中国储能网讯：11月24-26日，由湖南省工业和信息化厅、湖南省商务厅、长沙市人民政府、中国化学与物理电源行业协会储能应用分会联合主办，100余家机构共同支持的湖南（长沙）电池博览会暨第二届中国国际新型储能技术及工程应用大会在长沙圣爵菲斯大酒店召开。此次大会主题是“新能源、新机遇、新高度”。

会议期间，组委会邀请了国家电投集团中央研究院储能公司市场商务部主任张国强分享主题报告《国家电投铁-铬液流电池最新进展与展望》。以下是发言主要内容：

张国强：首先感谢主办方给我们国家电投这次机会来这个大会上分享国家电投和瑞储能公司在铁-铬液流电池方面所做的一些工作和进展。

这个是整个国家电投在铁-铬液流电池方面的路线，2017年的时候国家电投中央研究院开始布局铁-铬液流电池的基础研发。到2019年是我们“容和一号”电池堆顺利下线，2020年的时候，研究院成立了全资的储能公司，北京和瑞储能科技有限公司，专门负责铁-铬液流电池的市场化推广工作。在2022年今年年初的时候，我们30千瓦的“容和一号”电堆正式量产。

我今天的报告主要分为三方面：

第一，长时储能的市场分析。

前面的背景我就简单过一下，基于“双碳”目标，未来长时大规模的储能就会成为一个重要的角色。（图）这也是从相关文献上得到的一个结论，也是我们比较认同的结论，就是在目前的情况下，风光的发电量占比在10%左右的时候，是我们新型储能发展的窗口期。在风光的发电比例到20%左右，就是对应到2025年的时候，这样长时储能的产业化就会进入到决战期，因为在这里面就会看到存量的火电机组，这会儿已经全部改造完毕了。大量的抽水蓄能在2025年左右也会逐渐投入运行，新的抽水蓄能的厂址在2025年之后选址就更加困难，导致抽水蓄能的成本会再升高。对于新型储能就会提出更高的要求，到2030年左右，风光的发电比例就会到30%以上，这就是电化学储能快速发展的阶段，电化学储能也要做到成本最优，至少这时候电化学储能的成本要比第二批抽水蓄能的厂址成本要低。

（图）这张图表现了在高比例新能源下大规模长时储能的应用，主要是在D5的时候吸纳电力，高峰的时候就释放电力。（图）这是从相关文献得到的长时储能的容量预测，今天上午前面几位专家也都有各自的分享，这个就不多说了。（图）这是现在的政策，虽然现在全国对储能还是以新能源配储能的要求，但是在一些省份，基于新能源的消纳问题，也是提出了储能时长的要求，目前全国大多数地区还是2小时储能，但是在这4个地方都已经开始4小时的储能时长了。大家都知道现在储能的应用基本上是和新能源配置在一起，相当于储能作为新能源的附加产品来做的。真正的储能产品如果具备独立的商业模式，参照河南的政策以及湖南的政策，独立储能是完全可以盈利的，而在这两个省份的政策里对长时储能有了一定的倾斜性。像河南它容量的租赁电价是按照千瓦时每年租赁的，对于湖南也提出来当储能大于2小时的储能，就可以按照放电量来折算可对外的出租容量，对于我们长时储能在这两个省份的政策下独立储能就可以实现盈利了。

（图）这张图表现的是像今天上海电气杨总所说的一样，液流电池它的对标并不是像锂电池，或者是左下角这部分的功率性垫支，我们做液流电池一开始的对标就是对标抽水蓄能或者是压缩空气，它的应用主要是针对电力系统的应用。（图）这是电源侧，大型的风光基地促进新能源的消纳。在电网侧，关键节点提供电网的辅助服务，还有延缓输电网的配套升级。用户侧，我们液流电池目前都是针对大工业用户来做，或者是工业园区做规模稍微大一些的用户侧储能。

（图）这是我们所做的几个应用场景，一是大规模新能源基地的，它的作用就是增强新能源基地的外送通道，提供大规模、长时间的调峰能力。二是优化新能源的储能配置及运行，通过储能和新能源基地这块联合运行，促进整个新能源基地的消纳问题。三是提供系统的容量充裕度。

它的收益模式，一是容量租赁；二是调峰补偿和现货差价收益；三是容量补偿费用；四是辅助服务，可以做调频、黑启动的收益。底下也列了相关的政策，包括山东的租赁政策、河南的租赁政策，以及河南辅助服务调峰的收益、容量补偿的收益等。除了这两种，对于独立储能还可以参照抽水蓄能进行“两部制电价”的收益模式，目前大连的恒流电站就是采用容量电价的收益模式。现在有一些储能电站也正在向省能源局，或者国家能源局争取容量电价的支持。作为用户侧这块，它还可以把液流电池和城市综合能源服务站结合在一起，去提供电能的移峰填谷，还可以把整个系统里的热能和其他能源收集在一起，来提供综合的城市能源的服务站。

第二部分，铁-铬液流电池的介绍。

大家都知道液流电池领域最早开始就是从上世纪70年代美国NASA开始做铁-铬液流电池，中间铁-铬液流电池消失在大众视野中了，现在我们国家电投又开始投入人力、财力做这块的研发。其实对液流电池来说，几个离子对之间，铁和铬的资源储量是比较丰富的，在这个过程中，它的确有一定的基数瓶颈在，比方说离子互串，正负极电解液的交叉污染问题。还有铬的反应活性差导致的析氢问题，还有离子交换膜价格高的问题，以及电流密度低的问题，这都是技术瓶颈。但这些问题我们国家电投都是已经解决掉的，它的优点就是左边这部分，一是长寿期25年，在25年内循环次数是不受限制的。二是长时储能可以做4小时以上的储能技术，另外它的电解液因为用的是铁和铬，所以电解液成本会比较低，比全钒要低很多。安全性这块，因为是水系电解液技术，没有锂电池易燃易爆的风险。

