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领军企业练就“独门绝技”!青岛氢能产业瞄准前沿多点突破
2022年05月17日 10:12:23 作者:國際日報 來源: 字號 打印 關閉

创新链和产业链协同,涌现出一批在行业关键环节练就“独门绝技”的领军企业

青岛氢能产业:瞄准前沿多点突破

“经过一年多的研发,海卓动力(青岛)能源科技有限公司推出了新一代M110(110KW)氢燃料电池发动机,相比前代产品不仅功率大、寿命长,而且通过产学研合作,一级零部件实现了100%国产化。”海卓科技总经理朱维介绍,“新产品功率密度、可靠性、寿命、环境适应性等关键指标均达到了国际领先水平,成本控制也在全行业领先。”

这正是青岛企业自主创新、抢抓氢能产业关键窗口期的一个缩影。

眼下,全国各地竞相加大对燃料电池汽车产业的布局推动力度,氢能产业发展日渐活跃的信号清晰释放。在示范应用上,继北京、上海、广东之后,河南、河北也获批入选燃料电池汽车示范城市群。国家发改委、国家能源局日前联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》更是明确氢能产业的战略地位,让氢能产业进一步升温。作为山东氢能产业“两大高地”之一,青岛的氢能产业正处在创新链和产业链协同搭建的时期,涌现出一批在行业关键环节练就“独门绝技”的领军企业,并通过联动合作形成了产业链耦合效应。

自主创新为行业降成本

氢能是一个尚处在发展初期的新兴产业,还面临产业创新能力不强、技术装备水平不高、推广应用成本过高等诸多“成长的烦恼”。

“创新引领,自立自强”是国家《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》在产业布局上的首要原则。氢能技术链条长、难点多,现有技术经济性还不能完全满足实用需求,亟需从氢能制备、储运、加注、燃料电池、氢储能系统等主要环节创新突破,重点突破“卡脖子”技术。

在燃料电池领域,国家五部委发布的《燃料电池汽车示范城市群考核评价规则》将其分解为电堆、膜电极、质子交换膜、碳纸、催化剂、双极板、氢气循环系统、空气压缩机等八大关键核心技术。据朱维介绍,这八大关键核心技术,海卓科技目前已经掌握六项。

“目前行业内突破关键技术有两条路线,一条是消化引进吸收的路线,一条是自主创新路线。而海卓科技走的是自主创新路线。”朱维表示。自2020年落地青岛以来,依托同济大学在燃料电池领域20多年的技术积累,海卓科技深耕氢燃料电池发动机的研发与集成应用,装备了国内领先的燃料电池发动机总装和测试生产线,2021年产品市场占有率跻身全国行业前三。

而推动海卓科技不断自主创新的动力,就是打破关键技术“受制于人”的局面,通过技术的国产化进一步实现规模化量产,推动行业降成本。

2021年,一辆燃料电池商用车的价格通常为150万-200万元,大幅高于传统商用车价格,降本空间巨大。有专家认为,对照我国纯电动汽车从孕育到高质量发展的历程,现阶段燃料电池汽车产业比纯电动汽车产业发展约滞后10年,目前仍处于产品导入期,正在进入应用成本快速下降的成长期。而其关键就在于实现关键材料和核心零部件的国产化。

对照着一台“解剖”了的燃料电池发动机,朱维给记者举了几个例子。“以空气压缩机为例,燃料电池发动机配备的是空气轴承的离心式无油空压机,最早是应用在飞机发动机上的,对应的供应商就是利勃海尔和霍尼韦尔,早期价格高达30万元一台,而通过国产化实现规模化量产后,可以降低至三四千元一台。”朱维表示。

国产化是一个循序渐进的过程。作为燃料电池电堆的核心部件,膜电极决定着电池性能和成本。目前在国内,构成膜电极的关键部件催化剂、质子交换膜和碳纸大都依靠进口。“碳纸就是精密的碳纤维产品。别小看这一张碳纸。目前全球行业采用的多为日本东丽的产品,不仅价格高昂,而且对国内的供货采用的是‘卡脖子’的配额制。”据朱维透露,通过与供应商的联合创新,下一步,海卓科技有望用上国产化的碳纸。

“我们希望通过一步一步的突破把国产化程度提上来,这个过程会比较漫长,可能要七八年的时间。但只有自立自强才能把这个关乎未来国际竞争力的事业干成。”朱维表示。

在以自主创新推动氢能产业降成本的道路上,海卓科技不乏“同路人”。

在燃料电池电堆中,双极板是仅次于膜电极的核心零部件,采用类似三明治的结构层层叠加。一辆80千瓦电堆的轻卡需要的双极板数量约为300组,目前市场价为150元左右一组。这意味着,整个电堆仅双极板成本就高达4.5万元左右。

