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，组委会邀请了长沙理工大学教授、长沙理工大学储能所所长贾传坤分享主题报告《大规模储能液流电池技术产业化思考》。以下是发言主要内容：
贾传坤：我今天给大家报告的题目是《大规模储能铁硫液流电池产业化的思考》。
大的背景就不用了，“碳达峰”、“碳中和”，“双碳”背景目前储能遇到了前所未有的机遇和挑战，可能在座的一些老朋友在一年前长沙同样的液流电池会的时候，可能也是印象比较深刻。当时我说的是在座的会出来中国的首富，因为当时我给大家也分析了太阳能和风能发展的时候，在2005年无锡尚德的施正光一度成为了首富。他成为首富之后，咱们的能源出现了四个字，气风、气光。气风、气光解决不了这个问题怎么办呢？我们就想到了用分散式移动的能源来消纳风和光，所以说应运而生的就是补贴电动汽车。在2009年、2010年的时候一度把比亚迪的王传福补成了中国首富。回想起来这些大的能源决策背景下，大家会发现，走到最后储能反而是现在比较关键核心的技术。可能在一两年前我说在座的各位企业家会出来中国首富，大家可能觉得笑笑就可以了，做做梦，梦想总是有的，万一哪天成了。
经过今年的形势，在座的各位可能都感受到了，尤其是以钒电池为代表的液流电池，在今年是经历了，反正是我职业生涯以来最火爆的一年。每天看到这个新闻，开玩笑，我做了十几年液流电池，我每天都感觉我身价过亿，是亿万富豪了，因为每天里面的融资都是几十亿、上百亿。当然这是一个好事，2019年储能最冷的时候，韩国电站起火爆炸，大家都觉得是到了储能的低谷、冰点期，我给大家打气、鼓劲，因为我坚信大规模储能是未来主要的爆发点。
现在形势比较火爆的情况下，我想着给大家泼点冷水，因为液流电池领域发展了这么多年，也经历了种种转折点的事件，在好的形势下经不起太多的折腾了，如果再折腾的话，在“双碳”这么好的情况下，大家把它折腾完蛋了，我想在座的各位都是做液流电池的，可能都要转行了。在这里我也呼吁大家，液流电池的路线很多，在现在的大规模储能爆发的庞大市场体系下，每一种液流电池都会找到它合适的应用场景。都会形成一个完整的产业链，为什么呢？大家可以看看锂电池的三元锂电和磷酸铁锂，中间也是经历了多长时间的斗争。现在大家可以看，磷酸铁锂有比亚迪，三元有宁德时代，所以我想我们液流电池也会经历20年前锂电池经历的一个过程。未来我是比较有信心的，每一种液流电池可能都会孵化若干有代表性的知名上市公司，包括今天杨总也在，银峰的吴总也在，这都是潜在的。
“双碳”就是二氧化碳达到一个平衡，老话常谈，传统的化石燃料、新能源。新能源不连续、不稳定，在电网侧俗称垃圾电必须经过大规模储能的装置把它转变为平稳、安全的电，才能实现它有效的应用。很早大家讲液流电池的时候就说它是一个大型的电力银行，就类似于电力部门的五大行。尤其是习主席在这两年很多场合提的“两个安全”，一个是能源安全，一个是粮食安全。能源安全，习主席在去年时说把能源的饭碗端在自己手上，怎么端？就是把电高质量、高安全的使用，而不是早期的有电用、没电用的概念。应运而生的就是在“双碳”背景下，储能是最关键、最核心的技术。
随着“双碳”提出储能重要性的突出，出来了哪些政策呢？这是我今年上半年统计的，我现在都统计不完了，每天都有新的政策，必须有代表性的就是国务院的“1+N”的政策体系，把大规模储能提到非常高的地位。储能很重要，怎么干？怎么去推动储能的发展呢？不会出现像补贴太阳能、风能和电动汽车那样豪放式、一刀切的补贴了，所以说现在出现了两种刺激性的政策，一个是电网侧的拉大、峰谷差价，让你有利可图。另外就是发电侧，风光在招标的时候，基本上全国招标有5-20%不等，必须配储能，这也是现在所有的国企、央企为了争取在2025年达峰，现在都在跑马圈地做风和光，但是风和光刚才讲了必须配备储能。我想在后面3-5年内，5-20%是远远不够的，可能比例会大幅度提升，储能的市场又会迎来一次爆发式的剧增。这是上半年于总预计2025年是55GWh，可能这个数字要翻几倍了，因为现在储能的形式是日新月异，每天都在变化。我想在座的各位可能比我更了解储能市场的重要性。