（图）这是我们和瑞储能公司在铁-铬液流电池领域所做的技术专利的布局，我们先后攻克了铬离子活性差、可行性差的问题，也抑制了析氢，从离子迁移和电流密度这块，技术难度我们都已经攻克了。（图）这是我们和瑞储能公司的定位，第一个是铁-铬液流电池的技术开发商，第二是设备生产商，第三是系统建设的方案提供商，第四是储能电站的运营管理服务商。后边这几页PPT就是我们现在所做的一些技术研发的工作。

第一，从技术开发这块我们有新一代的电堆，中间这块这个列表都是我们核心技术的研发，我从中挑几项关键的来说。新一代的电堆，我们“容和一号”电池堆是31.25千瓦，第二代堆是45千瓦，这两个电堆是同比例的缩放，可以看到第二代电堆功率密度提升了50%，但是它的体积比一代堆要缩小很多。主要得益于电流密度的提升，未来三代堆就会到210毫安每平方厘米，甚至到350毫安每平方厘米。从系统的占地，成本这块就会有一个大幅度的下降。

第二，电解液的关键技术，我们有电解液的稳定技术，系统在负40度到正70度都可以全范围的启动运行。还有高效的催化剂技术，利用高效催化剂也抑制了系统铬的活化反应差和可逆性问题，并且抑制了析氢，提升了整个系统的性能。（图）这是我们系统集成和测试技术，这些是实验室的照片，从第一代的测试系统到2.0版，到60千瓦的测试系统。（图）这是我们在整个液流电池生产这块，今年1月份，我们致力于在山东潍坊建立了首条全自动化电池堆的生产线，1月份已经实现了量产，离子交换膜中试线也已经在研究院建成，下一步进入到产业化推广的阶段。这个膜现在用的是全部自有技术，还是非氟的膜，解决了国外的“卡脖子”技术，成本也会有大幅度降低。后续我们还在做复合电极批量化的制备与产业的推广。（图）这是我们从系统领域所做的模块化设计，我们国家电投研究院这块前期都是做核级的研发，我们就把核电极模块化的设计理念，还有安全性这块考虑到整个铁-铬液流电池系统集成产品的研发设计当中。现在有10千瓦的小型储能模块，到60千瓦级的储能模块，到兆瓦级的储能模块。我如果做到10兆瓦的产品，相当于是10个1兆瓦的模块，整个来叠加就行了。

（图）这是我们的几个项目，2020年底的时候，在张家口250千瓦，1.5兆瓦时的铁-铬液流电池，这是我们首个示范项目，已经正式投运。今年年初，在冬奥会上也是做了大量的报道。（图）右边是我们所做的技术参数，整体的效率是大于76，充放电切换的时间是80毫秒，这样铁-铬液流电池既可以作为调峰，也可以作为调频的应用。（图）这个项目是我们目前正在调试的，在内蒙古所建的源、网、荷、储、用的兆瓦级示范，今年年底就会正式投运。（图）这个项目是我们今年刚获批的10兆瓦、60兆瓦时的项目，已经进入了浙江省的储能示范电站项目，预计明年年底就可以建成投运。从储能电站服务，我们可以提供储能电站的智慧运维服务以及状态检修。

下面就是铁-铬液流电池的几个竞争优势。

一是铁-铬的原材料储量是十分丰富的，不会受市场价格原材料有大幅度的波动，对于铁-铬就是下面的这条红线，相对于全钒和碳酸锂来说，铁-铬原材料的体量是完全可以支撑中国新型电力系统的建设。

二是和其他技术的对比图，刚才刘教授，还有杨总经理的图上也都说了，大家可以看到整个对比里，液流电池的性能都是比较好的，只有第二列能量密度比磷酸铁锂低一些，但这只是单体的能量密度，如果做到百兆瓦级的量级，其实和磷酸铁锂的占地差不了多少，甚至比磷酸铁锂的占地还要小。原因就是液流电池整体布局不用考虑安全间距的设置，可以挨着放，或者叠着放，所以在规模化就所以可以弥补单体能量密度低的问题。

三是我们做的和锂电池平准化度电成本的对比，虽然初投资现在比磷酸铁锂要高一些，但是按25年平准化度电成本来算，目前液流电池的成本就已经比磷酸铁锂要低了。

四是关键核心技术，我们电堆、电解液还有系统集成的核心技术，现在铁-铬液流电池已经具备了大规模商业化的阶段。

五是未来对铁-铬液流电池系统成本的预测，预计明年就可以做到二代堆的量产，二代堆量产后系统的价格千瓦时造价就会到2800。到“十四五”末时，整个的价格就会到1.5块每瓦时。

六是供应链这块，现在自主研发的交换膜、双极板、电极以及电解液都已经和上下游的供应商达成了深度的合作，交换膜是我们自产，后边的电堆组装这块也在全国其他的地方正在布局产线。

七是通过模块化设计，比原来的工期大幅度缩短，目前只需要75天就可以把整个电站建成投运，也会为投资方赢得时间，项目尽早的投运就可以尽早的获利。

八是我们参与国家或者行业团体标准的情况。

九是我们所获得的一些奖项情况，最主要的是我们“容和一号”电池堆已经获得了第三方的认证，包括我们合作研发的PCS也已经获得了第三方的认证。

十是液流电池一直是业界的关注点，获得了大量媒体的报道。

这是我们公司的愿景，打造一流的电力系统的储能企业。我的分享就到这里，谢谢大家！