【上海民(mín)企开拓记】破解“卡脖子”,“氢”装上阵领跑零碳时代

信息来源: 文(wén)汇报、市工商(shāng)联宣传教育部   |  发布日期:2024/04/12

编者按

复杂多(duō)变的外部经济环境正给各类企业发展带来诸多(duō)挑战。压力之下,我们也更有(yǒu)机会看到上海民(mín)营经济的活力与韧劲,见证它们迎难而上、开拓进取的精神面貌。

上海市工商(shāng)联与文(wén)汇报携手推出“上海民(mín)企开拓记”系列报道,把镜头和筆(bǐ)墨聚焦于一批技术创新(xīn)方面的代表性民(mín)企和“隐形冠军”,通过一線(xiàn)采访,挖掘这些企业面对市场挑战的应对之策,记录它们在各方支持下走深走实高质量发展之路的故事。


加氢15分(fēn)钟续航150公里,穿行于临港新(xīn)片區(qū)的中运量2号線(xiàn)是國(guó)内首条应用(yòng)氢能(néng)源动力的中运量公交線(xiàn)路,而新(xīn)片區(qū)氢能(néng)公交車(chē)累计行驶里程已达1000万公里;在北京、广东、江苏、内蒙古、陕西等地,各类氢能(néng)商(shāng)用(yòng)車(chē)投入运营,“喝(hē)”氢“吐”水,动力强劲又(yòu)不会产生污染排放,它们所采用(yòng)的“发动机”——燃料電(diàn)池電(diàn)堆,都来自上海交通大學(xué)孵化出的创业企业上海氢晨新(xīn)能(néng)源科(kē)技有(yǒu)限公司。

双极板和膜電(diàn)极组成一块電(diàn)池板,数百对電(diàn)池板“手拉手”就组成一个燃料電(diàn)池電(diàn)堆。電(diàn)堆是氢能(néng)源電(diàn)池最為(wèi)核心的部件,决定着一辆車(chē)的核心动力与性能(néng)。针对这一“卡脖子”技术,氢晨科(kē)技不断突破燃料電(diàn)池功率、性能(néng)和寿命指标,开发出80千瓦、100千瓦、120千瓦、150千瓦、230千瓦、300千瓦等具有(yǒu)自主知识产权的3代金属极板水冷燃料電(diàn)池電(diàn)堆,批量应用(yòng)于乘用(yòng)車(chē)、公交車(chē)、大巴車(chē)、重卡、物(wù)流車(chē)、环卫車(chē)、中运量等多(duō)个领域,综合性能(néng)达到國(guó)际先进水平,并收获海外订单。

在临港新(xīn)片區(qū)运行的氢能(néng)源动力中运量公交線(xiàn)(受访者供图)

从实验室走向生产線(xiàn),实现“0到100”创新(xīn)突破

从实验室走向生产線(xiàn),再到落地应用(yòng),回忆起“二十载磨一剑”执着于氢能(néng)的创业历程,上海交通大學(xué)机械与动力工程學(xué)院教授、上海氢晨新(xīn)能(néng)源科(kē)技有(yǒu)限公司董事長(cháng)兼总经理(lǐ)易培云感慨道:“奋斗是创业的灵魂,不拼不闯一定没有(yǒu)前途。”

氢晨的故事始于2005年的上海交通大學(xué)实验室,创始团队首次探索批量化制造在燃料電(diàn)池领域的应用(yòng)。一群理(lǐ)工男坚持研发,掌握了大功率電(diàn)堆的装配理(lǐ)论与关键技术,实现“从0到1”的突破;对接产业需求,开发了國(guó)内首个百千瓦级燃料電(diàn)池電(diàn)堆,实现“从1到10”的跨越;之后,落户临港新(xīn)片區(qū)并建立产业化基地,组建专门的运营团队,研制出我國(guó)首条大功率電(diàn)堆批量化生产線(xiàn),实现“从10到100”的产业化落地。

2019年,氢晨所在的上海交大团队获得上海市技术发明奖特等奖。这项成果打破了國(guó)内燃料電(diàn)池汽車(chē)核心零部件对國(guó)外进口的依赖,制造出属于中國(guó)人自己的燃料電(diàn)池電(diàn)堆。

从实验室到生产線(xiàn),氢晨做到了无缝衔接,这背后是研发人员日以继夜的坚持,尽管氢能(néng)产业几经起伏,大家也不曾放弃。易培云记得,2020年底,氢晨迎来首个200台批量交付订单。“那是我们真正上車(chē)的第一批订单,压力很(hěn)大,大家也都铆足了劲。当时临港的产線(xiàn)刚刚就位,為(wèi)了赶交付,我和研发负责人两个月没回过家,抱着被子盯在产線(xiàn)上,我们的团队也是如此。”

