曾经被遗忘在角落的铁铬液流电池，正成为储能行业的新秀。
铁铬液流电池利用溶解在盐酸溶液中的铁、铬离子价态差异进行充放电。充电时，正极Fe2+→Fe3+，负极Cr3+→Cr2+，放电时则相反。作为当下较受关注的液流电池之一，铁铬液流电池有着一段较为波折的成长历程。它虽与锂电池同属电化学储能的一种技术路线，诞生至今也有近50年的时间。但因自身存在阴极析氢、铬活性差与电解液离子互混的问题，铁铬液流电池研究一度止步。
直到最近几年，随着以风电、光伏为代表的新能源并网量越来越大，新能源的消纳问题愈发突出，对储能时长有了更高的要求。铁铬液流电池靠着循环寿命长、环境友好、高效率、适应性强、低成本等优点脱颖而出，有望成为液流电池的主流路线和长时储能领域的有力竞争者。
铁铬液流电池能重出江湖，少不了科研院所和创业公司的努力。中海储能核心团队早在2010年开始研发铁铬液流电池储能技术，并在2017年成功解决了析氢与铬反应活性差等问题，完成了铁铬液流电池走向商业化的必要准备工作。
2020年，中海储能正式成立，专业从事新能源长时储能技术开发、储能设备生产和销售的公司，当前核心产品为铁铬液流电池。值得一提的是，中海储能在组建团队时，花费了一些心思——以首席科学家身份参与中海储能研发的是院士徐春明，CTO由中国石油大学（北京）碳中和未来技术学院副院长兼储能科学与工程系主任、国家高层次人才徐泉教授，CEO王屾则是有过数次成功创业经历的职业经理人。
靠着10余年的积累，中海储能针对铁铬液流电池系统原有技术瓶颈不断突破，经过上万次的试验研究，成功自主研发了双极板、电极、电解液等核心原材料，并在全国布局了多个核心原材料生产基地。
今天这篇文章我们专访了中海储能的联合创始人兼CTO徐泉教授，聊聊团队押注铁铬液流电池这一技术路线背后的故事，共同探讨铁-铬液流电池大规模投入商用后的未来图景。以下，Enjoy：

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从犹豫到坚定，
他们为何选定铁铬液流路线？

经纬：资料显示，早在2017年中海储能核心团队已经突破技术瓶颈，完成进入铁铬液流电池行业前的准备工作。当时，团队突破了什么样的技术瓶颈？为后续创业做了哪些铺垫？
徐泉：2015年左右，我们在诸多液流电池技术路线中选中了铁铬液流电池。当然，在做这个决定之前，我们查了大量资料，也清楚现阶段铁铬液流电池最大的问题：
第一、阴极析氢问题：电池工作过程中易发生析氢反应，让铁铬液流电池无法正常工作。铁铬液流电池Cr2+/Cr3+电对的氧化还原电位为-0.41V，接近水在碳电极表面析出氢气所需的过电位，再加上由反应活性较差所造成的明显极化损失，在常温下，铁铬液流电池的阴极在充电末期会出现析氢现象，降低电池系统的库仑效率。
第二、铬离子活性弱：铬离子活性还比较弱，不利于正负极电解液的化学反应平衡，影响电池性能。铁铬液流电池的负极Cr2+/Cr3+电对相较于正极Fe2+/Fe3+电对在电极上的反应活性较差，是影响电池性能的主要原因之一。
调研时，我们还发现铁铬液流电池的电流密度只能做到70mA/平方厘米，电力不高。这些问题带来的结果就是，铁铬电池千瓦时价格比较贵，尚不具备商业化的前景。
但在2017年，我们从电解液和催化剂入手，在电解液里面加入独家的催化剂配方，同时在系统中创造性地添加六水化铬抑制剂，通过双极板开流道与碳布电极协同作用大幅提升铁铬液流电池性能。随后，通过团队的大量设计与实验。在实验室的小电堆测试系统，铁铬液流电池的电流密度也是首次突破到200mA/cm2以上。
