国润储能：“十五五”加力发展长时储能，山西跑出一匹“黑马”
南极是检验能源装备极限环境适应性的天然试验场。当极夜来临，连续数月无日照补给，光伏输出完全中断，电力系统只能依靠风电、氢能与储能协同供电，极寒工况下的设备可靠性与电网稳定性面临极限考验。
2025年3月1日，我国在南极秦岭站建设的首个规模化新能源系统正式交付使用。该系统整合100千瓦风力发电、130千瓦光伏发电、30千瓦氢能系统、300千瓦时低温储能电池系统，形成“风—光—储—氢—荷”多能互补微电网。在零下50℃的极端环境中，整套系统运行平稳，可在无风无光工况下为站区提供约2.5小时、最大150kW的电力支撑。长时储能作为微电网的核心稳定单元，承担着平抑风电波动、削峰填谷的重要作用。
山西国润储能科技有限公司作为国内唯一同时布局电池装备制造与核心隔膜材料生产的国家级专精特新“小巨人”企业，通过模拟极地的严苛环境，突破了-50℃下系统稳定运行与热管理控制等关键技术，为极端环境下的长时储能应用提供了重要的技术验证与支撑。在磷酸铁锂占据主导地位的行业版图中，这家新锐企业为何押注全钒液流电池？从南极科考模拟实验室到全国多地的标杆项目，它如何以11.6%的市场占有率跻身全国前三？
一、为什么是全钒液流电池
过去十年，储能市场以2小时放电时长的短时储能为主，以锂电池为代表的电化学储能凭借成本优势和产业成熟度在电力系统中得到广泛应用。但随着新能源发电渗透率持续提升，储能配置正在向4小时长时储能加速拓展。从时长结构看，4小时及以上新型储能装机占比从2023年底的约12.4%跃升至2025年底的27.5%，截至2026年上半年已突破30%。2026年一季度，4小时以上长时储能招采占比已突破50%。
长时储能如同新型电力系统的“稳定器”，在用电低谷时储存电能，在高峰时平稳释放，让可再生能源真正成为可靠的电力来源。《新型能源体系建设“十五五”规划》提出加力发展长时储能。《新型电力系统建设“十五五”规划》明确“十五五”时期，全国新增可承担顶峰保供作用的电网侧独立新型储能约8000万千瓦，等效顶峰时长力争达到4小时。到2030年，可承担顶峰保供作用的电网侧独立新型储能达到1.4亿千瓦。
电力系统需要的不再局限于短时快速充放电能力，而是能够跨昼夜、跨时段平抑新能源波动的长时储能资源。全钒液流电池正是这一需求下的理想技术路线。从技术禀赋看，全钒液流电池采用水系电解液，无热失控起火爆炸风险，整体循环寿命超两万次、系统寿命逾二十年且运行期间容量几乎无衰减；功率与容量解耦设计使延长放电时长只需增加电解液，边际成本递减，而锂电必须等比例增配电芯，成本随时长线性攀升。从资源禀赋看，中国钒储量和开采量均居全球首位，产业链上游不存在“卡脖子”风险。
作为全国能源革命综合改革试点省份，山西正在从传统煤炭能源基地向新型综合能源基地转型，储能产业正是其产业链升级的核心抓手。依托本地钒资源优势与重工业制造基础，山西加快布局新型储能产业链，培育本土链主企业。正是在这样的产业土壤中，国润储能于2020年在山西省朔州市成立，锚定全钒液流电池赛道，选择从最上游的核心材料切入，走全产业链自主研发的发展路径。
二、全氟磺酸离子膜的国产替代之路
全钒液流电池的产业化竞争，表层是系统集成与市场拓展的比拼，底层则是核心材料的技术较量。在液流电池的产业链中，全氟磺酸离子膜是最上游的核心部件，被称作电池的“心脏瓣膜”：它允许氢离子定向通过形成电流，同时必须阻挡正负电解液中的钒离子交叉渗透，其性能直接决定电堆的能量效率与循环寿命。
