非同“釩”響是如何煉成的
——來自開封時代新能源科技有限公司的調(diào)研報告
河南日報客戶端記者 龔硯慶 河南日報社全媒體記者 金艾琳 王娜
這是一家年輕的企業(yè)，成立僅兩年多，其全釩液流電池項目是全省第一期“三個一批”重點項目；這也是一家緊追風(fēng)潮的企業(yè)，在“雙碳”大背景之下，瞄準(zhǔn)儲能風(fēng)口，并通過技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)換，在行業(yè)內(nèi)站穩(wěn)腳跟。
作為河南唯一掌握全套全釩液流電池生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)，開封時代新能源科技有限公司（以下簡稱“開封時代”）到底有哪些不同“釩”響？
“開封速度”的支撐
在開封市順河回族區(qū)的開封儲能新材料產(chǎn)業(yè)園，一排排“集裝箱”式的建筑林立。向西大約10公里，就是清明上河園，古城與產(chǎn)業(yè)園的兩兩相望，頗有種“新老交融”的意味。
開封時代公司外景。盧詩琪攝
走進開封時代，廠房屋頂安裝了光伏發(fā)電設(shè)備，一期2.7萬平方米的“黑燈工廠”，由一家公司遺留老舊廠房改造而成。據(jù)悉，開封時代將在2025年年底前完成二期建設(shè)，達到3吉瓦生產(chǎn)能力。
所謂“黑燈工廠”，是對智慧化無人工廠的形象比喻。在開封時代的車間里，智能化的設(shè)備自動運轉(zhuǎn)，工人們只需在控制室進行監(jiān)控和操作。這樣的流程，極大提高了生產(chǎn)效率。
很難想象，這是一家成立于2021年的年輕公司。在開封時代“加速跑”的背后，有著“開封速度”的支持。
據(jù)了解，開封時代以平煤神馬集團開封炭素研究院為班底成立，而作為全省第一期“三個一批”重點項目，全釩液流電池項目從簽約到落地，不到8個月。
中國平煤神馬集團科技創(chuàng)新管理部總監(jiān)、開封時代董事長范新川介紹，2021年4月26日，平煤神馬集團和開封市委、市政府領(lǐng)導(dǎo)赴中科院大連化學(xué)物理研究所，簽訂了技術(shù)許可協(xié)議；2021年5月13日，開封時代注冊成立。同年7月10日廠房正式動工，12月7日首臺電堆下線。
在不到8個月時間里，實現(xiàn)了簽約、開工、投產(chǎn)，自然少不了“資本活水”的支持。
2022年，針對開封時代初創(chuàng)期資金緊張難題，開封市順河回族區(qū)引導(dǎo)國有投資平臺為項目建設(shè)和科創(chuàng)發(fā)展提供資金保障。此外，開封國有資產(chǎn)投資經(jīng)營集團有限公司投入資金約3億元，幫助解決開封時代項目建設(shè)用地、廠房搭建等相關(guān)基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)，確保了項目建設(shè)的速度和質(zhì)量。
可以看到，在這場新能源的角逐戰(zhàn)中，開封這座歷史名城，不甘于落后。
從實驗室到工廠
全釩液流電池應(yīng)用于大規(guī)模長時儲能，循環(huán)壽命可以達到1.5萬次以上而基本不衰減，日歷壽命可以達25年以上，其度電成本低至5分錢。因性能安全、價格便宜等特點，全釩液流電池在光伏發(fā)電、電網(wǎng)調(diào)峰、電動汽車電源等領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景，成為風(fēng)口產(chǎn)業(yè)。
然而，科學(xué)技術(shù)如何從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，也是開封時代要面對的難題。
“我們現(xiàn)在所有的自動化生產(chǎn)線的設(shè)備都是自主設(shè)計的?！狈缎麓ㄕf。
拿開封時代團隊自行設(shè)計、外委生產(chǎn)的某自動化設(shè)備舉例，這臺設(shè)備可以達到112.5兆瓦的年生產(chǎn)能力，經(jīng)過連續(xù)生產(chǎn)檢驗后，就可以迅速擴產(chǎn)。
擁有基礎(chǔ)生產(chǎn)技術(shù)，市場上卻沒有現(xiàn)成的生產(chǎn)材料，怎樣實現(xiàn)自動化、智能化、低成本、規(guī)?；纳a(chǎn)，都要靠開封時代團隊自行開發(fā)。
除此之外，實驗室的參數(shù)有時也并不符合實際生產(chǎn)的情況，也需要團隊成員去查閱資料并和研發(fā)人員進行溝通。
“實驗室產(chǎn)品和工業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)品是不一樣的，做工業(yè)化的產(chǎn)品，需要轉(zhuǎn)變實驗室的思維?！狈缎麓ㄕf。
