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观察|“临港造”燃料电池明年进入欧美?国际氢能谷如何布局

澎湃新闻首席记者 贺梨萍
2022-09-29 08:25
来源:澎湃新闻

“当前,我国二氧化碳总排放量为125亿吨/年,到2060年,这个数字要降到不超过15亿吨/年。这两个数字之间的巨大差距,预示着‘双碳’目标的实现,将全面重塑我国的经济结构、能源结构,改变当前的生产生活方式,这是一场广泛而深刻的系统性变革。”在9月28日下午举行的2022临港新片区氢能大会上,中国工程院院士、上海交通大学校长林忠钦如是表示。

中国工程院院士、上海交通大学校长林忠钦。

正是在“双碳”目标的牵引下,氢能迎来了快速发展的战略机遇期。今年3月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,明确了氢的能源属性,是未来国家能源体系的组成部分。《规划》指出,氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,全球主要发达国家高度重视氢能产业发展,氢能已成为加快能源转型升级、培育经济新增长点的重要战略选择。 

位于上海东南角的上海自贸区临港新片区在氢能领域已布局多年。临港新片区党工委副书记吴晓华在上述大会上表示,临港氢能产业起步于2016年,以上海交通大学技术转换为基础,“目前已形成了包括发动机、核心部件、关键材料、高端装备、场景、设施为一体的产业格局。”

吴晓华强调,经过三年的努力,集成电路、生物医药、高端装备、智能网联汽车向临港集聚的态势已经形成。但临港的任务不仅仅是打造现代化的产业集群,而且需要在“卡脖子”技术突破、未来城市建设方面作出临港贡献。在临港新片区构建的以“4+2+2”为重点的“八大”前沿产业集群中,“2”大未来产业即指绿色再制造、氢能产业。

在当天的大会现场,推动临港新片区氢能产业高质量发展的核心载体“国际氢能谷”正式启动。会上,还有21个氢能产业项目现场签约,涵盖制氢装备,燃料电池核心材料、关键零部件,研发检测功能性平台等氢能和燃料电池产业多个领域,项目涉及总投资额85亿元。大会同时还发布了“临港氢能十大‘揭榜挂帅’技术”。

临港新片区党工委副书记吴晓华。

“国际氢能谷”正式启动,三五年内临港公共领域车辆全部氢能化

据上海市发改委官网8月26日消息,为进一步推动上海市氢能产业发展,支持临港新片区加快打造氢能产业发展高地,上海市发改委、市经信委、市科委、市规划资源局、市住房城乡建设管理委、市交通委、市应急局、市市场监管局、市绿化市容局、临港新片区管委会联合制定了《关于支持中国(上海)自由贸易试验区临港新片区氢能产业高质量发展的若干政策》(下称“《若干政策》”)。

支持方向包括,围绕技术攻关、产业发展、示范应用、基础设施、公共平台,强化政策创新和先行先试,加快重点企业和重大项目集聚,把安全作为产业发展的内在要求,高水平打造临港新片区“国际氢能谷”,高标准建设中日(上海)地方发展合作示范区,建立跨界融合的氢能及燃料电池产业体系,将临港新片区打造成为上海乃至全国氢能产业发展的制度创新试验田、技术攻坚先锋队、示范应用探索区、基础设施样板间、公共平台聚集地,助力临港新片区成为上海建设国际一流的氢能产业创新高地的新引擎和增长极。

在9月28日的2022临港新片区氢能大会上,由临港集团牵头开发运营的“国际氢能谷”正式启动,这是上海市布局绿色低碳新赛道的特色产业园区,也是推动临港新片区氢能产业高质量发展的核心载体。

据介绍,“国际氢能谷”主要位于临港新片区四团镇,首期规划面积1.55平方公里,目前已集聚20余家氢能企业。

实际上,临港的氢能布局早在2016年就开始。当年的11月22日,上海交通大学、临港集团签署协力推进科创中心建设合作协议,双方将通过上海交大临港智能制造创新科技有限公司这一平台,孵化和推进包括“五朵金花”(航空发动机验证测试中心、燃料电池极板制造、动力总成智能制造、核电装备测试验证中心、轻合金材料国家工程中心)等合作项目。随后的2019年6月,上海交大、申能集团、临港集团共同建立了上海自贸区临港新片区氢产业园,临港氢能产业进入了快速发展轨道。

