。而只有使電堆能量效率保持在80%以上，電池系統(tǒng)的能量效率才能保持在70%以上。“如果低于70%，其經(jīng)濟性差，不利于商業(yè)化。”張華民直言。

目前，我國儲能相關(guān)標準缺失嚴重，一些新的儲能技術(shù)標準甚至是空白，其中就包括液流電池電堆和電池系統(tǒng)能量效率，這無疑會造成行業(yè)混亂。

在張華民的建議下，融科儲能已經(jīng)將電堆能量效率的企業(yè)標準定為80%。

而在國際上，日本住友電工也走在了前面。今年6月，住友電工宣布其千瓦級電堆新產(chǎn)品的工作電流密度達到140毫安/平方厘米充放電，電堆能量效率為80%。

同時，日本還向國際電工委員會提出組建儲能電池標委會的提案，希望借此提高自己在標準制定方面的話語權(quán)。可以說，我國企業(yè)如不能提高技術(shù)水平，將不可避免地面臨國際壓力。

“能量效率對客戶而言就是效益，我認為液流電池系統(tǒng)能量效率國家標準最低要定到65%以上，不然用戶接受不了，產(chǎn)業(yè)也無法健康發(fā)展。”張華民指出。

更重要的是，如果能將工作電流密度提高一倍，電堆成本將降低一半。目前，融科儲能全釩液流電池的工作電流密度為80毫安/平方厘米左右，而其在實驗室中研發(fā)的新一代技術(shù)已經(jīng)達到160毫安/平方厘米。如果該數(shù)據(jù)能在產(chǎn)業(yè)化中實現(xiàn)，張華民認為，全釩液流電池系統(tǒng)的成本完全可能從1.2萬/千瓦降到8000元/千瓦以下，隨著技術(shù)進步和量產(chǎn)化還將進一步下降。[page]

“短板”不短

“儲能技術(shù)未能大規(guī)模應(yīng)用，最大的問題就是經(jīng)濟性。”張華民指出，大規(guī)模儲能要想贏利，可能還需要兩三年。

由于成本較高，雖然業(yè)界翹首以盼，但我國目前尚無獨立的儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策出臺。

“首先必須讓用戶認可，才能要求國家在政策上支持，我相信技術(shù)做好了之后國家會有政策的。”張華民說。他表示，一旦儲能技術(shù)獲得像風(fēng)電、光伏或新能源車一樣的政策支持，產(chǎn)業(yè)發(fā)展將步入快車道。

不過，他同時指出，產(chǎn)業(yè)政策出臺的前提是技術(shù)成本大幅降低。但目前，液流電池在關(guān)鍵材料技術(shù)、系統(tǒng)工程化技術(shù)等方面存在不足，尤其是離子交換膜材料還要依賴進口，價格昂貴。

其實，離子交換膜也正是融科儲能目前全產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化的唯一短板雖然已經(jīng)研發(fā)出自主知識產(chǎn)權(quán)的高品質(zhì)離子交換膜，但尚未形成規(guī)模化生產(chǎn)。

據(jù)悉，全世界的離子交換膜幾乎都被美國杜邦公司壟斷。如果融科儲能獲得成功，這塊“短板”將為其帶來豐厚利潤。“可以說今后不賣電池光賣材料都能賺錢。”張華民坦言。

目前，融科儲能正在加速建設(shè)離子交換膜中試線，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，爭取盡早實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，在兆瓦級系統(tǒng)上應(yīng)用全國產(chǎn)化材料。

而在百千瓦級商業(yè)示范項目上，融科儲能已經(jīng)獲得了光伏電站和微電網(wǎng)儲能項目兩筆訂單，都將使用包括離子交換膜在內(nèi)的全國產(chǎn)化材料。

“將來儲能電池的競爭還是靠技術(shù)，只要有技術(shù)，肯定有市場。”張華民深信不疑。