在他看來，一個公司擁有一項技術(shù)之后，判斷這項技術(shù)是否能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，主要有幾項標(biāo)準(zhǔn)：第一，這項技術(shù)在市場上是否有需求；第二，從實驗室到產(chǎn)業(yè)化，這項技術(shù)是否有足夠的技術(shù)積累；第三，團隊的思維是否從實驗室的管理上升為產(chǎn)業(yè)技術(shù)管理。
“還有一點很重要，新技術(shù)是需要培育場景的。想讓一項新技術(shù)轉(zhuǎn)化成果立馬賺錢，是不現(xiàn)實的?！狈缎麓ㄕJ(rèn)為，新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需要提供培育場景等眾多資源的支持。
打鐵還要“技術(shù)流”
“如果這個電極做得不好，膨脹產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)電效率就會出現(xiàn)問題……”在接受采訪時，涉及超高功率石墨電極的相關(guān)內(nèi)容，范新川就深入淺出地講解原理，并解釋用途。這“功力”源于他多年做技術(shù)項目管理的積累，只有了解項目的每一環(huán)，才能做好發(fā)展規(guī)劃。
2023年6月，省工信廳公布了2023年度省級綠色制造體系名單，開封時代入選綠色工廠名單。
此次入選，也讓開封時代打造的“零碳工廠”進入大眾視野?！傲闾脊S”是指在生產(chǎn)制造過程中通過技術(shù)性節(jié)能減排和碳消除等措施，使工廠向外部環(huán)境的綜合碳排放為零。
實驗員通過一體化平臺研究全釩液流電池。盧詩琪攝
開封時代利用光伏、儲能等技術(shù)路徑，來形成這個“零碳工廠”的內(nèi)在循環(huán)。
首先，開封時代利用生產(chǎn)廠房屋頂及立面等資源，自建4000千瓦光伏發(fā)電設(shè)備。在節(jié)能提效上，開封時代配置4小時全釩液流電池儲能系統(tǒng)，保證綠電供應(yīng)的穩(wěn)定性。其次，開封時代以光伏發(fā)電和儲能產(chǎn)品為依托，建設(shè)測試儲能一體站?？稍偕茉春蛢δ艿碾p管齊下，讓開封時代實現(xiàn)“零碳”閉環(huán)循環(huán)。
“技術(shù)流”是開封時代給外界的印象。產(chǎn)品硬科技的背后，是開封時代過硬的技術(shù)團隊。
開封時代技術(shù)團隊，從最初的3人研發(fā)小組，發(fā)展成為現(xiàn)在100多人的團隊，其中有50多位博士、碩士。如今的開封時代，已經(jīng)擁有一支集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的綜合性團隊。
目前，開封時代已具備300兆瓦/年全釩液流電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)能，規(guī)劃2025年之前完成3吉瓦/年全釩液流電池產(chǎn)線建設(shè)和全產(chǎn)業(yè)鏈配套，帶動周邊配套形成千億級儲能產(chǎn)業(yè)集群。
不僅如此，全釩液流電池儲能系統(tǒng)需要近50種配套零部件，其中三大核心部件的生產(chǎn)技術(shù)開封時代已經(jīng)掌握?！邦A(yù)計到今年年底，開封時代將實現(xiàn)所有核心部件的開封制造?！遍_封時代的相關(guān)工作人員說。
未來，開封時代將繼續(xù)圍繞提升產(chǎn)品的技術(shù)和性能發(fā)力。范新川提到，優(yōu)化電池的性能、提高電流的密度、不斷降低成本，這是全釩液流電池一直做下去的方案路徑。此外，優(yōu)化電站的各個系統(tǒng)、突出產(chǎn)品的差異化也是開封時代下一步的發(fā)展目標(biāo)。
企業(yè)名片
開封時代新能源科技有限公司在國家“雙碳”目標(biāo)背景下，于2021年5月成立，集合了中國科學(xué)院、中國平煤神馬集團和開封國有資產(chǎn)投資有限公司在科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗和金融資本方面的優(yōu)勢。目前擁有100多人的研發(fā)團隊，其中50多位博士、碩士研究生，總值7000多萬元的研發(fā)設(shè)備，數(shù)千平方米實驗室，300多畝中試基地，數(shù)萬平方米生產(chǎn)車間，是集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的綜合性團隊。公司通過了質(zhì)量、環(huán)境、職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證和能源管理體系認(rèn)證，具有電力施工總承包二級資質(zhì)，獲得“河南省綠色工廠”“河南省創(chuàng)新型中小企業(yè)”等榮譽稱號。
