在创新链产业链的配合下,涌现出一批在行业关键环节练就“绝活”的龙头企业。
青岛氢能产业:瞄准前沿突破
“经过一年多的研发,海卓动力能源科技有限公司推出了新一代M110氢燃料电池发动机,不仅比上一代功率大、寿命长,而且通过产学研合作,实现了一流部件100%国产化。”海卓科技总经理朱伟表示,“新产品的功率密度、可靠性、寿命、环境适应性等关键指标达到国际领先水平,成本控制也是全行业领先。”
这是青岛企业自主创新、抢占氢能产业关键窗口期的一个缩影。
目前,全国各地都在竞相加大燃料电池汽车产业的布局,氢能产业发展日益活跃的信号清晰释放。在示范申请中,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(NDRC)和国家能源局(NEA)日前联合发布了氢能产业发展中长期规划,明确了氢能产业的战略地位,进一步升温。作为山东氢能产业“两大高地”之一,青岛氢能产业正处于创新链与产业链的合作期,涌现出一批在产业关键环节各显神通的龙头企业,通过联动合作形成产业链耦合效应。
创新降低了行业成本。
氢能是尚处于发展初期的新兴产业,也面临着产业创新能力弱、技术装备水平低、推广应用成本高等诸多“成长的烦恼”。
“创新引领、自力更生、自强不息”是《国家氢能产业发展中长期规划》产业布局中的第一原则。氢能技术链条长,难点多,现有技术的经济性还不能完全满足实际需要。氢能制备、储存、运输、加注、燃料电池、氢能储存系统等主要环节亟待创新和突破。,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评价细则》将其分解为电堆、膜电极、质子交换膜、碳纸、催化剂、双极板、氢循环系统和空气体压缩机等八大关键核心技术。据朱伟介绍,海卓科技已经掌握了这八项关键核心技术中的六项。
“目前行业突破关键技术有两条路线,一条是消化引进吸收路线,一条是自主创新路线。海卓科技走的是自主创新的路线。”朱伟说。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RD和集成应用,配备了国内领先的燃料电池发动机组装和测试生产线,2021年产品市场份额位居全国行业前三。
推动海卓科技持续自主创新的动力是打破关键技术“受制于人”的局面,通过技术的国产化进一步实现量产,推动行业降低成本。
2021年一辆燃料电池商用车价格通常在150-200万元,远高于传统商用车价格,成本下降空巨大。有专家认为,相对于纯电动汽车在中国从孕育到高质量的发展,现阶段燃料电池汽车产业发展滞后于纯电动汽车10年左右,仍处于产品导入期,正在进入应用成本快速下降的成长期。关键在于关键材料和核心部件的国产化。
对比一台“解剖”的燃料电池发动机,朱伟给记者举了几个例子。“以空空压机为例。燃料电池发动机配有离心式无油空空气轴承压机,最早应用于飞机发动机。对应的供应商是利勃海尔和霍尼韦尔。早期价格高达30万元,但通过国产化量产后可以降到三四千元。”朱伟说。
本地化是一个渐进的过程。膜电极作为燃料电池堆的核心部件,决定着燃料电池的性能和成本。目前,我国膜电极的关键部件,如催化剂、质子交换膜、碳纸等多为进口。“碳纸是一种复杂的碳纤维产品。不要小看这张复写纸。目前全球业界使用的产品多为日本东丽产品,不仅价格昂贵,而且对国内供应采取‘卡脖子’的配额制。”据朱伟透露,通过与供应商的联合创新,海卓科技下一步有望使用国产复写纸。
“我们希望通过逐步突破来提高国产化程度,这需要很长时间,可能需要七八年。但只有自力更生,自强不息,才能完成这项关系到未来国际竞争力的事业。”朱伟说。
在自主创新推动氢能产业降成本的道路上,海卓科技有很多“同路人”。
在燃料电池堆中,双极板是仅次于膜电极的核心部件,它采用逐层三明治式结构。80 kW栈的轻卡所需双极板数量约为300套,目前市场价格约为150元一套。这意味着整个电堆中仅双极板的成本就高达4.5万元左右。