在整个液流电池工作过程中，电解液密度每提升一倍，所对应的电解液的需求量就会降低一半，最后电池的售卖成本就能够大幅下降。因此，我们感觉到，这个技术路线有可能起死回生，存在着进一步商业化的可能性。
2019年，我在河南考察交流的时候，在王屾总引荐下认识董事长曾总（曾建华）。曾总2011年开始带队专注在铁铬液电池的电堆研发，包括泵、阀门整个系统的开发并掌握了全套电堆测试技术。当时王总建议，你们既然做出了新的电解液配方和新材料，能不能快速在曾总开发的电堆上面试试，看看放大电池使用效果。于是，我们两个团队展开了合作，完成第一代铁铬液流电池的技术验证，并开始筹备成立公司。
经纬：液流电池领域涉及全钒液流电池、铁铬液流电池、锌铁液流电池等多条技术路线。您和团队为什么选择铁铬液流电池这一技术路线？您和团队成员在这一领域的优势体现在哪里？（可以展开谈一下铁铬液流电池的优势以及团队的技术实力配备度）
徐泉：我们确实考虑过这个问题，在公司注册过程也是比较忐忑的。我们最终选择铁铬液流电池是参考了徐春明院士第一家上市公司胜华新材的成功经验。
在化工的放大路线选择过程中，磷酸铁锂是在三元锂材料和碳酸锂材料商业化后，后来居上的一种材料，虽然低温下运行效果不如三元锂等工艺，但因为比较便宜，最终占领了主流电动车市场。大概10年前，胜华新材那时候还叫石大胜华，董事会就拍板，着重做磷酸铁锂材料的一个工艺和技术放大，最后做成了六氟磷酸铁锂全亚洲供货量第一和价格最便宜的公司。储能市场肯定是一个万亿级的赛道，包括大储本身也可以做到千亿级。因此我们就确定要寻找一种便宜的材料，铁铬虽然有难度，但成功后成本也容易降到最低。
当时，我们在组建团队时也做了系统规划。曾总带着我们团队做结构或者系统，相当于企业跟学校之间的一个合作，也可以理解为学校和一个商业化团队一起孵化项目。但在这之后，我们感觉还缺一个资本方和一个市场方。这是出于几方面考虑：公司运行需要更多的资金；第二就是公司要能够持续地拿到订单。王总之前有过两个成功的创业经历，并在金融保险行业有过从业经历。整体来看，我们四个人相互之间既能够兼顾研发，还能够带来市场，又能够保证资金链不断，是一个不错的搭配。
经纬：2020年，中海储能决定成立公司的契机是什么？当时给公司制定了哪些目标和规划？
徐泉：2020年，行业其实还没发展到现在这样，但大家都相信储能未来会成为一个国家重点布局的产业。当然，我们也没想到储能行业发展势头这么猛，确实超出了我们预期。
公司成立后，我们定的第一个计划就是要建一个大型示范工程，规模是100kW/400kWh，该项目是在2022年10月份完成的，并顺利通过技术鉴定，处于国际先进水平；紧接着，按照一步一个脚印的规划，目标是2023年完成兆瓦级别的项目示范、2024年完成十兆瓦级别项目示范和2025年完成百兆瓦级别市场订单。
在实际的操作过程中，我们进展也是很快的。目前，500kW/4MWh的系统已经交付客户正在调试；2MW/10MWh级别建设已经进行到了设计和可行的阶段，预计会在明年上半年交工与完成调试，明年6月份之前会完成调试；百兆瓦级别已经开始预演和备案。整体来看，我们一直处于铁铬液流电池第一梯队。
经纬：铁铬液流电池作为当下较受关注的液流电池之一，同时也有Cr3+/Cr2+负极电对反应动力学慢、析氢副反应两个问题。其中，中海储能在解决析氢问题有了一定技术突破，这对公司发展和行业进步有哪些深远影响？
徐泉：我们在行业里面真正的贡献有两个：