依托自主研发的配方和工艺创新,青岛杜科新材料氢燃料电池电堆用复合双极板采用冷压成型,其加工成本仅有硬质石墨板的5%左右,电导率及强度等关键指标显著优于膨胀石墨板,使用寿命及成本明显优于金属板。目前,青岛杜科新材料已经在平度建成年产100万组的复合双极板生产线,将单片双极板的制造时间压缩至30秒,生产效率大幅领先行业平均水平。

推动前端的氢气制取、储运、加注环节降本。在绿氢制备技术方面,青岛创启新能催化科技有限公司、青岛创启信德新能源科技有限公司的电解水制氢技术路线成熟,已实现氢气制备回收和电耗的国内最高能效比。在加氢设备制造方面,青岛康普锐斯能源科技有限公司自主研发的液驱加氢站压缩机,2021年国内市场占有率达到20%。

氢能产业“朋友圈”日益壮大

富集的副产氢储备、丰富的下游场景,是青岛发展氢能产业的先天优势。这不仅吸引了不少上市公司和掌握氢能产业先进技术的企业和项目在青岛落子布局,也让产业链上的企业在耦合联动中形成日益壮大的“朋友圈”。

“希望用五年左右时间实现氢能产业的收入占比达到公司总收入的50%。” 5月13日,美锦能源董事长姚锦龙在接受媒体采访时表示。青岛正是美锦能源布局氢能产业的关键一极。青岛美锦是青岛首家获得新能源商用车整车生产资质的企业,同时也是青岛首条氢能公交示范运营线的供应商,目前在西海岸新区正在运营的50台真情巴士氢能公交车,运行里程已经超过260万公里。

依托青岛汽车产业优势,目前青岛美锦已与多家本地汽车零部件供应商建立了合作关系。于2021年底建成投产的中石化青岛炼化氢能资源基地,初步实现了为美锦桥头堡加氢站提供青岛地产氢气。

同样是在整车制造和改装领域,上海德先汽车在李沧投资落地的青岛德智汽车科技有限公司,已有燃料电池客车、物流车、冷藏车等19款车型入选工信部《新能源汽车推广应用推荐车型目录》,是2021年全国氢燃料电池汽车入围车型数量最多的企业。

处在产业链上下游,海卓科技与青岛德智已共同研发多款车型。此外,海卓科技与一汽解放携手研发推出的氢能燃料电池牵引车正在青岛港试运营,助力青岛打造绿色港口。

青岛本土上市企业也是氢能产业的“主力军”。润滑油领军企业康普顿在氢能产业进行了多点布局,近半年内已先后投资超亿元。根据公司财报,公司在催化剂领域,技术水平已达到国际领先,实现进口替代;在制氢装备制造领域,已进入商业应用阶段;在燃料电池核心部件领域,控股子公司氢启科技在崂山区的 CCM、膜电极、电堆自动组装检测生产线,计划于8月份具备生产能力。

搭建产业创新平台,康普顿还联合另外两家上市公司雄韬股份、徐工集团等十余家氢能行业头部企业,成立了青岛同清湖氢能源科技有限公司,围绕钟志华院士、甄崇礼院士和葛兴福院士等中外院士技术溯源,汇聚同济大学、清华大学和湖南大学三所高等院校创新资源,推动氢能“制-储-运-用”全产业链一体化企业集聚发展。

杜科新材料的背后是另一家上市青企汉缆股份。在此之前,汉缆股份就已投资成立了青岛汉河氢能装备有限公司。根据公司财报,汉缆股份正在进行70KW氢燃料发电车项目配套发电车核心组件的研发,这一车型是为杭州亚运会定制研发,届时将为场馆或通讯提供不间断供电服务。

氢能交通是氢能利用先导领域。目前青岛氢能产业的布局和应用场景也大都聚焦于此。作为科技部与山东省政府联合组织实施的氢能大规模推广应用示范工程“氢进万家”的主力落地城市之一,截至目前,青岛已运营氢燃料电池车辆360余辆,建成加氢站5座,青岛港成为中国最早开展氢能轨道吊和港口氢能集卡示范应用港口。

放眼全国,推广规模被列为考核燃料电池汽车各示范城市群任务目标完成情况的重点之一。目前京沪粤冀4个城市群已公布了各自5300辆、5000辆、10000辆和7710辆的目标。各地也陆续出台积极的配套政策。这意味着,仅5个城市群就将在2025年实现超过3万辆燃料电池汽车的应用推广,这一规模接近2021年末全国氢燃料电池车总保有量的3倍。

氢能与储能日前被列为青岛实体经济振兴发展三年行动计划突破发展的十大新兴产业之一。对青岛而言,要掌握这一产业的核心竞争力,需要持续发力重点突破和全产业链构建,抢占发展制高点。(青岛日报/观海新闻记者 杨光)

 

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