依托自主研发的配方和工艺创新,青岛杜克新材料氢燃料电池堆用复合双极板采用冷压成型,加工成本仅为硬石墨板的5%左右。其导电率、强度等关键指标明显优于膨胀石墨板,使用寿命和成本明显优于金属板。目前,青岛杜克新材料已在平度建成年产100万台的复合材料双极板生产线,将单块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。
推动前端氢气制备、储存、运输、加注环节成本降低。在绿色制氢技术方面,青岛创奇新能催化科技有限公司和青岛创奇信德新能源科技有限公司拥有成熟的电解水制氢技术路线,实现了国内最高的氢气制备、回收和电耗能效比。加氢设备制造方面,2021年青岛指南针能源科技有限公司自主研发的液驱加氢站压缩机国内市场份额将达到20%。
氢能行业的“朋友圈”越来越大。
副产氢气储量丰富,下游场景丰富,是青岛发展氢能产业的先天优势。这不仅吸引了许多上市公司和氢能行业技术先进的企业和项目落户青岛,也使产业链上的企业在耦合联动中形成了日益壮大的“朋友圈”。
“我希望用5年左右的时间,氢能产业的收入达到公司总收入的50%。”5月13日,美锦能源董事长姚金龙在接受媒体采访时表示。是青岛美锦能源布局氢能产业的关键一极。青岛美锦是青岛第一家获得新能源商用车生产资质的企业,也是青岛首条氢客车示范运营线的供应商。目前,西海岸新区已有50辆真巴士氢公交投入运营,运行里程超过260万公里。
依托青岛汽车产业优势,青岛美锦与当地多家汽车零部件供应商建立了合作关系。2021年底建成投产的中国石化青岛炼化氢气资源基地,初步实现了为美锦桥头氢气站供应青岛地产氢气。
同样在车辆制造和改装领域,上海德贤汽车在李沧投资的青岛德致汽车科技有限公司,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年全国入围氢燃料电池汽车数量最多的企业。
位于产业链上下游,海卓科技与青岛德智合作开发了多款车型。此外,海卓科技与一汽解放联合研发的氢燃料电池牵引车正在青岛港试运营,助力青岛建设绿色港口。
青岛本地上市公司也是氢能产业的“主力军”。润滑油龙头企业康普顿在氢能行业布局颇多,近半年投资过亿。公司财报显示,公司在催化剂领域的技术水平达到国际领先水平,实现了进口替代;在制氢设备制造领域,已进入商业化应用阶段;在燃料电池核心部件领域,控股子公司何琪科技位于崂山区的CCM、膜电极、电堆自动化组装测试生产线计划8月具备生产能力。
为搭建产业创新平台,康普顿还联合其他两家上市公司熊涛股份有限公司、徐工集团有限公司成立了青岛同清湖氢能科技股份有限公司,聚焦钟志华院士、甄崇礼院士、葛兴福院士等中外院士技术溯源,汇聚同济大学、清华大学、湖南大学创新资源,推动氢能产-储-运-用全产业链一体化企业发展。
杜新物资背后是另一家上市公司——汉兰公司。在此之前,汉显已经投资成立了青岛汉和氢能设备有限公司..公司财报显示,汉蓝股份正在研发为杭州亚运会定制的70KW氢燃料电动车项目核心部件,将为场馆或通信提供不间断供电服务。
氢能运输是氢能利用的主导领域。目前,青岛氢能产业的布局和应用场景也多以此为重点。作为科技部和山东省政府共同组织实施的氢能推广应用大型示范工程的主要落地城市之一,截至目前,青岛已运营氢燃料电池汽车360余辆,建设加氢站5座。青岛港成为全国最早的氢能轨道起重机和港口氢能采集卡示范应用港口。
放眼全国,推广规模被列为考核各燃料电池汽车示范城市群任务目标完成情况的重点之一。目前,北京、上海、广东、河北四大城市群分别公布了5300辆、5000辆、1万辆、7710辆的目标。各地也出台了积极的配套政策。这意味着,仅5个城市群在2025年就将实现超过3万辆燃料电池汽车的应用推广,是2021年底中国氢燃料电池汽车总量的近3倍。
氢能和储能被列为青岛市实体经济振兴发展三年行动计划十大新兴产业之一。对于青岛来说,要掌握这个产业的核心竞争力,就需要不断努力突破重点,打造全产业链,从而抢占发展的制高点。
【来源:青岛日报】
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