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穗企突破多项“卡脖子”技术

来源:南方日报  作者:吴雨伦 实习生 张栗之  2021-04-23 09:07:38

2022年下半年,中国首家大型氢燃料电池系统专用工厂将在广州竣工,将年产6500套氢燃料电池系统。

这是现代汽车集团全球首个海外氢燃料电池系统生产和销售基地项目,广州黄埔区、广州开发区成为世界500强企业现代汽车氢能技术项目迈出韩国的第一落点。

从氢燃料电池泥头车到现代汽车氢能技术项目,作为国家新能源综合利用示范区,广州黄埔区、广州开发区目前已引进中德氢能研究院等20多个氢能产业项目,加速氢能全产业链布局,打造千亿级规模的氢能产业创新核心区。

广州技术先人一步

中国是全世界最大的氢气生产及消费市场,有观点认为,中国氢能产业元年是2019年。而黄埔区、广州开发区在这一领域的技术布局始于2017年,“广州技术”先人一步。

今年2月,全球首批、规模最大的500辆氢燃料电池泥头车在该区发布,车辆一次充氢仅需8—15分钟,可行驶400公里以上。500辆氢燃料电池泥头车投入运营后,每年可减少碳排放3.5万吨,减少氮氧化物等污染物排放量768吨。

这批车辆从整车到关键部件均在黄埔区、广州开发区研发生产。发展氢能源汽车并不容易,如氢能源汽车发动机,就是整个氢能产业应用的集成体现,上下游关联零部件达到400多个。

当时现场展示的氢燃料电池泥头车,由该区雄川氢能科技(广州)有限责任公司提供,该公司是土生土长的广州企业。该公司副总经理李荣军说,雄川氢能一方面在广州布局加氢站等基础设施的建设,已经在穗布局了三个加氢站。同时不断拓展应用场景,氢能源泥头车就是其一,扣除相关补贴,其售价已低于纯电动车。

从整车到研发都是“黄埔造”,这得益于其近年来不断加速的氢能全产业链布局。

2017年底,黄埔区、广州开发区就引进了鸿基创能项目,2018年引进了加拿大国家工程院院士叶思宇到区内全职工作。不到两年的时间里,这一年轻的企业就解决了国内燃料电池膜电极“卡脖子”问题。

“氢燃料电池的电堆中最核心的部件是膜电极,它是燃料电池所有功能的中心,被称为燃料电池‘芯片’。”叶思宇表示,膜电极是国内氢能源电池“卡脖子”的环节之一。

叶思宇所说的膜电极就是氢燃料电池涉及的关键核心材料,技术门槛极高,其成本占据燃料电池电堆的70%,占据燃料电池动力系统的35%,从某种程度上说,燃料电池极其昂贵的原因之一就是膜电极成本高。

鸿基创能公共关系总监胡匡济说,鸿基创能研发应用了国际上最先进的卷对卷双面直涂技术,建成目前国内产能最大的自主化膜电极生产线,年产能达30万平方米。该公司的膜电极产品整体性能较国内目前进口的膜电极产品提升35%,成本下降30%,同比千瓦成本下降50%,填补了国内高能量密度膜电极产业化空白。

包括鸿基创能在内,目前该区已引进中德氢能研究院等20多个氢能产业项目。随着内育外引,黄埔区、广州开发区氢能产业全产业链的发展脉络日渐清晰。

如在系统和电堆方面,该区培育及引进了雄川氢能、雄韬氢恒等企业,引进了现代汽车氢燃料电池系统项目,初期规划年产能6500套,计划于2022年下半年投入批量化生产;在催化剂方面,叶思宇、加拿大工程院院士陈忠伟等团队在燃料电池低铂催化剂方向上开展研发突破。

“黄埔区引入了一批高精尖氢能龙头,同时联合了穗、港、莞、深各方力量,从核心技术研发、项目孵化、关键部件制造、产业配套服务等价值环节推动了氢能产业的聚焦发展,打造了氢能创新发展的格局。”中科院广州能源所教授朱冬生表示。

氢能产业成本年均下降超两成

此前,氢能企业发展面临产业链条不完善、成本高、部分生产环节仍依赖国外进口等问题。近几年,发展成本年均下降超两成,广州氢能技术和产业先发优势有了爆发基础。

李荣军认为,原因之一是我国氢能源产业化处于起步期,产业链条不完善,很多环节依靠进口,另一方面是部分零部件需要定制化生产,以前从来没人生产过。目前工程验证、测评和实践应用都处于起步阶段。

“比如像质子交换膜、催化剂、碳纸等核心零部件,目前我们还是从国外购入的。”胡匡济表示,因为国内厂商的产品应用较少,仍待市场检验,鸿基创能正协助国内的厂家进行产品验证。

氢能储存难度大也导致成本居高不下。

“氢能最大的成本就是储存的成本,在储存方面现在全世界都没有找到一个方便、安全的方法。”朱冬生说,如果说100升的汽油所占的重量是60公斤,相当于100升汽油能量的氢气重量可能要达到300公斤,现阶段业内还没有很好的材料来解决储存问题。

但李荣军感到近年成本下降非常明显,每年都是百分之二三十在下降。加上相关政策的扶持,他估计三四年之内可以解决成本高的问题。

朱冬生则认为,现在氢能源发展面临的储存问题,是全世界共同应对的问题,未来都是可以解决的,只是需要时间。

近年30多个省、区、市已出台涉氢规划和政策,氢能产业链在优势地区已具备一定规模,带动众多企业在制氢、储运、加注、燃料电池及整车等多个环节布局。

黄埔乃至广州如何脱颖而出?部分业内人士建议,相关部门可在加氢站建设和氢气源项目上给予支持。比如在氢气源上,如果产业发展太依赖单一的氢气来源,一旦这一氢气来源出现变故,则非常影响产业发展。

目前,在氢源保障方面,广州石化年产1500吨燃料电池供氢中心项目一期已投产,正加快推动二期15000吨产能项目落地。

“不能期望简单的通过‘买买买’来实现。”朱冬生认为,能源创新对提升粤港澳大湾区整体综合实力非常重要,应发挥好广州技术的带动作用。

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