企業(yè)家名片
范新川，中國平煤神馬集團科技創(chuàng)新管理部總監(jiān)、中國尼龍城建設(shè)辦公室主任、開封時代新能源科技有限公司董事長，高級工程師、高級經(jīng)濟師。
曾獲得平頂山市“二等功臣”榮譽；多項科研成果獲得中國平煤神馬集團、中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技進步獎，獲河南省“創(chuàng)新達人”榮譽；銳意進行科技創(chuàng)新機制改革，有效激發(fā)了科技工作者的創(chuàng)新熱情，企業(yè)涌現(xiàn)出了一大批重大成果和優(yōu)秀創(chuàng)新團隊；2022年被評為中國平煤神馬集團勞動模范、平頂山市最美科技工作者。
創(chuàng)新造就不平“釩”
——訪開封時代新能源科技有限公司董事長范新川
記者：釩電池有哪些不平凡的特點？
范新川：全釩液流電池是一種以金屬釩離子為活性物質(zhì)的液態(tài)氧化還原可再生電池，其工作原理決定了液流電池是目前電化學(xué)儲能技術(shù)路線中具有本質(zhì)安全屬性的技術(shù)路線，與鋰電池不同，全釩液流電池不會發(fā)生熱失控、過熱、燃燒和爆炸。同時，釩電池支持頻繁充放電，理論上可以無限次充放電循環(huán)；并具有擴容性強、循環(huán)壽命長、全生命周期成本低的特點，非常適合大容量工業(yè)儲能。
記者：開封時代在發(fā)展歷程中，怎樣插上了騰飛的翅膀？
范新川：創(chuàng)新是開封時代發(fā)展的“命脈”。我們公司“人人都是課題長”“工資靠課題，獎金靠成果”。
以技術(shù)創(chuàng)新為落腳點，公司以全釩液流電池儲能技術(shù)迭代升級和產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，堅持實施重大科研項目，著力推動產(chǎn)品創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、裝備創(chuàng)新；圍繞材料性能提升、新型結(jié)構(gòu)構(gòu)造、智能控制系統(tǒng)集成等方面，促進產(chǎn)品提質(zhì)更新；圍繞密封、集成、裝配等工藝，促進工藝提質(zhì)升級；圍繞產(chǎn)業(yè)化實際需求，促進生產(chǎn)裝備提質(zhì)增效。
公司從創(chuàng)建之初就建立起以“問題導(dǎo)向、目標(biāo)導(dǎo)向、市場導(dǎo)向”為核心的項目立項機制，實施科研項目負(fù)責(zé)制、科研資金按需投入、保障科研人才供給、科研設(shè)備采購綠色通道、課題長負(fù)責(zé)制5項特別規(guī)定，構(gòu)建產(chǎn)銷研協(xié)同配套的體系機制，把“活”的創(chuàng)新體制機制，貫穿到人才“引、育、用、留”的全過程，賦予科研人員充分自主權(quán)，實現(xiàn)人盡其才、才盡其用、用有所成，創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，推動公司持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。
記者：全釩液流電池前景廣闊，肯定有很多企業(yè)和團隊都在關(guān)注，可以說是一個“群雄逐鹿”的態(tài)勢。這種情況下，開封時代是如何殺出一條“血路”的？
范新川：我們是在“政研企”創(chuàng)新模式中應(yīng)運而生的，充分發(fā)揮了開封市人民政府、中科院大連化物所、中國平煤神馬集團在科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗和金融資本方面的優(yōu)勢，在關(guān)鍵核心部件、高效控制系統(tǒng)及自動化生產(chǎn)線等方面持續(xù)發(fā)力，實現(xiàn)公司產(chǎn)品“生產(chǎn)一代、儲備一代、研發(fā)一代”，增強公司在儲能領(lǐng)域的創(chuàng)新力和影響力，打造安全儲能的“開封時代”品牌。
同時，以“開展內(nèi)功修煉，拓展外部市場”為核心，強化內(nèi)部管理提升，建立現(xiàn)代化質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)，打造了國內(nèi)第一條全釩液流電池自動化生產(chǎn)線；緊跟市場動態(tài)，優(yōu)化市場布局，在省內(nèi)推動源—網(wǎng)—荷—儲各端儲能能力全面釋放，在國內(nèi)西北地區(qū)聯(lián)合地方政府及央企實現(xiàn)風(fēng)光大基地配儲協(xié)同發(fā)展，在江浙滬等發(fā)達地區(qū)布局用戶側(cè)及儲配電網(wǎng)共享儲能。