第一个，我们大幅抑制了析氢问题。液流电池发展过程中，析氢是一个非常头疼的问题。因为铁铬液流电池体系，铬的反应电位和氢的非常接近为0.46V，也就意味着化学反应过程中，需要对整个反应的用量、温度和还有反应的区域做一个非常精确控制。得益于多年在化工领域的积累和沉淀，同时本身对氢有一些理解，于是我们做了一定创新。我们是液流电池领域第一家使用碳布电极的公司并掌握了全套活化工艺与催化剂沉积工艺。碳布本身就比碳毡更薄，内阻更小因此能量效率会更高。我们解决了碳布电极使用过程的厚度和电流密度的矛盾，实现了系统效率进一步提升。
第二个，中海储能是液流电池领域，第一家使用石墨双极板开流道的公司。使用石墨双极板流道，是为了进一步平衡压差，同时解决整个液流电池反应过程中因局部积液产生析氢的问题。所以说，这两个工艺，是我们在液流电池事业上的创新。我们马上会出一本专著，详细地讲讲这个技术突破的来龙去脉。
总体来说，我们实现了三个技术突破：
第一，是催化剂，解决了析氢的问题，实现了从零到一的突破。
第二，我们解决了铬老化的问题，这样使用寿命达到目标了，就是全生命周期能够运营了。
第三，我们进行了新的电堆结构设计，这使得电堆具有一致性，尤其在最后的交付过程中不会再存在着外漏液的情况。我们的密封技术应该是全世界超前的。传统的液体电池运送过程中使用的是胶条式的密封，这会存在漏液的担忧。但是我们用的是焊接的密封方式，所以我们交付现场更干净、更整洁。
最关键的是，这些技术都是我们独立研发的，申请了专利，并且我们提前考虑到了学校和企业的关系，事先做了准备工作。我们最关键的专利，也是石墨烯的专利通过转让一次性卖给中海储能。我们续签的研发协议，如果之后某一技术由双方共同研发，再产生一些新的专利，我们都明确了它的独家使用权，以及商业转化权。
经纬：据公开信息，与传统的铁铬液流电池技术相比，中海储能的电池电堆能量传输效率取得新突破，首次达到80%以上，比现阶段的技术提高15%以上。这预示着铁铬液流电池可以进入商业化阶段吗？
徐泉：我们提高了电池的电流密度，进而降低了电池的成本。但单电堆能量传输效率达到80%以上，不代表这个技术不能做到85%。如果做到85%的电池能量传输效率意味着要增加材料，当然其析氢和循环稳定性也会受到更大挑战。
现在整个行业达到一个共识，就是电堆的电流密度不是越高越好，但是一定要具备系统经济型，储能有多种实现路径，抽水，压缩空气，飞轮，液流电池。而液流电池内部也有很多流派包括全钒，铁铬，锌基，铁基，有机液流电池体系。未来肯定是一个百家争鸣的时代，并不是盲目最求电流密度和能量效率，同时还需要结合市场真实需求，确保本征安全及追求长时储能调峰的经济性。未来液流电池会进入到百花齐放时代，寻求基于丰度元素的液流电池设计，及保持系统一致性与循环稳定性，经济型的液流电池会如当年磷酸铁锂一样，会在未来的竞争中占据优势。
第二个挑战是个百兆瓦级的一个验证。我们需要让更多的人去了解这个事情，同时也需要让更多的人去认识到这个技术的确定性。想要达到这个目标是需要更大的一个示范项目，让大家慢慢认可这个新技术，这也是我们最近一直做的工作。这有点像电车一样，刚开始的时候大家都会有担心，一旦使用量到达一定程度，大家担心就慢慢地消散。因此，我们要通过更多项目去增加大家对这个行业的认知。

2‍
教育市场与商业化并行，
大号“城市充电宝”从国内走向海外

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经纬：您刚刚提到了，当下还需要对市场做一些教育工作，让大家了解并认可铁铬液流电池。请问，我们如何完成第一个商业化订单？后续商业化进展如何?
