本刊记者 王海涛  

    
　　 张华民，一位致力于中国储能事业发展的中国科学院研究员、中国液流储能电池技术的首席科学家、储能行业的领军人物，用自己的行动诠释了储能人的价值观：推崇绿色储能，改善生态环境，服务社会人民，在事业发展中提升人生的价值，实现个人、企业、社会、自然的和谐共融、协调发展。    
　　 “产业报国，造福中国”是张华民的人生理想，海外归国15年来，他一直怀揣着对储能技术的激情和国产化的梦想，为开启“电力银行”新时代，带领团队向着目标一步步地坚定前进着。    

海外归来 学以致用为祖国    

　　 “我的人生在中国！”    
　　 ——张华民于2000年在日本    
　　 “我感觉我的人生应该在中国！”当张华民将这句话掷地有声地抛向对面的日本上司时，连一向自负的日本人也不得不对眼前这个中国人产生敬佩之感。    
　　 这是2000年初发生在日本关西新技术研究里的一幕。当时，张华民经过前后两次长达13年的东渡日本留学深造，不仅完成了学业上的学习，获得了工学硕士学位及工学博士学位，并且到南方化学（德国）日本公司任职客座研究员，后来在关西新技术研究所任职能源环境研究室主任，这是一个外国职员能在日本的研究所里得到的最高职位。    
　　 八年的日企生涯让张华民受益匪浅，他先后开展汽车尾气净化催化剂、质子交换膜电池、制氢催化剂等工业应用研究，掌握了发达国家如何做应用技术以及如何产业化发展的一整套方法。通过他的努力，他申报日本国发明专利13项，还获得了研究所授予的“个人业绩奖”，这是这家公司历史上第一次将该奖项颁发给一个外国人。    
　　 由于他在工作上的卓越表现，日本公司的领导希望张华民能归化加入日本籍，这样对于他的职位晋升和事业发展来说无疑将是一个极大的帮助。然而张华民虽然在日本十多年，非常敬佩日本人的勤奋、严谨、创新和敬业精神，但是他却一分钟没有动过加入日本国籍的念头，因为在他的内心深处一直有一个非常朴实的信念，那就是国家送我出来学习，总该回国做点事情！    
　　 所以当日本上级和他讨论入籍的那一刻，张华民心里响起了一个声音：是时候该回国了。于是他毅然提出了辞职，放弃了超过1000万日元年薪的工作（按当时外汇价，将近80万元人民币），尽管他清楚，回到国内从事同行业工作他可能每年的年薪不过5万元。    
　　 2000年5月，张华民怀揣着产业报国的梦想回到阔别已久的中国，进入大连化物所工作。同年，入选了中国科学院“海外杰出人才计划”。经过几年的打拼，张华民以及他所领导的团队很快走上良性发展的轨道。张华民先后担任国家“863”高技术研究“电动汽车”重大专项“燃料电池发动机”课题负责人、科技部国际合作项目“燃料电池关键技术”项目负责人、中国科学院“大功率燃料电池发动机及氢源技术”重大项目首席科学家，主持国家燃料电池技术的研究开发。在衣宝廉院士的指导下，他率领团队创新性地开发出了我国首台30千瓦燃料电池中巴车、我国第一台燃料电池城市客车，实现了燃料电池从基础研究到具体应用的突破。在2008年北京奥运会期间亮相于全世界人民的眼前，组成绿色环保车队，接送参赛人员，有力地诠释了08奥组委向全世界承诺的科技奥运和绿色奥运的涵义。    