記者：開封時代在研發(fā)、創(chuàng)新方面，接下來有怎樣的布局？
范新川：我們目前已實現(xiàn)了全釩液流電池的核心部件雙極板的本地自主研發(fā)生產(chǎn)，年底前核心物料將全部實現(xiàn)自主自供自產(chǎn)。公司已成功開發(fā)出全釩液流電池成套專用生產(chǎn)設(shè)備，應(yīng)用了3D打印等先進技術(shù)。
接下來，公司將以全釩液流電池儲能技術(shù)迭代升級為目標(biāo)，促進工藝提質(zhì)升級，促進產(chǎn)品提質(zhì)更新；在產(chǎn)品、工藝、裝備等方面和在能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、轉(zhuǎn)型升級等領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力，為河南省制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展貢獻力量，助力國家“碳達峰、碳中和”目標(biāo)的實現(xiàn)。（河南日報社全媒體記者金艾琳王娜整理）
專家點評
用好創(chuàng)新“第一動力” 助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)
□中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所首席研究員、科技部973項目首席科學(xué)家張華民
2020年9月，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國大會上作出“碳達峰、碳中和”的鄭重承諾，而構(gòu)建以“新能源+儲能”為主體的新型電力系統(tǒng)，是實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的主要途徑。風(fēng)能、太陽能等可再生能源是間歇性能源，因此，長時儲能是構(gòu)建“新能源+儲能”新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。
全釩液流電池具有本質(zhì)安全、循環(huán)壽命長、儲能容量大、度電成本低、環(huán)境友好等特點，廣泛適用于發(fā)電端、輸配電及用戶端等儲能需求，在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。
開封時代作為一家創(chuàng)新型高科技企業(yè)，發(fā)展過程中始終堅持“創(chuàng)新是驅(qū)動發(fā)展的第一動力”的理念。
一是以產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新前瞻布局，確定全釩液流電池儲能技術(shù)為發(fā)展方向，深化炭材料—碳基復(fù)合材料—全釩液流電池電堆及儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈雙鏈融合，打造核心材料生產(chǎn)—電池電堆制造—儲能系統(tǒng)集成—電站建設(shè)運維發(fā)展模式。
二是以創(chuàng)業(yè)模式創(chuàng)新凝聚力量，推動科研成果商業(yè)化落地進程。與中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所深度合作，同時與清華大學(xué)等多所高校開展技術(shù)交流、聯(lián)合培養(yǎng)及產(chǎn)學(xué)研合作，加快推動科技成果的產(chǎn)業(yè)化進程。公司成立兩年以來，快速實現(xiàn)了實驗室技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化，累計申請專利44項，現(xiàn)已獲授權(quán)專利共計17項，登記軟件著作權(quán)7項，獲得商標(biāo)4個，具備了液流電池材料批量生產(chǎn)、模塊設(shè)計制造、系統(tǒng)集成控制的完整自主知識產(chǎn)權(quán)體系，承擔(dān)多項河南省重點建設(shè)項目和省市重大科研項目，建設(shè)投運了30兆瓦/120兆瓦時的全釩液流儲能電站。
未來，開封時代要持續(xù)發(fā)揮創(chuàng)新的基石作用，通過創(chuàng)新賦能、科技強企，推動全釩液流電池及儲能行業(yè)市場化進程，為構(gòu)建“新能源+儲能”新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)國家“雙碳”目標(biāo)提供技術(shù)和裝備支撐。
?。ê幽先請罂蛻舳擞浾?龔硯慶 河南日報社全媒體記者 王娜 整理）
