在大連融科儲能技術(shù)發(fā)展有限公司(以下簡稱“融科儲能”)廠區(qū),許多白色集裝箱以兩個為一組上下疊放,一個裝電池電堆、另一個裝釩電解液,共同組成一套釩電池儲能系統(tǒng)。這一套儲能系統(tǒng)可以儲存3000千瓦時的電能,如果按每戶家庭每月消耗200千瓦時算,該系統(tǒng)儲存的電能足夠用15個月。
作為全球釩液流電池儲能領(lǐng)軍企業(yè),融科儲能已占據(jù)全球相關(guān)領(lǐng)域六成市場份額,并連續(xù)兩年入選“全球獨角獸企業(yè)榜單”。這不是一個關(guān)于捷徑的故事,而是一群人帶著對科技創(chuàng)新的執(zhí)念,在“無人區(qū)”里硬生生踩出一條路的漫長歷程。
緊抓新能源存儲之機
故事的起點,與鋼鐵冶煉的廢渣有關(guān)。2005年,中國科學院大連化物所成功研制出國內(nèi)首個10千瓦釩液流電池儲能系統(tǒng)。彼時,專注高性能釩化學品生產(chǎn)的大連博融控股集團董事長劉延輝發(fā)現(xiàn):煉鋼鋼渣中富集的釩元素,因為全球用量較少,沒有市場,常常被廢棄處理,而科學家卻將它變成了打開儲能產(chǎn)業(yè)大門的“金鑰匙”。
“過去電力系統(tǒng)以火電為主,用電高峰時多燒煤就能保障供應,基本實現(xiàn)‘產(chǎn)用平衡’!眲⒀虞x介紹,當風電、光伏等清潔能源加速崛起,新的矛盾愈發(fā)突出——風能“晝少夜多”與居民用電“晝多夜少”形成錯配,導致很多清潔電能因無法即時消納被“棄用”。
2019年我國“雙碳”目標明確后,新能源裝機量逐年提升,其間歇性、隨機性和波動性的短板愈發(fā)凸顯。此時,儲能技術(shù)成為破局關(guān)鍵——在能源富余時儲存電能,在需求高峰時穩(wěn)定釋放,既能解決棄電難題,又能保障電網(wǎng)穩(wěn)定,成為新能源并網(wǎng)的“剛需”,儲能產(chǎn)業(yè)迎來發(fā)展黃金期。
堅持做“不可能的事”
“這個黃金期,我們等了十幾年!”2006年,大連博融與大連化物所合作成立“液流儲能電池聯(lián)合實驗室”。2008年,雙方攜手成立融科儲能,開啟“科研頂天、產(chǎn)業(yè)立地”的跨界探索。
當時恰逢日本、加拿大老牌企業(yè)相繼宣布放棄釩液流電池研發(fā),國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈又幾乎是空白,很多人都覺得他們在做“不可能的事”。早期進口離子膜價格昂貴,電極厚度不均,需要用刮刀手工修整……市場還沒覺醒,企業(yè)經(jīng)營面臨嚴峻挑戰(zhàn),但研發(fā)從未停止。
“我們始終對技術(shù)充滿自信,釩液流電池安全性極高,無起火、爆炸風險;日歷壽命超25年,且釩在電池中不消耗,材料回收處理簡單,生命周期內(nèi)環(huán)境負荷低。”劉延輝坦言,他們就這么咬著牙投錢——17年間投了20多億元,常常是上一代電池剛在生產(chǎn)線站穩(wěn)腳跟,下一代的研發(fā)已經(jīng)在實驗室啟動。光是電堆,就從第一代研發(fā)到第四代,功率翻了好幾倍。
一項項突破,在不斷試錯中完成。2012年,融科儲能在沈陽市法庫縣投運了首個5MW/10MWh釩液流電池儲能項目,是目前全球連續(xù)運行時間最長的儲能電站。2016年,全球首個現(xiàn)代化釩液流電池產(chǎn)業(yè)化基地在大連建成,標志著從實驗室邁向量產(chǎn)。2022年,融科儲能參與建設(shè)的全球首個百兆瓦級液流電池儲能調(diào)峰電站在大連正式并網(wǎng)運行。2024年,位于新疆的全球首座大型構(gòu)網(wǎng)型釩液流電池儲能項目新華烏什250MW/1GWh儲能電站,位于吉林的全國首個嚴寒地區(qū)大型全釩液流電池共享儲能電站等大型項目相繼并網(wǎng)。
核心部件全部國產(chǎn)化
從遼寧一隅走向全國乃至全球,源于其不畏冷熱的優(yōu)秀表現(xiàn)——新疆昌吉的戈壁灘上,融科儲能集裝箱式“充電寶”能在50℃的高溫里正常工作,把光伏板發(fā)的電穩(wěn)穩(wěn)存起來;吉林松原的寒冬,零下幾十攝氏度也沒凍住電池的運轉(zhuǎn)。甚至連沙特炎熱的沙漠里,他們研發(fā)的電池也開始工作。
而這一切的背后是500多項專利:寬溫域電解液配方從實驗室走到生產(chǎn)線,讓電池能在-35℃到50℃里“自由呼吸”;電堆實現(xiàn)批量化生產(chǎn),再也不用依賴進口零件。
“2019年,我們實現(xiàn)了最后一項核心部件的國產(chǎn)化,就是前面提到的離子膜。之前依賴進口,每平方米六七百美元,國產(chǎn)化后降到了100美元。當時不光是貴,我們還沒有交易權(quán),人家賣什么,我們才能買到什么……”劉延輝激動地說,“這些年來,當企業(yè)遇到生死抉擇的時候,我很多次問自己,如果放棄了,我們國家未來在新能源發(fā)展尤其在儲能領(lǐng)域可能會面臨‘卡脖子’困境,這是我們堅持走到今天的原動力。未來競爭的重要一項就是能源安全,我們始終與大連化物所密切配合,終于實現(xiàn)了核心技術(shù)全部自主研發(fā)!”
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