目前,氫能產業利好政策頻發,我國氫能產業也迎來了前所未有的發展新機遇。1月11日,國家電投集團氫能公司(以下簡稱“氫能公司”)與廣東省佛山市南海區簽署國家電投華南氫能產業基地項目合作協議,計劃總投資約100億元,將建設國家電投集團膜材料、碳紙華南地區唯一的氫能產業基地;而在此前的一個月,氫能公司30萬平方米氫燃料電池質子交換膜生產線于2021年12月5日在湖北武漢經開區投產,建成國內首條全自主可控的氫燃料電池質子交換膜生產線,實現了氫燃料電池關鍵零部件的國產化;同月的29日,氫能公司與24家股東共同簽署協議,A+輪增資募集資金10.8億元,并計劃于2023—2025年完成IPO……
氫能公司為何頻頻受到地方政府和資本市場青睞?又在燃料電池技術和氫能產業發展方面有何獨特的優勢?為此,記者專訪了該公司董事、首席技術官柴茂榮博士。他認為,氫能公司秉承“做實不做虛”的原則,一開始就從技術入手,從前端和上游材料布局氫能全產業鏈,打通“卡脖子”技術。
核心:以技術為主導、創新為動力
記者:氫能公司作為較早布局氫能產業的企業,其最重要的核心競爭力在哪里?怎么做才能確保行業領先地位?
柴茂榮:氫能公司的核心競爭力主要有三個:第一是央企品牌效應。氫能公司作為我國首個以氫能為主業的央企二級科技型企業和“科改示范行動”中唯一的氫能企業,較利于統籌國家的各種資源,其中也包括銀行的財務支持;第二是集團領導的支持。國家電投集團董事長、黨組書記錢智民親自擔任集團氫能領導小組的組長,氫能公司從一開始就是以公司的形式而非以研發機構的形式開展氫能產業工作;第三是科技團隊。氫能公司有一支世界領先的科技團隊,目前整個團隊約有500多人,其中包括100多位博士、300多位碩士。
目前,氫能公司已實現了催化劑、質子交換膜、碳紙,膜電極以及電堆組裝的整套生產工藝和量產技術,產品性能指標基本和日本持平;攻克了鈦雙極板的材料、加工、沖壓、焊接和表面處理等工藝并實現量產,成為世界上繼日本豐田之后第二個掌握該技術的廠商。
氫能公司堅持“以技術為主導、創新為動力”,始終走“正向開發”之路以保持公司在行業的領先地位。
深耕:燃料電池領域處于領軍地位
記者:氫能公司在燃料電池領域一直處于行業領軍地位,目前公司在燃料電池技術自主化、國產化方面取得了哪些進展?為我國氫能產業的進一步發展做出了哪些貢獻?
柴茂榮:我國氫能發展就是從燃料電池開始的,國內起步相比國際布局較晚。此外,國外仍有不少原材料和核心零部件不賣給中國,或者把相對落后的產品賣給國內企業。
目前,氫能公司在國內燃料電池領域處于領軍地位,已經打通了催化劑、雙極板、膜電極、質子交換膜、碳紙五大關鍵材料和部件。第一個打通的是催化劑。回國之前,我就在日本研究了三十多年的催化劑,是燃料電池鉑碳催化劑的最早發明者之一,也是燃料電池最基礎理論-氫氣溢流(HydrogenSpillover)理論的提出者之一,所以回國后成立氫能公司首先就把催化劑產業鏈打通了。
第二個打通的是雙極板。車載用高功率雙極板技術,一直是我國的短板。我國的金屬雙極板的耐腐蝕性、鍍膜強度、生產效率、平整性、耐久性,都和國際先進水平相差懸殊。為此,氫能公司選擇用鈦金屬做設計,鈦金屬是做心臟支架用的材料,也是軍工的材料。我國有很多鈦資源,但都不適合做雙極板,因為材料的延展性不夠。氫能公司就從金屬冶煉開始,一爐爐試驗,終于煉出了可以壓延雙極板的鈦材,把雙極板做出來了。
第三個打通的是膜電極。膜電極是氫燃料電池系統的核心組件,直接決定氫燃料電池的功率密度、耐久性和使用壽命,相當于電腦中的芯片。這個打通不太難,因為我在日本做過多年,氫能公司有了材料后,就很快做出來了。
第四個打通的是質子交換膜。質子交換膜在燃料電池里面的作用是傳輸質子,阻擋電子和氫氣穿梭。在燃料電池里面,催化劑和質子交換膜是兩個最難打通的材料,相當于芯片的靶材和光刻膠。日本和美國一直掌握著這兩項技術,氫能公司打通質子膜的研發是對國外技術壟斷的又一重大突破。
第五個打通的是碳紙。一直以來,日本掌握著碳紙里的碳纖維等核心技術。打通碳紙技術以后,氫能公司的整個燃料電池產業鏈也就全部打通了。
以上這些關鍵材料和部件的打通,是氫能公司在燃料電池技術自主化、國產化方面取得的巨大進步,也是公司將來能夠變成“獨角獸”企業的最可靠道路——技術、材料、產品都是我們自己自主可控的。
記者:近期,國內首條全自主可控的氫燃料電池質子交換膜生產線在武漢投產,該生產線對于氫能公司的產業鏈布局有何意義?