徐泉：核心技术通过了，商业化考验的就是集成技术。在电化学储能领域的集成技术涉及到了电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统（EMS），这些都很常见。
但说起第一笔商业订单比较凑巧，这笔订单来自一家做数据中心的上市公司。这家数据中心建设储能系统有两方面的考虑；
第一、它需要低成本。相对降低电价，增加利润。
第二、它需要安全。因为数据中心接受不了磷酸铁锂的爆炸。磷酸铁锂电池一爆炸，对数据中心核心的存储数据就会受影响，因此它对安全的指标要求比较高，正好铁铬液流又符合这一要求，大家一拍即合。
现在公司正在建设的十兆瓦示范项目，是和广东惠阳的一个园区合作。园区关注点与数据中心不同，他们关注的事情就是能存储多少电和放多少电，在这个过程中能够把价差降到多少，有点类似于工商业储能。
我们之所以能谈下来第二个订单，主要是因为广东的电价差比较高，对用电有一个真实的需求。南方本身又是一个缺电的地方，所以说它这个溢价是比较高的。虽然说海上发电和风电都发展不错，但他们存在着间接性、不确定性的问题。所以，园区需要使用我们这个大号“城市充电宝”。 
但铁铬液流电池商业化还是会受限于国家对这个技术路线的认可程度，当这个技术路线达到了某一个程度后，比如铁铬足够便宜，确实能够铺开了，就会像铁锂当年一样。这个时候如果国家在大基建的过程中，把铁铬纳入白名单和推荐目录里面，到了这个时候，铁铬液流电池才真正到达了爆发期。
经纬：为了推进铁铬液流电池技术路线纳入到白名单，作为企业方能做哪些工作？
徐泉：第一，铁铬液流电池的技术路线是纳入到国家储能产教融合技术平台的。所以，这个技术路线的进展可以第一时间通过国家储能产教融合创新平台的汇报机制，定时向教育部和发改委进行书面进展汇报。
第二，比如说我也是：能源行业液流电池标准化技术委员会委员，中关村储能产业联盟会员液流电池专委会委员，因此中海也开始承担铁铬液流电池行业标准立项工作。

在商业化过程中，为了进一步让甲方理解铁铬液流电池，我们可以通过类似于标准或行业规范的方式，进一步打消用户对于使用这种材料和技术路线的顾虑，包括验收顾虑，盈利模式顾虑等。
第三，我们通过教材和专利进一步普及技术，提高认可程度，我们需要让更多的人去了解和真正认识到这一系统的前沿性和优势。同时我们有很多的课程让更多人意识到这个技术的先进性，发挥产教融合最大的效果。
经纬：2023年，中海储能在国内和海外多地开始推动商业化项目的落地。您可结合一些案例，展开讲述下中海储能的商业模式？结合具体案例谈谈拓展订单的细节。
徐泉：现在是一个顶层设计和教育的一个过程，所以我们的商业模式和市场主流商业模式不一样，生产和交付是两个环节。我们卖的是标准产品模块，就是一个250千瓦、500千瓦的集装箱，是一个标准的产品。
在生产环节，我们设计和标准就确定了。交付环节，因为我们有自己的生产基地，可以直接把样品拖到现场。基于当地的一些占地面积和接入条件，做一个积木式拼搭，类似于管道的插拔，这样可以满足各个地方个性化的需求，也能在最大程度缩短项目在现场的施工周期，达到了项目签约就能干，土建建完就能建，建完以后就能够运行。只要土建接入条件满足，从建成到施工60天之内就能搞定，给甲方节省了不少的时间。
说起当下这些客户，大多是他们主动找到我们。以惠阳为例，惠阳要开展储能的示范建设，需要引进我们作为一个新型储能龙头企业，相当于已经给我们一个订单；沙特的订单是因为我们本身跟沙特的国王科技大学，还有沙特企业有很好的关系，他们愿意去做一些类似于源网荷储示范。这是因为沙特也在琢磨着后石油时代，怎么朝着新能源转型，所以和我们建立了合作。另外，我们正在讨论的内蒙古赤峰项目，其实跟沙特项目有点像，赤峰是一个传统煤城，也有着一个从传统能源层次向新层次转型的迫切需求。