长期以来，高端全氟磺酸离子膜被海外少数化工巨头垄断，进口价格曾高达每平方米万余元，占到电堆成本的近三分之一。“不掌握核心材料，整条产业链就永远踩在别人的地基上。”国润储能创始人、董事长孟青对产业有着清晰的判断。
作为清华大学博士后，孟青博士师从孙宏斌院士，长期从事全钒液流电池及全氟磺酸质子交换技术研发，在离子膜产业化、钒液流电池控制、储能系统设计集成、能源互联网等领域成果卓越，发表论文27篇，申请专利100余项，主持参与10余项国家及省部级重大科研项目。早在2011年就读硕士期间，她便跟随科技部重大攻关项目做全钒液流电池的研究，历经博士及博士后阶段的深入探索，让她坚定了将研究成果推向市场的决心。从资源安全的角度考量，中国钒储量和开采量均居全球首位，发展液流电池不存在原材料“卡脖子”的隐患；全钒液流电池的长时性、安全性和环保属性，恰好契合新型电力系统对长时储能的核心诉求。孟青博士带领团队同时向全钒液流电池的两大核心技术环节——全氟磺酸离子膜与电堆制造——发起攻关。
这条路上没有捷径可走。在随后数年里，孟青博士和研发团队坐的是一张名副其实的“冷板凳”。
2015到2016年间，研发团队终于将全钒液流电池从实验室小试推进到中试阶段，技术路线得到初步验证。但从中试到量产，中间横着一道巨大的产业化鸿沟：烧杯里稳定的配方，放大到上千升的反应釜中就可能全部失效；实验室里可控的环境参数，到了量产车间就变成温度、压力、纯度交织的多维变量。在液流电池的膜材料放大过程中，膜厚均匀性、离子交换容量的一致性，以及批次间的性能稳定性，都是决定最终产品能否通过客户验证的关键指标，而这些问题往往在实验室阶段难以充分暴露。合作的企业因看不清产业前景而选择退出，研发资金一度难以为继。但孟青博士和团队始终没有动摇：“坚持了那么多年，近十年的时间，还是想把成果写在祖国的大地上。”
2020年，带着让技术落地产业化的决心，孟青博士创立国润储能。创业之初，她便做出了一个在行业看来极具前瞻性的决定——投入巨资研发全氟磺酸离子膜，并同步建设自动化产线。在液流电池市场尚未大规模起量的阶段，重金押注上游核心材料，考验的不仅是技术眼光，更是长期主义的战略定力。
工艺放大的过程如同“拆盲盒”。每一釜价值数百万元的原料，都可能因为一个参数的微小偏差而全部报废。温度、压力、搅拌速度、原料纯度等无数变量交织在一起，反复考验着研发团队的耐心与工程化能力。2021年，中国科学院院士孙宏斌牵头的山西省能源互联网研究院正式成立，为国润储能注入了关键的产学研力量。这家以支撑“双碳”战略为使命的研发机构，带来了顶尖的人才力量与丰富的科研平台资源，也让国润“产业报国”的理想找到了落地生根的沃土。
2022年，国润储能凭借自研的钢带流延法工艺，成功实现了全氟磺酸离子膜的稳定规模化生产，成为国内较早突破该技术的企业。这一突破不仅打破国际垄断、大幅降低全钒液流电池核心材料成本，其离子膜的阻钒性能更比行业标准提升两个数量级，显著延长了电堆使用寿命。同年，国润储能累计销售额突破亿元大关，产品成功打入海外市场。
孟青博士从不讳言创业路上的聚散离合。有些合作伙伴在中途选择了退出，但在她眼中，每一段合作为国润都留下了独特的价值。“每一段合作都为我们产业化的成功积蓄了力量，也给了我们死磕技术的信心和底气。”
为抢占未来市场先发优势、强化产品竞争力，孟青果断敲定全产业链布局，涵盖钒液流电池装备制造与核心隔膜材料生产。2023年，山西首个零碳机场项目的成功交付，这是国润储能成立以来拿下的第一个高安全等级公共场景标杆项目，也是其全产业链布局从产能建设走向工程交付的关键一步。
