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；這也是一家緊追風潮的企業(yè)，在“雙碳”大背景之下，瞄準儲能風口，并通過技術的產業(yè)化轉換，在行業(yè)內站穩(wěn)腳跟。
作為河南唯一掌握全套全釩液流電池生產技術的企業(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，達到3吉瓦生產能力。
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，智能化的設備自動運轉，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、市政府領導赴中科院大連化學物理研究所，簽訂了技術許可協(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，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)引導國有投資平臺為項目建設和科創(chuàng)發(fā)展提供資金保障。此外，開封國有資產投資經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用地、廠房搭建等相關基礎配套設施建設，確保了項目建設的速度和質量。
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)調峰、電動汽車電源等領域有著良好的應用前景，成為風口產業(yè)。
然而，科學技術如何從實驗室走向產業(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線的設備都是自主設計的。”范新川說。
拿開封時代團隊自行設計、外委生產的某自動化設備舉例，這臺設備可以達到112.5兆瓦的年生產能力，經過連續(xù)生產檢驗后，就可以迅速擴產。
擁有基礎生產技術，市場上卻沒有現(xiàn)成的生產材料，怎樣實現(xiàn)自動化、智能化、低成本、規(guī)?；纳a，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。
“實驗室產品和工業(yè)化生產產品是不一樣的，做工業(yè)化的產品，需要轉變實驗室的思維?！狈缎麓ㄕf。
在他看來，一個公司擁有一項技術之后，判斷這項技術是否能夠實現(xiàn)產業(yè)化，主要有幾項標準：第一，這項技術在市場上是否有需求；第二，從實驗室到產業(yè)化，這項技術是否有足夠的技術積累；第三，團隊的思維是否從實驗室的管理上升為產業(yè)技術管理。
“還有一點很重要，新技術是需要培育場景的。想讓一項新技術轉化成果立馬賺錢，是不現(xiàn)實的?！狈缎麓ㄕJ為，新技術的產業(yè)化應用，需要提供培育場景等眾多資源的支持。
打鐵還要“技術流”
“如果這個電極做得不好，膨脹產生裂縫，導電效率就會出現(xiàn)問題……”在接受采訪時，涉及超高功率石墨電極的相關內容，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”是指在生產制造過程中通過技術性節(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、儲能等技術路徑，來形成這個“零碳工廠”的內在循環(huán)。
首先，開封時代利用生產廠房屋頂及立面等資源，自建4000千瓦光伏發(fā)電設備。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)，保證綠電供應的穩(wěn)定性。其次，開封時代以光伏發(fā)電和儲能產品為依托，建設測試儲能一體站?？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)。
“技術流”是開封時代給外界的印象。產品硬科技的背后，是開封時代過硬的技術團隊。
開封時代技術團隊，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，已經擁有一支集研發(fā)、生產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)產能，規(guī)劃2025年之前完成3吉瓦/年全釩液流電池產線建設和全產業(yè)鏈配套，帶動周邊配套形成千億級儲能產業(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技術開封時代已經掌握?！邦A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_封時代的相關工作人員說。
未來，開封時代將繼續(xù)圍繞提升產品的技術和性能發(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)、突出產品的差異化也是開封時代下一步的發(fā)展目標。
企業(yè)名片
開封時代新能源科技有限公司在國家“雙碳”目標背景下，于2021年5月成立，集合了中國科學院、中國平煤神馬集團和開封國有資產投資有限公司在科技創(chuàng)新、產業(yè)經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)萬平方米生產車間，是集研發(fā)、生產和銷售于一體的綜合性團隊。公司通過了質量、環(huán)境、職業(yè)健康安全管理體系認證和能源管理體系認證，具有電力施工總承包二級資質，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儲能技術路線中具有本質安全屬性的技術路線，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”。
以技術創(chuàng)新為落腳點，公司以全釩液流電池儲能技術迭代升級和產業(yè)化為目標，堅持實施重大科研項目，著力推動產品創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、裝備創(chuàng)新；圍繞材料性能提升、新型結構構造、智能控制系統(tǒng)集成等方面，促進產品提質更新；圍繞密封、集成、裝配等工藝，促進工藝提質升級；圍繞產業(yè)化實際需求，促進生產裝備提質增效。
公司從創(chuàng)建之初就建立起以“問題導向、目標導向、市場導向”為核心的項目立項機制，實施科研項目負責制、科研資金按需投入、保障科研人才供給、科研設備采購綠色通道、課題長負責制5項特別規(guī)定，構建產銷研協(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，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、產業(yè)經驗和金融資本方面的優(yōu)勢，在關鍵核心部件、高效控制系統(tǒng)及自動化生產線等方面持續(xù)發(fā)力，實現(xiàn)公司產品“生產一代、儲備一代、研發(fā)一代”，增強公司在儲能領域的創(chuàng)新力和影響力，打造安全儲能的“開封時代”品牌。
同時，以“開展內功修煉，拓展外部市場”為核心，強化內部管理提升，建立現(xiàn)代化質量體系標準，打造了國內第一條全釩液流電池自動化生產線；緊跟市場動態(tài)，優(yōu)化市場布局，在省內推動源—網(wǎng)—荷—儲各端儲能能力全面釋放，在國內西北地區(qū)聯(lián)合地方政府及央企實現(xiàn)風光大基地配儲協(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，年底前核心物料將全部實現(xiàn)自主自供自產。公司已成功開發(fā)出全釩液流電池成套專用生產設備，應用了3D打印等先進技術。
接下來，公司將以全釩液流電池儲能技術迭代升級為目標，促進工藝提質升級，促進產品提質更新；在產品、工藝、裝備等方面和在能源結構優(yōu)化、轉型升級等領域持續(xù)發(fā)力，為河南省制造業(yè)高質量發(fā)展貢獻力量，助力國家“碳達峰、碳中和”目標的實現(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
□中國科學院大連化學物理研究所首席研究員、科技部973項目首席科學家張華民
2020年9月，習近平主席在第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”目標的主要途徑。風能、太陽能等可再生能源是間歇性能源，因此，長時儲能是構建“新能源+儲能”新型電力系統(tǒng)的關鍵技術。
全釩液流電池具有本質安全、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)新是驅動發(fā)展的第一動力”的理念。
一是以產業(yè)鏈創(chuàng)新前瞻布局，確定全釩液流電池儲能技術為發(fā)展方向，深化炭材料—碳基復合材料—全釩液流電池電堆及儲能系統(tǒng)產業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈雙鏈融合，打造核心材料生產—電池電堆制造—儲能系統(tǒng)集成—電站建設運維發(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。與中國科學院大連化學物理研究所深度合作，同時與清華大學等多所高校開展技術交流、聯(lián)合培養(yǎng)及產學研合作，加快推動科技成果的產業(yè)化進程。公司成立兩年以來，快速實現(xiàn)了實驗室技術的工程化和產業(yè)化，累計申請專利44項，現(xiàn)已獲授權專利共計17項，登記軟件著作權7項，獲得商標4個，具備了液流電池材料批量生產、模塊設計制造、系統(tǒng)集成控制的完整自主知識產權體系，承擔多項河南省重點建設項目和省市重大科研項目，建設投運了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，為構建“新能源+儲能”新型電力系統(tǒng)，實現(xiàn)國家“雙碳”目標提供技術和裝備支撐。
（河南日報客戶端記者 龔硯慶 河南日報社全媒體記者 王娜 整理）