显然,随着“国际氢能谷”的启动,临港的氢能产业发展将踩上新的加速器。在上述大会上,吴晓华现场发布了《临港新片区氢燃料汽车产业“十四五”发展规划》。

该《规划》提出,力争到2025年,氢能产业规模力争突破200亿元,成为国内氢燃料汽车产业研发策源地和高端制造区,产生一批产业链龙头企业和独角兽企业,解决行业内的“卡脖子”难题,推动氢能车辆的规模化应用,加快加氢站基础设施的建设。

同时明确了五大重点任务:一是坚持高端聚集,打造硬核产业链条。聚焦燃料电池系统和电堆的技术研发,聚焦涉氢材料的技术突破,推动氢燃料电池辅助系统优化,发展绿氢装备。二是坚持创新策源,打造前沿核心技术。强化整车集成技术创新,重点布局电解水制氢及氢燃料高效储运技术,打造上海市氢燃料电池产品质量检验中心。

三是坚持示范引领,打造独特场景应用。加快氢燃料电池场景示范应用,加快加氢站布局建设,构建氢气供应体系,保障氢源供应。四是坚持制度创新,打造完备政策高地。强化前沿产业政策完善,加强涉氢领域制度突破,强化涉氢项目绿色审批。五是坚持聚合开放,打造产业融合协作。加快推进产业内部协同融合,强化与绿色能源融合,与数字经济融合,与金融资本融合,加大国际协同融合。

吴晓华介绍,目前,康明斯、氢晨科技、上海治臻、唐锋等氢能企业已扎根临港,集聚态势初显。值得一提的是,对企业至关重要的应用场景,临港将进一步加码。未来几年,临港公共交通领域将全部实现氢能化场景,以此带动氢能产业在临港集聚发展。

“计划用3-5年时间,实现临港公共领域车辆的‘氢能化’替换。虽然这个推广成本会很高,但为了能为临港培育一批自主创新企业,我们愿意坚定信心走下去。”吴晓华表示。

明年欧美市场或能看到“临港造”燃料电池产品

在当天的大会现场,21个氢能产业项目签约,涵盖制氢装备,燃料电池核心材料、关键零部件,研发检测功能性平台等氢能和燃料电池产业多个领域。项目涉及总投资额85亿元。

推动氢能制、储、运、用等全产业链发展,这是“国际氢能谷”的方向。

汉丞科技是项目签约企业之一。计划投资1.5亿元,打通质子交换膜全产业链“卡脖子”关键技术,将在临港打造质子交换膜的研发与产业化基地。质子交换膜处在膜电极最中心的位置,作为质子传递载体将阳极催化层产生的质子转移至阴极催化层,与氧气反应生成水。

然而,全球质子交换膜基本由美国杜邦等公司生产,国内此前长期空白,近年来开始加速突破。汉丞科技董事长吴慧生在大会上发言表示,我国氢能行业发展潜力巨大,氢能产业部署不断加速。他认为,汉丞科技在临港新片区的落地对于双方来讲都是一个重要里程碑。

“质子交换膜是氢燃料电池、质子交换膜 (PEM)电解水制氢设备等的核心材料,也是我国被‘卡脖子’的氢能关键材料之一,汉丞科技在这方面有数十年的技术积累和全国产化量产成功的经验。”吴慧生提到,此次落地临港的质子交换膜的研发与产业化基地,主要生产世界领先的增强型质子交换膜,“为适应行业对薄型化质子膜的需求,目前公司产品已经对标国际产品,做到8微米左右,填补了国内空白,加速行业的发展。”

他同时表示,国际氢能谷聚集了很多产业链上下游的头部企业,因此汉丞选择迁址到临港,“拥抱客户,快速响应与上下游企业联动,发挥产业链集聚效应,共同推动氢能规模化发展和全场景应用。”

林忠钦在大会上则提到了上述“五朵金花”之一的上海治臻。早在2016年,上海治臻就落地临港,“目前已经成为国内最大的金属双极板供应商,占国内市场的90%,并获得2020年上海市技术发明特等奖。”上海治臻是国内首家专业的燃料电池金属极板研发及制造的国家高新技术企业,现已成长为我国氢能产业核心部件龙头,也是国家专精特新“小巨人”企业。