我印象比较深刻案例是北京昌平项目。昌平区最近正在进行一个叫“储能谷”的转型，早在设计之初，就已经把未来总部的用地进行规划，这点是很超前的。这为大家长期扎根北京，服务全国，建立了一个非常好的基础。
经纬：不同行业客户关注的维度存在哪些不同？最看重中海储能哪些特质？
徐泉：不同行业客户的考虑是不一样的。比如说像大中城市，化工园区，还有高耗能企业和数据中心，他们第一考虑的是安全，绝对不能出事；第二考虑的是技术的可靠性和低成本，安全是优于低成本的。第三个是多功能的实现。
偏远地区且风光电比较充足的地方会把低成本放在第一。另外我们发现了一个特点，不同的人对储能的行业的理解也不同。大中城市对储能理解是比较深刻的，就会超前布置新型储能技术；一些偏远山区还停留在传统新能源强配储能的阶段，新能源储能是建而不用的。但他们现在的理解也在慢慢发生转变。
与客户交流过程中发现，他们对我们团队的评价有几点共同之处：
第一、觉得我们团队构成特别好，院士+CTO+创业公司的标准化运营团队，这个实际上很多团队是不具备的。
第二，我们具备持续研发能力，整个研发全职人员现在50余人，快60-70个人了。年底的时候，我们将建立一个100人的团队，横跨教授、副教授、硕士、博士。另外关于团队的后备力量，我们有自己的储备专业，能够持续地为这个团队提供后备力量的支持，而这个后备力量包括很多的企事业单位，尤其是中科院的院士。
第三，我们超强的市场化配置能力和对整个行业的理解，对能源逻辑、底层逻辑、商业逻辑具备天然的优势。尤其在推进商业化的过程中，面对一些非能源领域的人可能存在搞不明白的地方，我们往往能够给出一些更合理化的建议，甚至能够改变或者影响到行业的规范和调度规则。
经纬：产品生产和运用过程中，企业需要注意的环境保护、化学物质处理等问题。中海储能有什么好的解决方案？
徐泉：第一，整个产业设计过程都是在模块化进行；
第二，我们的电解液产品是密封性质的，不存在裸露或者是排放的问题。我们也在积极推动行业标准，正在通过标委会形成一些交付规范，进一步打消当地的政府和业主对于潜在的环境污染或者材料污染的担心；
第三，我们公司实现了100%的回收电解液，进一步打通全生命周期，打消了当地后处理的问题。我们产品运行周期一般都是25年。一般签合同的时候，都会注明这个事情，如果他们需要后期我们回收，我们随时都能过来回收。因为我们具有再循环工艺，回收电解液也可以再利用的。
经纬：2023年，中海储能也发展了一些海外客户。在您看来，海内外客户存在哪些差异化需求？为了满足海外客户的诉求，中海储能做了哪些工作？公司未来是否会有全球化布局？
徐泉：不同的人考虑东西也是不一样的。目前，沙特聚集了一些磷酸铁锂方向的国内头部公司，但我们应该是长时储能领域的第一家。
我们在海外市场交货的时候，海外合作伙伴跟我们讲了当地的部署。譬如沙特正在追求女权独立，希望沙特妇女出来工作。所以说他们在做决策的过程，一方面他们知道能源转型，储能很重要。第二个方面，他在乎建储能电站和运营维护过程中，能不能够解决当地妇女的就业岗位。因为我们属于先进制造，实际上是可以解决一部分他当地的就业，同时对当地技工的员工要求也没有那么高，这个跟他现在的执政理念是不谋而合。
在建厂用地方面，沙特的地多，审批流程也没有想象中的复杂。沙特国王科技大学规划出一块土地专门引进科技企业，他们建完了以后给企业投资，公司租用就行。但是他要求企业要租30年，确保这个产业在这个地方继续发展，同时要解决一些当地的就业岗位。

3‍
铁铬液流电池何时能走向大规模商业化? 