储能就是在几大侧的应用，这个我就不讲了，各位都是专家，它说白了就是大规模的电力银行，没有这个电力银行，可能就跟金融界通货膨胀一样。在这么好的形势下，尤其是前段时间能源局出台了一个文件，但是那个文件我是辩证的看它，因为说了三元锂电和钠硫，在储能上是不能应用的，磷酸铁锂在人员密集区要慎用，但是我看它是辩证的去看，因为锂电池作为储能，应该以规模来界定它使用的场景。在新形势下，大规模储能对电池的安全性和性价比提出了更高的要求。在这种情况下，液流电池本身最大的特点就是安全，不会起火爆炸，如果你的电解液体系是比较温和、中性的体系，你在关键的时刻还能起到灭火的作用。但是目前传统的液流电池，可能在座的基本上大部分都是做钒电池的，咱们的确要客观的说钒电池，还有液流电池的投入成本低，一直是被其他电池领域在拿来说故事的，但是因为企业家和社会上的资本都是关注投资回报期的，所以一说这个事情的时候就说液流电池比较贵，但是没问题，说我们贵是好事，促进我们进步，要辩证看待这个问题。怎么办呢？
我2018年回国的时候，研究工作者大家都在寻找储量丰富、便宜的液流电池体系，有水系，有锰、钛、铁、铬，还有铁硫、锌铁，发展得很多。我今天主要给大家想分享的就是我们在2017年做的体系，就是一个中性的铁硫的液流电池体系，为什么要做这个体系，因为当时正好经历五氧化二钒，钒的价格从几万块钱一吨涨到了几十万块钱一吨，我不知道有没有融科，融科应该体会比较深，就是在2017年、2018年、2019年涨价的时候，当时对钒电池的打击是比较大，所以我回国之后，我就给来找我合作的朋友说了一句话，没有钒矿我就坚决不搞钒电池体系，我只做关键材料。也基于这个背景，我们就在找储量比较丰富的元素，第一直观的反应铁是储量比较多的。硫元素是一个多价态，储量也非常丰富、非常便宜，尤其咱们湖南对硫还是比较有优势的，浏阳烟花走遍世界。当时也要借助这个东西来说一些故事，所以说液流电池商业化的关键材料，我总结就是这几大要素，一个是能量功率成本和寿命，我个人把它定义成液流电池产业化的黄金三角法则，可能不对，请大家批评指正。
在2017年的时候我们就展示出了世界上第一个中性的铁硫的液流电池，它的定位相对低一些，有0.97伏，但是有一个主要的优势就是它成本低，铁和硫的成本是远远低于钒，我们做的过程中也担心液流电池正负级的元素不一样，会有交叉污染，但是我们做了大量实验发现铁和硫分子的尺寸相对大一些，膜之间的渗透、交叉污染会非常小，所以说铁和硫的体系，它的库伦是一直接近百分之百的。我们做了大量的实验，也验证了这个机会，这对我们来说是非常好的优势，它如果解决了交叉污染，电解液的回收再利用就会少了很多制约点。铁、硫刚才介绍了又便宜、又稳定，还是中性的，是不是理想的方案？现阶段我跟大家说它的功率密度还是非常小的，它现在电密只能保证在50的电流密度下，它的效率达到80%。这样带来了什么结果？电堆的功率成本会比钒电池的高1-2倍，所以第一代的产品做了一个整体的核算，如果到8小时以上的话，它系统的成本可以到2750，10小时可以到1300。在这种情况下，相对于磷酸铁锂和其他体系还是比较有竞争力的，我们就开发了电极膜双极板材料，按进一步提高它的功率密度，降低成本。我们现在可以做到80-100电力的情况下，可以保证它8小时以上，它的成本就可以降到2000块钱。10小时以上可以到1700块钱，这是一个非常有竞争力的数字，但是在8小时以前，目前我们和钒电池还是有一定的差距，这个必须客观的说。
对于目前来说，对于6小时、8小时以前的市场，我们可以兼顾做一些，肯定还是钒电池主战场。有做铁的，我们现在最常用的是铁硫化钾的，大家都知道哈佛大学用了正极的铁硫化钾，它的溶解度只能到0.4摩尔，很低。这就导致了整个电池体系的能量密度比较低，如果在北上广深这种地区做一个大规模电站这样落地的话，这个成本就会增加了。我们就尝试了一个很巧妙的办法，在正极铁的一侧，合成了一个铁的固体，利用了氧化还原靶向的反应作为一个媒介，让铁的固体在储液罐里就可以存储能量，现在就相当于正极铁的溶解度可以提升到11.04摩尔，这是一个什么概念呢？相当于比哈佛大学提升200倍、300倍，我们可以做到能量密度达到260瓦时每升，溶解铁之后，有些铁可以沉浸到正极的电极上，对整个系统的功率有一个促进的作用，因为都是一个氧化还原靶向促进电化学反应过程。它的功率会进一步的提升，基于这个体系，大家看右下角，我们可以做到8小时1500块钱，10小时就是1300块钱，4个小时也可以做到2500块钱每千瓦时，所以还是有一定的竞争力的。和磷酸铁锂比也是不怕的。包括2019年的时候，我都跟大家讲锂电池的涨价是必然的，指数会爆涨，那时候别人都在说我开玩笑，结果现在事实证明我说得还是对的。所以我们对这个体系还是比较有信心的，因为它是非常稳定的。
