記者在近日舉辦的中國國際新型儲能發展峰會(INES 2023)上獲悉，隨著風光發電在電力系統的占比逐漸增加，長時儲能市場潛力巨大。中南大學教授、全釩液流電池初創公司北京星辰新能科技有限公司(以下簡稱“星辰新能”)首席科學家劉素琴在峰會演講時介紹，據相關機構預測，2040年全球長時儲能累計投資規模將達到3萬億美元。在樂觀/保守情景下，預計全球長時儲能累計裝機量在2030年將達到400GW/150GW，到2040年將達到2500GW/1500GW。

　　多位與會嘉賓認為，液流電池是長時儲能的良好解決方案。尤其是其中的全釩液流電池(簡稱“釩電池”)，目前已進入商業化初期，國家政策重視，產業空間廣闊。

　　自2002年與攀鋼集團合作研究釩電池起，劉素琴教授已在釩電池領域從事研究、產業化工作超20年。在國際權威刊物以第一作者或通訊作者發表研究論文200余篇，論文被引7400余次，與多家釩電池公司有過合作經歷。2023年年初，劉素琴加入星辰新能，再次開啟與產業界的合作。

　　近日，劉素琴接受上海證券報記者專訪，分享了釩電池研究與產業化的最新進展，釩電池降本的關鍵要素，以及對釩電池產業發展的展望。

　　釩電池效率有賴于各材料的系統性提升 關鍵材料產能存在缺口

　　上海證券報：您在今年5月接受采訪時提到，全釩液流電池三大關鍵材料——電解液、電極和隔膜，在產業化過程中各自都還存在難點，請問目前最新的解決進展如何?

　　劉素琴：不管是哪個行業、哪個技術的發展，難點永遠都會存在。只是在不同的階段，我們對它的理解或者要求會逐漸提升。

　　相較于5月，各個主材其實都有進步。從隔膜來看，5月PBI(聚苯并咪唑)還處在實驗室階段，現在很多企業已在進行中試。

　　碳氈方面，也有越來越多的企業加入到行業里。目前釩電池市場越來越好，下游給出的訂單越來越多，需要更多碳氈企業提供產品，保障釩電池的交付。

　　電解液產能同樣不足，不過好在我們已經看到擁有釩礦的企業，或者通過入股釩礦公司，來開展電解液的研究和產業化布局。

　　電流密度是衡量電池效率的一個關鍵指標。幾年前業內認為100-120毫安/平方厘米已經算比較高的電流密度，現在很多公司的大型電堆電流密度已接近200毫安/平方厘米，未來的目標可能是400-500毫安/平方厘米或者更高。

　　提升電流密度，有賴于各個關鍵材料的進步，包括隔膜、電極、電解液、雙極板等，它是一個系統工程，某個材料的獨自進步對電池效率的提升作用不會很大。

　　降成本的關鍵之一是提升電解液利用率

　　上海證券報：市場比較關注釩電池的降成本進展。電解液占釩電池成本約50%，是最大的成本來源，如何進一步降低電解液的成本?

　　劉素琴：現在工藝密度提升后，電解液的成本占比可能不止50%。它的成本一方面來自原材料五氧化二釩，另一方面有關于制備過程。

　　目前五氧化二釩的價格大約10萬元/噸，按此價格，原材料占到電解液成本的50%左右。五氧化二釩是一種大宗商品，它的價格波動將會對電解液成本、整個釩電池成本帶來比較大的影響。

　　除此之外就是生產過程產生的成本。在流程上，目前行業一個重要的降本方式是將傳統工藝改為短流程，去掉中間的成釩、焙燒及再溶解環節。在工藝上，我認為提升電解液的利用率是降低電池成本的重要方法。

　　電解液的利用率是指，一噸五氧化二釩實際能夠產生的放電瓦時容量，和它理論上能夠產生的放電瓦時容量的比值。目前電解液的利用率在60%-70%之間，星辰新能的目標是明年再提升10%。

　　上海證券報：這與提升能量密度有何關系?

　　劉素琴：提升能量密度，一方面可以通過提高電解液中釩的濃度，另一方面可以通過提高釩的利用率。但是如果只提高濃度，電化學性能沒有增加的話，那么對降低成本沒有太大幫助。

　　上海證券報：如何提升電解液的利用率?

　　劉素琴：需要把電解液的活性提升上去，這其實是一個系統工程。電解液方面可以采用一些添加劑，另外還要考慮電解液與隔膜、電極的協同。

　　中國釩電池產業處于世界前列 預計2030年長時儲能市場起量

　　上海證券報：您在釩電池領域已工作20余年，能否介紹一下您在產業界的經歷，您觀察到過去釩電池經歷了怎樣的產業化過程?

　　劉素琴：2002年左右，我們研究團隊中標了攀鋼集團在全國一項研究釩的綜合利用課題。攀鋼集團擁有豐富的釩礦資源，希望能夠繼續開發釩的用途。2005年左右，我們把研究重點放在了釩電解液上。我們一直參與對釩電解液的研究，直到2012年攀鋼集團釩電池電解液中試線建成。

　　在與攀鋼集團的合作中，最開始我們并沒有確定釩要用在哪個領域，在不斷探索它的特性后，慢慢發現它適合用在儲能中。我們也設想過，釩電池如果電解液濃度可以很快提升、做到非常高的比能量，也可以用作汽車動力電池。不過在實踐中發現這個目標難度很大。

　　上海證券報：您為什么今年選擇加入星辰新能?

　　劉素琴：我比較認可這個團隊對產業布局的清晰思路。我的強項是基礎理論方面的研究，負責從源頭上解決產業化中遇到的技術問題;而創始人也找到了比較好的工程化、產業化團隊來做支撐。我認為這樣的組合應該是走得最快最穩的。創始團隊的誠意和執行力也給了我比較深的印象。

　　上海證券報：最近兩年，我國陸續有釩電池初創企業設立和融資。您認為目前我國釩電池產業發展處于怎樣的水平?

　　劉素琴：處于世界前端，甚至是比較領先的。有一個重要原因是我國釩電池產業鏈應該是世界上最全面的，目前關鍵的材料和技術，國內基本都可以掌握。關鍵材料中的隔膜此前依賴進口，最近幾年國內幾家公司的產品效果已經不錯。

　　上海證券報：釩電池如何找到自己的應用場景?目前鋰電池的性價比在電化學儲能中比較好，釩電池如何與之競爭?

　　劉素琴：我覺得成本沒有一個絕對的比較值，因為不同的應用場景可能需要不同的技術。比如，特定應用場景中，只有釩電池的本質安全性才能滿足它對安全性的要求。在這種場景下采購方對價格也就不會那么敏感，只有大家都適合這個場景時，才會拼價格。

　　上海證券報：您對釩電池產業發展的預期是怎樣的?

　　劉素琴：我認為當前還沒有到競爭很激烈的時候。從業者的重點還是把自己想做的事情想清楚，把自己的工作做好，為行業發展做出自己的貢獻。現在還沒到搶市場的時間點。

　　長期來看，預計2030年之后長時儲能市場會起量。釩電池是電化學儲能中一種比較適合長時儲能的技術，我們看好它未來的發展。這項技術還在產業化初期，未來還是通過市場來驗證，釩電池會在市場中找到自己的位置。