未雨绸缪 全力研发储能电池    

　　 “储能是个重大课题！”    
　　 ——习近平总书记于2013年考察液流电池储能技术后指示    
　　 近年来，我国多地频发严重雾霾天气，这背后折射出的是以化石能源为主宰的发展方式已经超出了环境的承载负荷。煤炭的大量消费造成了严重的环境污染，PM2.5急剧升高，雾霾日趋严峻，人们的身体健康受到严重影响。由此，普及应用清洁能源的呼声日渐高涨，目的是以新能源和可再生能源逐步代替化石能源，这是解决能源资源短缺、能源安全的重要途径。    
　　 这是一个全球性的重大问题，世界各国政府高度重视可再生能源的普及应用，纷纷制定了相应的发展规划。在中国，可再生能源刚刚兴起是在2000年左右，那个时候，很少有人能预见到今后大规模储能技术的重要性。但是，张华民和他的研究团队却凭着敏锐的科学和市场洞察力早早地开始了大规模高效储能技术研究。通过对多种电化学储能技术的分析和调研，最终选定了充放电循环寿命长、安全性高、应答速度快的全钒液流电池储能技术作为研究方向。在2004年，张华民就上书中央办公厅和国务院办公厅，建议重视储能技术，可谓国内研究大规模储能电池的元老级人物。在当时的大环境下，张华民能做出这样的决策可谓高瞻远瞩，未雨绸缪，敢为天下先。    
　　 2005年，在国家科技部“863计划”项目的支持下，张华民所在的大连化物所成功研制出当时国内规模最大的10kW全钒液流电池储能系统，填补了国内液流电池储能系统技术的空白，迈出了全钒液流电池储能技术应用的第一步。    
　　 全钒液流电池储能系统的主要市场应用为太阳能、风能等可再生能源发电并网储能和智能电网储能，提高可再生能源接入能力，提高能源利用率。我国拥有丰富的可再生能源资源，近年来，我国风能、太阳能等发电量迅速增长。但是，由于这些可再生能源具有不连续、不稳定的非稳态特性，大规模并网后对电网调峰、调频及电能质量均会带来不利影响。因此，随着风电装机容量占电网电力比例的提高，弃风限电现象也频频出现。据不完全统计，2013年，我国弃风损失的电力高达200多亿千瓦时，足够四川全省用一个多月的。
　　 张华民指出，如何提高电网对于可再生能源的接纳能力，减少弃风、提高可再生能源利用效率是今后我国需要解决的重大问题。而储能电池最大的好处就是储藏电力的能量巨大、寿命长，这就让大规模电力的储存变成可能。张华民形象地打趣称为“电力银行”，把原本只能放弃的电能储存下来，等到用电高峰时再输送出去。这样，不仅节约大量能源，也更加环保。另外，储能系统还能用于国家重要部门如政府、医院、机场、军事指挥系统等作为备用电站，在非常时期保证稳定、及时的大功率、大容量电力供应，具有重大的战略意义。    
　　 作为当前储能的首选技术之一，全钒液流电池储能系统安全性高，在常温常压下运行时，电池系统产生的热量能够通过电解质溶液有效排出，再通过热交换排至系统之外；而且电解质溶液为不燃烧、不爆炸的水溶液，系统运行安全性高。同时，钒液流电池储能系统的功率和容量相互独立，可以进行独立设计；电池电压一致性好、可靠性高、循环寿命长，电解质溶液半永久性使用且容量可恢复。此外，全钒液流电池储能系统的电池系统废弃后，所有材料仍可循环利用，不污染环境且回收便利，生命周期中能实现环境友好。   
　　 正因为拥有上述三大优势：高安全性、生命周期性价比高、生命周期环境友好。所以全钒液流电池技术未来在储能行业具有无可估量的发展潜力，被列为我国“十二五”期间重点支持的发展领域。    

抢占高地 夺取储能电池行业话语权    

　　 “我国的标准在一定程度上要高于欧洲和国际标准！”    
　　 ——张华民在起草行业标准时提出    
　　 大规模储能技术是一个世界性难题，目前世界各国正处于紧张的竞相研发的过程中，谁先获得技术突破，谁就在新能源发展领域掌握了先机。同样，众所周知，行业标准是一个行业的准入门槛，也是一个行业的“游戏规则”，一个标准的出台可能让一批企业退出竞争行列，也可能保护一个行业得到长期健康发展。所以，行业标准制定的话语权目前也是各国争夺的热点。    
　　 张华民有一支能打硬仗的团队，人员从无到有，从少到多，从弱到强，经过十余年的积累与创新，在张华民“我们要实实在在做点事情”的信念指引下，不断地追求卓越，已经确立了在国内储能电池领域的领军地位。    
　　 正因为张华民及其团队领先的技术水平和丰富的工程经验，在液流电池领域得到了国内外同行的高度认可。张华民被推选为国家能源液流电池技术标准委员会主任委员，由大连化物所和融科储能牵头已完成4项液流电池国家和能源行业标准的起草和制订。    
　　 在此之前，我国储能相关标准缺失严重，一些新的储能技术标准甚至是空白，其中就包括液流电池电堆和电池系统能量效率，这无疑会造成行业混乱。在张华民的建议下，融科储能已经将电堆能量效率的企业标准定为80%。张华民认为，我国的标准在一定程度上要高于欧洲和国际标准。    
　　 2013年，张华民被国际IEC推选为TC21和TC105液流电池技术标准联合工作组的召集人，组织国际液流电池标准化工作，充分说明国际上对我国液流电池技术水平的高度认可，表明我国在该领域享有重要的“话语权”，由张华民团队起草的“液流电池通用技术条件及测试方法”IEC国际标准建标立项建议书已获得IEC TC21和TC105成员国88.9%的赞成票通过立项。2014年4月8日在美国首都华盛顿召开的IEC TC21和IEC TC105液流电池联合工作组会议上，张华民当选为制定该国际标准的负责人。这对推动我国液流电池的产业化发展，参与国际市场竞争并占据主导权具有重要作用。    