现在我们主要在做的事情就是电极、隔膜、双极板，还有溶液的回收再利用，这块工作，我们正在做这部分，把整个链条打全了，这样就是一款有绝对竞争力的重大规模储能的体系。在膜的工作给各位汇报一下，我们开发了国产的膜，这个膜只能用在我们铁的体系，用在钒的体系效果不好。铁的体系我可以很自豪的说比杜邦的膜效果还好，因为我们是铁和硫的体系，包括锌铁的体系。2021年的时候山东联盟化工集团投了1.12亿建了年产10万平的膜产业，现在在扩产，今年底的产线会完全建好。还是那句话，它只适合腐蚀性小的，在酸性体系里面，这个膜的稳定性还是抗不住的。在碱性和中性体系的是没有问题的，如果在座的有做碱性和中性体系膜的欢迎大家来交流合作。另外电极这块我们也做了世界上首款石墨烯的电级材料，当然这是2019年报道的石墨烯，现在我们石墨烯已经做得更好了，可以在碳纤维上长了很漂亮、很均匀的石墨烯材料，它对铁和硫的促进催化有非常高的提升。当然硫那一侧是比较复杂的，我们也做了一些氧化物的探索，目前效果还是很不错的。
电解液这块就非常简单了，它不需要这么复杂，我们只需要铁和硫的原材料做一个配方混一下就可以达到很好的效果，目前合作的公司这边也有产品。总结，液流电池在刘素琴这边我还是一个新兵，我是2007年开始做的，2009年做的小电堆，回国以后我们直接就做了5000W电堆小的示范。
天时地利刚才都说了，成一件事最主要的就是人和，所以在这个过程中接触了湖南创达储能科技公司，他们谢董事长是一个比较有情怀的企业家，在十几年前太阳能不火的时候大量的资金投了太阳能，最后技术输出成就了溶剂，所以在储能方面我们也是比较投缘，志向相投的人就能把这个事情搞起来。目前我们在长沙有一个在建100兆瓦铁硫体系的产线，希望在座的各位有时间去交流、指导。我对这个电池是比较有信心的，我定义的一句话是“铁血丹心，中流砥柱”，我们的目标，结合湖南的“三高四新”，我们想把创达打造成引领世界的铁硫液流电池技术高地，也希望在座做液流电池关键材料的企业朋友和高校的（朋友）能够给我们多多的支持和合作，也欢迎大家来企业指导工作。
总结一下，我们在电极、隔膜、电解液体系做了初步的探索，目前我们争取3-5年能够打造铁硫液流电池的目标，最终电池的成本，在8小时以上，我们想让它降到1000块钱的成本，这是我们的目标，目标当然要定得远大一些，8小时以上。有个前提，我们在4小时的时候目标是2000块钱一千瓦时，整个系统度电成本争取做到一毛五到一毛。（图）这一页图我本来想删掉的，我不想讲，因为我怕得罪锂电的一个企业，但是我必须得讲，为什么？因为在北京大红门爆炸之前，我当时说小规模储能在5-10年内会是锂电、钠电的天下，当时我定了一个门槛小规模是20兆瓦，结果我讲完之后一周北京大红门爆炸，那个事件大家可能都知道，那是个里程碑的（事件）。所以我也呼吁国企、央企做储能电站的时候一定要守住安全的底线，因为我觉得锂电池它先天性的特点，上了一定的规模，尤其现在电池管理系统的技术管理水平，特斯拉在澳大利亚的磷酸铁锂电站还找了五天，我想咱们国内的企业电池管理系统的水平还达不到特斯拉的水平。所以说现在我把它定义10兆瓦级别以下，5-10年内肯定是锂电、钠电搭配的天下。但是在10兆瓦以上，中大规模储能领域，安全是第一要素，为什么呢？因为我们的出发点就是能源安全，如果你不以总目标为目标的话，牺牲了安全为代价，我想这和国家的大方针是相反的。所以说大规模储能，我不给出答案，我只说液流电池会是一个潜在的解决方案，不管哪一种液流电池在中大规模储能都会有一席之地，我也呼吁做液流电池的各位朋友大家团结一致，把市场真正的做实、做大，我们每一个人都会跟着沾光的。
我希望液流电池做得比锂电还红火，也出来几个比亚迪、宁德时代这种企业。我也相信在座的杨总、杨大伟老总，还有吴董都是有潜力的。（图）这个是当时长沙市的市长胡忠雄市长去我实验室的时候，后来我们报告就出了一个长沙市先进储能的三年规划，当然现在是升级版了，后来疫情期间他去了贵州，现在是贵州省常委，他对这个事情还是比较支持的，在2019年储能比较冷的时候长沙市就出台了先进储能产业链的文件。（图）这是工信厅的张厅长去我们那边，这是自主的铁硫示范。（图）这是科技厅厅长去我们那边，也是对铁硫的体系非常关心的。（图）这是当时湖南省委常委省委秘书长张剑飞去到我们那边，他是个学术性的领导，比较了解液流电池，他对我们加固体的铁硫是点了赞的，因为他比较了解铁硫电池。（图）这是我们团队的组成，依托湖南省第一批的团队，目前高校里面唯一的团队。
最后，每一种液流电池都是有好的、爆发式的前景，我欢迎大家去实验室，去创达指导交流，我也有信心，在座各位液流的，我们都可以把这个市场做好，谢谢大家！
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