柴茂榮:這是氫能公司打通的五大關鍵材料和部件的其中之一。質子交換膜較晚打通主要是樹脂材料方面的難度較高,其次還因為它成型技術也很苛刻。普通的質子交換膜并不難做,但車載用的燃料電池所需的膜必須要耐高溫和有一定的強度,可以在95攝氏度的條件下正常工作。
此次投產的質子交換膜生產線,可生產厚度從8微米到20微米的質子交換膜,產品在質子電導率、氣體滲透率、機械強度等方面均相當或優于國內外同類競品,但價格只有國外同類產品的一半。同時,也打破了國外對這一核心部件的壟斷。
目標:氫能行業的“獨角獸”企業
記者:基于氫能公司目前的技術積累,未來將如何推動相關項目的落地?如何把技術優勢轉化為產業優勢?
柴茂榮:氫能公司從一開始就往產業布局靠攏,目前在國內已經落地了六個生產線。浙江寧波有雙電板、電堆系統的生產線和燃料電池系統組裝線;武漢有質子交換膜、電堆和膜電極的生產線;北京有膜電極、催化劑的生產線和燃料電池系統組裝線;佛山有碳紙、膜材料的生產線;吉林長春有PEM電解槽和系統生產線;山東濟南現在準備布局空冷電堆生產線,就是無人機用的那個電堆的生產線。此外,2022年,氫能公司還可能會布局河南和西南地區兩個區域的生產線。
據了解,即將開幕的2022北京冬奧會投入了630多輛燃料電池汽車,其中主要由豐田汽車贊助(乘用車,中巴和大巴車)和氫能公司兩家企業提供(氫騰大巴車)。由于冬奧會的上山道,路陡、彎道多、窄道多,加上路面結冰,需要大功率、高底盤的氫電混動燃料電池大巴。氫能公司和宇通合作開發的氫騰大巴,動力強、底盤高、爬坡性能強勁,圓滿完成了試運行和幾次冬奧熱身比賽的接駁任務。
氫能公司自主研發的燃料電池汽車,不但是從催化劑到膜電極、電堆系統均由自己研發的、真正自主化的氫能燃料電池大巴,還一舉力壓國內外群雄,成為唯一能夠爬上山的冬奧會延慶賽區2號路線運營的氫騰大巴車。
記者:步入2022年,隨著第二批燃料電池汽車示范城市群的落地,以及“十四五”中長期規劃的出臺,氫能公司將如何深化布局氫能產業?
柴茂榮:氫能公司于2017年注冊成立,2018年完成企業業務布局、聚焦氫能產業關鍵技術研發、打造核心競爭能力。此時,國內很多公司在氫能產業方面已經布局了多年。但是,氫能公司是國內氫能產業布局比較全面的央企。
氫能,顧名思義,就是把氫氣當能源使用。沒有氫氣,一切氫能產業布局都是空中樓閣。
我個人認為:氫氣起步,應該先做起來再說,不要過分強調綠氫。只要打通氫氣供應鏈,價格肯定會比汽油便宜,自然推廣起來就容易。氫氣源頭價格只有每公斤幾元錢,但提純、運輸等成本加上后,到了加氫站就變成每公斤七八十元。
第二批燃料電池汽車示范城市群的落地和“十四五”中長期規劃的出臺,對氫能公司的影響不是很大,國家有沒有補貼,我們都會主動做,如與河南宇通一直保持著合作關系、相關指標也遠遠超過國家要求等等。這就是央企的品牌效應,也是氫能公司給自己的壓力。
我希望從國家頂層設計開始,將氫能列為能源主體,把氫能作為能源來用,而不是化學品。例如將之列入《能源法》等,先解決身份問題,然后才是大規模發展。如今,氫能公司在氫能產業的積累,體現了大國央企的擔當。我們的目標是“做中國的第二個華為”,把公司做大做強,成為中國氫能行業的“獨角獸”企業,助力“雙碳”目標的早日實現。(馬小妹)
來源:中國產業發展促進會氫能分會
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