“吃着碗里的,看着锅里的,想着地里的”

从80千瓦到300千瓦,不是简单的数字叠加。易培云表示,每一次燃料電(diàn)池電(diàn)堆的指标突破都是一个全材料體(tǐ)系的变化,一台燃料電(diàn)池電(diàn)堆包含的技术涉及材料學(xué)、化學(xué)、机械工程學(xué)、流體(tǐ)力學(xué)、工程热物(wù)理(lǐ)學(xué)等,设计模块也相当复杂,每一次数字上的突破都是體(tǐ)系的重构与提升。

“我们搞氢能(néng),一直是吃着碗里的,看着锅里的,想着地里的。”易培云说,為(wèi)此,氢晨设立前瞻事业部,一群人专做海外技术和市场分(fēn)析以及基础材料研究,秉承“生产一代、研发一代、储备一代”的研发策略,氢晨产品不断提质降本、更新(xīn)迭代,实现技术突围。2022年发布的第三代产品——单堆300千瓦大功率金属板燃料電(diàn)池電(diàn)堆,體(tǐ)积功率密度进一步突破至6.2千瓦/升,比肩國(guó)际一流水平。眼下,氢晨正朝着更高目标挺进。

高企的成本一直是氢燃料電(diàn)池商(shāng)业化落地的一个痛点,而氢晨在功率不断做大的同时,也将成本不断做低。“从2019年至今,我们单个電(diàn)堆的成本从100多(duō)万元降到30万元左右,两年后预计能(néng)再降一半,基本达到民(mín)用(yòng)标准。”易培云告诉记者,氢晨的目标是到2025年让燃料電(diàn)池成本接近换電(diàn)重卡,2030年要接近柴油車(chē)。

一边解决用(yòng)氢的问题,另一边,氢晨也着手布局“氢从哪儿来”。2021年,氢晨开始切入上游制氢领域,投入PEM電(diàn)解槽研发,并成立全资子公司氢盛能(néng)源。其自主研发的兆瓦级PEM電(diàn)解槽有(yǒu)助于解决制氢、储氢环节的一系列技术难题,进一步加速商(shāng)业化。目前,氢盛能(néng)源兆瓦级PEM電(diàn)解槽测试甲类厂房已投用(yòng),二期200兆瓦级PEM生产線(xiàn)正在实施。

临港土生土長(cháng)的“链主”企业

今年政府工作报告指出,加快前沿新(xīn)兴氢能(néng)、新(xīn)材料、创新(xīn)药等产业发展。这让氢晨和众多(duō)向“绿”而行的企业倍感振奋。“一季度明显感觉到整个市场热了起来,今年電(diàn)解槽业務(wù)预计会有(yǒu)较快增長(cháng),我们的年度经营目标也会调高。”在易培云看来,今年氢能(néng)行业将迎来快速增長(cháng),“基本相当于2013年的锂電(diàn)市场”。

站上风口的氢晨,既依靠企业自身的努力,也离不开上海和临港新(xīn)片區(qū)良好的生态环境。近年来,氢晨引入临港新(xīn)片區(qū)管委会、申能(néng)集团、临港集团、國(guó)家绿色基金等战略资本,在产业配套、企业服務(wù)、基金投资、市场拓展等方面获得全方位支持。“政策力度、应用(yòng)场景、产业链优势齐齐发力,氢晨科(kē)技与临港新(xīn)片區(qū)同频共振,已成為(wèi)土生土長(cháng)的‘链主’企业。”易培云说。

临港新(xīn)片區(qū)在氢能(néng)领域布局多(duō)年,已形成集整車(chē)、发动机系统、核心部件、关键材料、高端装备、场景应用(yòng)、基础设施于一體(tǐ)的产业格局。在产业发展过程中,已成長(cháng)為(wèi)國(guó)内電(diàn)堆龙头的氢晨发挥“链主”作用(yòng),吸引上游的上海治臻新(xīn)能(néng)源股份有(yǒu)限公司、上海唐锋能(néng)源科(kē)技有(yǒu)限公司,下游的康明斯氢能(néng)中國(guó)总部等优质企业集聚。

在易培云看来,氢能(néng)作為(wèi)新(xīn)兴行业,想要进一步发展,步子还需迈得更大些。“首先是属性问题,目前,氢气还被纳入危化品管理(lǐ),制取只能(néng)在化工區(qū),如果将其纳入能(néng)源角度管理(lǐ),放开就地制氢加氢,成本将大大降低。其次,在运氢、储氢等环节,也需要相关政策进一步放开。”上海和临港新(xīn)片區(qū)能(néng)否先行先试新(xīn)的氢气管理(lǐ)办法,易培云充满期待。