凭借填补国内高端离子膜空白、性能比肩国际先进水平等技术优势，国润储能自主研发的“低成本长寿命全氟磺酸离子膜”于2025年入选山西省第二批新材料产业创新成果清单。
国润储能的全氟磺酸离子膜年产能达到140万平方米，这一产能规模在全产业链垂直整合的框架下，既是自用的核心材料保障，也是一条独立的产品线。“我们通过自主研发，搭建了从膜材料到产品到系统的检测平台，以远超国标的严苛标准制定和发布了企业标准，确保产品在不同区域环境下稳定可靠。其中，我们的质子膜制氢效率比美国进口膜高5%—10%，实现了国产化替代。”国润储能介绍道。
当核心材料不再受制于人，中国全钒液流电池的产业化进程，才真正拥有了加速扩容的底层底气。
国润储能联合创始人张家乐表示，国润储能不只是储能装备供应商，更是储能综合解决方案专家，从前期的个性化方案设计，到自主核心装备供应；从智能能量管理系统（EMS）实现最优运营，到灵活商业模式降低投资门槛。我们不仅交付设备，更为客户打造安全可靠、持续增值的储能资产，成为值得信赖的全生命周期合作伙伴。
三、电堆焊接密封技术的“换道超车”
如果说离子膜决定了液流电池的“上限”，那么电堆密封技术，则决定了其“下限”。
电堆，是全钒液流电池的“心脏”。数十节甚至上百节单电池堆叠在一起，电解液在其间循环流动，完成能量的存储与释放。在液流电池长达20年的设计使用寿命要求下，密封可靠性直接决定了储能系统的效率、安全与全生命周期成本，是制约产业规模化的核心痛点。
行业内主流的电堆密封工艺是热熔焊接。这项技术路线成熟、成本可控，但耐候性与长期可靠性存在明显的技术天花板，无法满足液流电池20年以上的使用要求。传统热熔焊接工艺在小规模应用时隐患尚不明显，一旦规模化放大，漏液问题便会频繁爆发。
漏液意味着什么？意味着停机检修，意味着人工成本增加，意味着效率损失，更意味着安全隐患。
面对行业共性难题，国润储能做出了一个大胆的战略抉择，放弃跟随成熟的技术路线，直接攻关当时尚未实现大规模商业化应用的激光焊接复合密封技术。
跟随，意味着永远落后一代；换道，才有机会实现从“跟跑”到“领跑”的跨越。
这是一片人迹罕至的无人区。国润储能研发团队先后调整了几十种材料配方，试验了上百种焊接工艺参数，反复打磨验证。2024年4月30日，新组装的电堆经过测试，性能仍未达到理想目标，核心团队开会至深夜，气氛凝重。最终会议作出决定：彻底放弃原有方案，从材料端重新筛选、测试。长达三个月的第二次技术攻坚就此拉开序幕。
2024年9月，国润储能采用激光焊接与结构密封相结合的复合密封方式，实现了电堆关键部件的精密焊接，从根本上杜绝了漏液风险。电堆效率稳定突破84%，推动全钒液流电池迈入全生命周期、免维护的新阶段。2025年1月，国家工业信息安全发展研究中心组织的科技成果评价给出明确结论：该项技术达到国际先进水平。
国润储能在这条技术路线上的先发优势，正在转化为产能扩张的底气。其电堆年产能达到500MW，可创造数十亿元的产值，如果将这些电堆配套4小时时长的电解液，就能构建2000MWh（200万度电）的储能系统，足够数万户家庭在用电高峰时使用数小时。
南极秦岭站是我国在南极建设的第五个考察站，也是继长城站、中山站之后的第三个常年考察站。其能源系统需要在极寒、极夜、强风等极端条件下独立运行。孙宏斌院士曾在《瞭望》访谈中表示，“我曾赴南极极寒冷地区考察，当地最低温度低于零下60摄氏度，风力最高超17级，环境极为艰险。2025年3月1日，全球首套极地规模化新能源系统在南极秦岭站投运，风光发电总容量达230千瓦，占秦岭站总发电容量的60%，同时采用氢能作为长周期储能，可实现极昼极夜各180天的极端能量平衡。”