双极板是氢燃料电池核心部件之一,也是我国目前氢能产业链上少数已经实现对标国际先进水平的核心部件。据官网介绍,上海治臻拥有国内首条具有独立自主知识产权的金属极板生产线,在临港新片区和江苏常熟高新区均设有生产基地,设计总产能达到1000万片/年。截至目前,公司已研制出3代20余款量产型燃料电池金属双极板,最近三年累计出货量超过150万片。 

值得关注的是,今年6月,上海治臻科创板IPO启动,招股书显示首发拟募集12.21亿元。

氢晨科技也是上海交通大学与临港集团共推科技成果转化的典型代表,该公司目前已成长为国内燃料电池电堆龙头企业。氢晨科技总经理易培云对澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者表示,2019年至今,公司单个电堆单元的成本从每千瓦一万元降到了不到两千元。成本快速降低80%主要得益于技术,但这仅仅是第一步。

“第二步要靠国产化,原来我们的膜、催化剂和碳纸都是进口的,现在把催化剂、碳纸、膜电极、双极板都引进到了临港,所以第二步就是通过国产化能够再降成本。第三步则要通过批量应用,现在都属于小批量,所以到了2025年以后可以通过批量再降本。”

今年5月,氢晨科技宣布通过换股方式全资收购专业催化剂和膜电极供应商擎动科技。这两家产业链上下游环节头部公司的联手,被视作有助于我国自主技术产权的氢能产业发展和产品的国产化进展。电堆是燃料电池的“发动机”,决定整车动力特性;膜电极则是电堆的“芯片”,是氢能转化成电能的反应场所,占电堆成本的60%以上。

截至目前,氢晨科技已累计开发基于H2技术的80kW、100kW、120kW、150kW四款具有自主知识产权的车用燃料电池电堆,均实现批量交付。今年1月,氢晨科技发布了其投入上亿元经费自主研发的新一代H3技术和单堆230kW大功率燃料电池电堆,功率密度达到了6.0kW/L。这也是目前国内金属板电堆的天花板。 

易培云对澎湃新闻记者表示,从2005年开始,其团队做燃料电池至今已17年,“一开始是在学校里做技术,2017年左右开始做产业化,做到今天为止基本上已经做到了电堆头部企业。”2021年开始,氢晨科技开始新布局电解槽,“我左手是要解决怎么把氢气变成电,右手要解决怎么把电变成氢气。”

在易培云看来,上海氢能产业的挑战之一还在于氢气从哪来、怎么运输、怎么加注、怎么存储,“目前成本仍然很高。”他认为,光伏和海上风电等就地制氢、弃电制氢等策略,均可降低成本,“氢气可以存储和运输,甚至如果有多余还可以出口。”

值得关注的是,尽管国内企业纷纷布局,并取得一些技术突破,但我国氢能产业仍处于发展初期。《氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年)》中即指出,相较于国际先进水平,我们氢能产业仍存在产业创新能力不强、技术装备水平不高,支撑产业发展的基础性制度滞后,产业发展形态和发展路径尚需进一步探索等问题和挑战。

大会现场也发布了“临港氢能十大‘揭榜挂帅’技术”。包括兆瓦级质子交换模电解制氢技术、高密度高压车载储氢瓶技术、扩散层用碳纸批量制备技术等。

康明斯新能源动力(上海)总经理景帅在大会现场发言表示,氢能产业大有前途,但是氢能产业还处于它的“幼儿期”,“干氢能,企业需要长期主义,更需要政府的引导、关爱和支持。”

康明斯系全球动力系统巨头。去年的9月27日,临港新片区管委会与康明斯(中国)投资有限公司签署投资协议,共同推动康明斯氢能中国总部落地临港。该项目将打造康明斯氢能中国区总部、新能源研发中心及制造基地,项目计划实现产值100亿元。

澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者了解到,上述项目一期将于2023年底投产使用,具备5000台燃料电池及500兆瓦电堆制造能力,后续产能可扩展到1GW,涵盖电解水制氢装备电堆、燃料电池发动机及其核心零部件、高压储氢瓶系统等业务。此外,临港研发临港生产的康明斯HD120燃料电池产品已正式进入投产阶段。

“同时我们还在和氢晨科技等区内产业链的同仁一起开发面向世界、面向海外的燃料电池产品,非常有信心明年在欧美能看到我们‘临港造’的燃料电池产品。”景帅表示。

    责任编辑:孙扶
    校对:施鋆