经纬：铁铬液流电池产业化还处于起步阶段，刚刚迈入商业化的示范验证阶段。相比于其他技术路线，铁铬液流电池是否需要重构产业链？会涉及哪些核心的器件？
徐泉：部分零部件实际上是可以和传统产业链共用的，泵阀门管件及PCS、BMS和这些控制调控系统都是可以共用的。但是电堆内部的关键材料，如电解液、催化剂、电极和双极板等组件的生产确实需要我们自己组建。比如碳布电极的产线就是我们自己设计，自己做工艺，然后找人共同来研发的。电解液、中间的双极板、板阀和泵阀门基本上都已经标准化了。
如果我们发展起来，能撬动产业链的产值大概在十万亿级别。因为我们铁铬液液电池，要用铁、铬等原材料。我一直说我们产能可能是房地产之后的新带头大哥，能带着玻璃、做钢铁企业发展。我们可以弄十余个上下游的企业，配合我们共同建立，这种也叫做研发集群，或者叫创新联合体。我们可以带动传统行业产业重塑，现在地方政府很在乎这一点。
经纬：结合技术和市场发展情况，铁铬液流电池何时可以迈入大规模应用时期？哪些因素会成为未来实现产业化大规模推广的关键？
徐泉：我觉得现在属于产业爆发的前期。去年，大家还重点在讨论哪个技术路线好，哪个技术路线能跑出来，今年已经不讨论，因为大家都知道铁铬肯定能跑出来。所以，今年大家都在全面的规划，搞产能爬坡，很多人主动掏钱开始建产业链，可以说大家对这个产业的确定预期出奇保持一致。
这是为什么？别的技术路线还存在一些问题，譬如很多技术路线连兆瓦级别的示范都没建，还有很多问题没解决。而我们这技术已经跑了四五年了，一兆瓦的项目也建了四五年。总体来说，其他技术路线全盘的量不够，讲故事讲不下去。
而今年实际上是铁铬液流电池小规模商业化，也是十亿级的商业化，开始接订单了。铁铬液流电池走向大规模商业化的标志是完成上下游的重塑。因为我们最重要的就是产能发货的保证，这需要包括上下游，每一个关键环节，关键原材料，都必须能持续稳定的、充足的供应。
对于企业来说，想要走向大规模商业化有几点要求：第一个，充足的资本要进入，资本进入要产生共识、慕名；第二是政策的一致性。现在来看政策还是比较一致的；第三个是人才，做这个行业的后续人才需要越来越多。去年储能的本科生已经毕业了，他们都为这个行业提供了持续稳定的保证。
对于后续产能扩大和爬坡，我们也制定了战略规划。第一，我们会继续与整个行业头部企业保持充分的互动和对接，通过举办会议或主导会议，重复行业的认知和教育。
第二，我们会推动这个行业标准的建立，尤其是铁铬液流电池行业的标准，我们要全方面向全盘靠拢，争取在交付、建造，运营、维护等方面达成一致。
第三，我们要得到全世界领域更广泛的认可。除了沙特，我们要找三个国家，对这个行业的人进行正向的发声。反过来说，对于整个中国来说，我们重塑储能行业，也展现我们领导力，也是能起到非常积极地推动作用。
经纬：有观点认为，除锂电储能以外的储能技术时间窗口可能不到十年。那么，在竞争愈发激烈的储能赛道，起步较晚的铁铬液流如何能否抵御其他路线的储能厂商围剿？新能源产业未来会发生什么变化？ 
徐泉：这可以借鉴胜华新材的成功案例，因为胜华的时候，面对的也是竞争激烈的时代，胜华新材是提高了公司化学和化工材料的保密性。中海储能催化剂和电解液配方是绝对不会泄露的，这个是很难在短期研发出来的，这是一个高门槛的事情。
其次，想要保持自身内在竞争力。除了保持配方持续研发外，还要不断提升电堆结构，设计的能力，集成化和标准化的能力，最后PK的就是价格。
在我看来，新能源其实是没有那么多内卷的，但因为最近欧盟对中国进行了返补贴的电动车调查，导致了部分提前预判储存的一些材料或者电堆，因为汽车是满足不了，因此对内出货造成了内卷，后面会逐步化解。现在应该是第四次能源革命。这一次能源革命所带来的变化，会产生长久性和深远性的影响。随着中国自主产业的突破，整个市场朝着绿色发展是走得通的。
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