产业报国 储能电池“产、学、研、用”走出新路子    

　　 “2015年开始，储能技术将逐步开始商业化，预计2030年储能技术将进入大规模发展期”    
　　 ——国家发改委能源研究所再生能源发展中心副主任高虎2014年中国储能电池材料及技术大会上如是说    
　　 恩格斯曾经说，一个市场需求往往比十所大学更能拉动社会进步。只有将科研成果积极推广到市场上去，依托企业将科研和产业紧密联系起来，才能为我国经济的发展发挥重要作用。早在日本深造期间，张华民就暗下决心要把自身所学转化到国民经济中去，将储能技术普及应用。    
　　 他坚信自己的科学判断和新能源产业发展的必然趋势，回国之后，在“产、学、研、用”的结合方面不断进行着积极探索和实践。2010年，他创建了大连化物所“储能技术研究部”，技术入股创立了大连融科储能技术发展有限公司。公司全面掌握了高性能液流电池关键材料、电堆设计制造、电池储能系统及兆瓦以上级储能电站产业化技术，共申报国家专利150余件，国际专利6件，已授权45件，技术转让应用29件，形成了完整的自主知识产权体系。    
　　 张华民和他的团队通过10多年的不懈努力，突破了全钒液流电池关键材料制造技术，掌握了电解质溶液、电极双极板、离子传导膜材料的工程化及批量化制造技术，实现了电池材料的全部国产化并批量出口。实施了包括全球最大规模5MW/10MWh和欧洲首套250kW/1MWh商业应用的全钒液流电池储能项目；为美国的商业化合作伙伴UET公司提供的电解质溶液和电堆集成的3MW/10MWh储能系统成功并入华盛顿州电网，使我们的产品成功进入美国市场；近一年来，已向美国、日本、英国、德国、韩国等国家出口电解质溶液已超过100MWh。在国内外率先实现了液流电池储能技术的产业化。    
　　 电堆是全钒液流电池储能系统的核心部件。张华民和他的团队2009年成功设计集成出国内最大的额定工作电流密度为80mA/cm2的22kW级液流电池单体电堆，通过了由国家能源局主持的国家级能源科技成果鉴定。2013年又成功地开发出具有国内外领先水平的32kW级液流电池单体电堆，大幅度降低了电堆的材料成本。实现了大功率电堆的规模化制造，产能达到20MW/年，产品已向美国和德国批量出口。    
　　 张华民和他的团队还创新性地提出了模块化设计理念，开发出可独立控制运行的176kW/350kWh、352kW/700kWh液流电池单元储能模块和系统集成技术、智能控制管理技术及多系统耦合与控制技术。性能经德国ZSW研究所检测，获得了很高的评价，认为“该电池性能达到了标称的设计参数，工艺水平和运行性能能够满足产品投放要求”。    
　　 他带领团队成功设计、制造并集成出全球最大规模的5MW/10MWh风电场液流电池储能示范工程，在辽宁卧牛石国电龙源50兆瓦风电场等地开展应用示范，不但使我国液流电池技术保持国际领先水平，还实现科研、教育、生产不同社会分工在功能与资源优势上的协同与集成化，完成技术创新上、中、下游的对接与耦合，预示着我国储能技术将向商业化应用再进一步，真正意义上实现了科研成果的实用化和产业化转化。    
　　 2014年，研究团队开发的液流电池储能系统成功进军欧美市场，成功中标由德国博世（BOSCH）公司为总承包商的欧洲首套兆瓦级液流电池储能电站商业项目。实现了液流电池的产业化，将产生巨大的经济效益和社会效益。    
　　 一直以来，由于成本较高，虽然业界翘首以盼，但我国目前尚无独立的储能产业发展政策出台。谈到前景，张华民认为：“首先必须让用户认可，才能要求国家在政策上支持，我相信技术做好了之后国家会有政策的。”他表示：一旦储能技术获得像风电、光伏或新能源车一样的政策支持，产业发展将步入快车道。    
　　 近几年来，政府相关部门领导先后视察了张华民研究团队的液流电池技术，尤其是2013年8月，习近平总书记考察完之后明确指出：“储能是个重大课题”。随着储能各种能源技术路线的逐渐成熟、储能成本的持续下降以及相关政策的逐步完善，电网对储能的需求有望逐步释放。“2015年开始，储能技术将逐步开始商业化，2020年后，储能系统将成为电力生产运营的必备部分，预计2030年储能技术将进入大规模发展期。”国家发改委能源研究所再生能源发展中心副主任高虎在潍坊日前召开的2014年中国储能电池材料及技术大会上如是说。这让张华民对于未来更加充满了信心。开启一个“电力银行”的新时代，造福国家和民众，是张华民一直追求的梦想。“要么不做，要做就做最好！”这是张华民时常勉励团队成员和自己的话。他有决心有能力带领着自己的创新团队，为绿色储能事业作出更大的贡献。