国润储能的全钒液流电池系统作为秦岭站“风—光—储—氢—荷”多能互补微电网的组成部分，相继攻克了低温环境下电池冷启动技术、液流电池抗低温冰冻技术，并在南极秦岭站完成部署。为确保系统在南极恶劣环境下的可靠性，太原理工大学作为秦岭站清洁能源系统的首席科学家单位，建成了世界首个极地极端环境耦合模拟实验室，这是目前全球唯一能实现极低温（＜-100℃）、极强风（＞60m/s）、暴雪、极昼、极夜等10种极地场景耦合模拟的平台，为国润储能等企业的产品测试提供了接近真实的极地清洁能源实验验证条件。从模拟实验室到实地运行，这套储能系统在南极的表现为中国全钒液流电池技术的极端环境适应性提供了极具参照价值的工程验证。
四、“小巨人”的护城河
长时储能的产业浪潮，正在为“小巨人”企业提供广阔的成长舞台。作为山西省新型储能产业链“链核”企业，国润储能带动了省内十余家上下游企业协同发展，在全钒液流电池系统研发、电堆制造、离子膜生产及控制系统等方面，拥有国际领先的全套核心技术。目前已申请国内外专利近200项，参与及牵头制定国家和行业标准18项，以11.6%的市场占有率跻身全国前三。技术产品覆盖发电侧、输配电侧、用户侧等多元场景，从山西本土走向全国，再到出口东南亚、北美、中东非等海外市场。
在韩国，国润储能与当地能源企业携手，共同打造了韩国首个钒电池储能项目，凭借其容量大、寿命长、安全性高以及可深度充放电等优势，为韩国的能源管理提供了创新解决方案。在保加利亚，国润储能参与建设的钒液流电池储能项目成功跻身当地首家长时储能示范工程行列，有效提升了当地电网对风电、光伏等可再生能源的接纳能力。2025年，国润储能与西班牙某知名能源企业集团正式签署合作协议，围绕技术联合研发、市场共同开发、供应链协同三大方向展开深度合作，全球化布局从亚洲延伸至欧洲。
技术的突破从不孤立，国润储能的硬核底气，源于其构建的全方位竞争壁垒。如今，这家新锐企业汇聚了来自结构设计、电堆研发、电化学与控制系统的顶尖人才。他们均毕业于清华大学、中国科学院等知名学府，凭借十余年的研产经验，对液流电池技术拥有深刻的理解与掌控能力。清华资本投资人表示，国润储能在设立之初就引起了清华系资本的注意，有两个重要的原因，第一是团队有很强的首席科学家引路人，是院士，CEO也是清华的博士，还配备了其他有市场应用、生产管理经验的综合性团队。第二是有很强的技术壁垒。
中制智库理事长兼研究院院长新望从产业经济学视角给出了一个宏观判断：“我国风电、光伏已走在世界前列，但两者都存在间歇性问题，由此产生过剩。如何将这种过剩消纳并上网，用于工业和生活，关键在于储能。如果解决了风力发电和光伏发电的储能问题，中国的整个能源结构就能得到优化。国润储能看到了这一机会，率先发力，由孟青博士和团队自主研发的全钒液流电池储能，承担了‘削峰填谷’的功能，这不仅是储能领域至关重要的方向，也极具产业前景。”
孟青博士常说，国润是由三个同心圆组成的。小圆代表每一个员工的每一个家庭，希望每一个员工都因为在国润而感到幸福；中圆是国润本身，凝聚每一位员工的力量，一起打造世界一流的卓越百年企业；大圆代表国家，一个科创型企业的发展，应该面向国家的重大发展需求，去解决切实的“卡脖子”问题，真正做到“国之大者，润物无声”。
能源革命从来不是一蹴而就的传奇。它藏在每一次电解液的精准配比中，藏在无数次推倒重来的技术迭代里，更藏在一位科学家将论文写在产业一线的十余年坚守中。孟青博士和她的团队，用近乎固执的“死磕”，对抗风的间歇、光的易逝。
他们不生产电，他们只是时间的搬运工——让每一度电，在它该去的时刻，抵达它该去的地方。