導語:氫能,被譽為是21世紀最具潛力的清潔能源,而氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也一直需要引領者的示范引領與精耕細作。日前,山西衛(wèi)視在融媒體新聞評論節(jié)目《轉型進行時》中,邀請了山西省能源研究會理事長程章、山西氫雄云鼎氫能動力科技有限公司副董事長王曉科、山西國投海德利森氫能裝備股份有限公司董事長鞏寧峰、中日氫能合作協(xié)會會長李擴建,就能源領域“低碳引領 ‘氫’啟未來”為主題進行現(xiàn)場交流。轉化果平臺分兩部分整理了交流內容并推出,以饗廣大讀者。
說起氫能,氫燃料電池汽車是繞不開的熱門話題,而對氫燃料電池汽車來說,氫燃料電池系統(tǒng)作為核心,成本占比要達到一半以上。加上高壓儲氫罐、蓄電池等技術裝備成本的制約,實現(xiàn)氫燃料電池汽車的大規(guī)模普及,就需要在氫燃料電池技術上不斷突破降低成本,進而加快氫能汽車商用的步伐,從而推動整個產(chǎn)業(yè)中上游的快速發(fā)展。
一、我國首臺最大功率氫燃料電池發(fā)動機并實現(xiàn)了量產(chǎn)
在山西大同,山西氫雄云鼎氫能動力科技有限公司在氫燃料電池系統(tǒng)方面埋頭攻關,自主研發(fā)了我國首臺最大功率氫燃料電池發(fā)動機并實現(xiàn)了量產(chǎn)。
該公司主要從事氫燃料電池的催化劑、質子交換膜、電堆、電池控制系統(tǒng)、氫燃料發(fā)電機系統(tǒng)等領域產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)、運營和銷售,目前已經(jīng)完成投資20億元,并將如期實現(xiàn)項目核心部分完工、動力總成(汽車發(fā)動機)下線、年產(chǎn)30萬臺動力總成產(chǎn)能的目標。在大同氫能源產(chǎn)業(yè)城,山西氫雄云鼎氫能動力科技有限公司氫燃料動力系統(tǒng)核心零部件生產(chǎn)車間,這里生產(chǎn)氫燃料電堆及系統(tǒng)集成和電驅動系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng),都實現(xiàn)了自主研發(fā)。我國首臺最大功率氫燃料電池發(fā)動機在這里實現(xiàn)了量產(chǎn)。
短期內,氫能電池產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)是燃料電池成本與壽命問題;長期能否推廣,要看加氫站基礎設施建設。
加氫像加油一樣方便。山西國投海德利森加氫裝備,長申制氫、加氫母站項目設在潞寶生態(tài)工業(yè)園區(qū),將新建PSA尾氫提純制氫裝置和加氫壓縮充裝等設施。
二、儲氫瓶技術實現(xiàn)從35MPa到70MPa的突破
從35MPa到70MPa的技術突破受到多方面的制約,比如:法規(guī)的限制、炭纖維材料的充足、需求和配套技術的不達標等。山西有中科院煤化所的炭纖維成熟技術,有能源轉型的需求,有政府政策的支持。
2021年2月,山西省科技廳重大專項處發(fā)布公告透露,氫能領域有六大重大攻關方向,分別是:碳纖維復合材料IV型塑料內膽高壓儲氫容器的研制與開發(fā)、加氫關鍵部件安全性能測試技術及裝備示范、新一代高溫氫燃料電池非鉑催化劑材料及器件、燃料電池高溫質子交換膜批量制備及應用技術、大功率車載氫燃料電池發(fā)動機系統(tǒng)核心技術及示范、氫燃料電池應用技術研究及機車研制。再加上企業(yè)的持續(xù)攻關。
三、構建“氫能+”產(chǎn)業(yè)集群 打造中國“氫源”中心
山西氫能產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展戰(zhàn)略。長治市圍繞氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展積極謀劃布局,強化招商引資,集聚了一批氫能項目,通過整合內外部技術資金等產(chǎn)業(yè)要素,積極推進以“制氫+儲供氫裝備制造+氫能重卡和專用車輛制造+加氫基礎設施建設+氫能重卡物流園區(qū)+氫能社區(qū)”為路徑的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。
對于山西而言,氫能產(chǎn)業(yè)鏈布局初見雛形,在產(chǎn)業(yè)鏈的節(jié)點技術上,一些特色企業(yè)也取得了突破,或者說填補了空白。這對我們產(chǎn)業(yè)鏈的完善至關重要。
隨著產(chǎn)業(yè)鏈技術創(chuàng)新能力和完整度的提升,山西氫能產(chǎn)業(yè)鏈后起勃發(fā),目前已投產(chǎn)或正在建設的相關企業(yè)40家以上,其中國家重點關注的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)八大核心零部件和四大儲供氫關鍵技術全國排名前三的企業(yè)有21家。可以說擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈還僅僅是第一步,接下來在產(chǎn)業(yè)鏈上,充分發(fā)揮每個城市的強項,推出有競爭力的產(chǎn)品和技術,參與到全國甚至全球的氫能產(chǎn)業(yè)的布局中。
四、未來能源的終極形態(tài)是“氫能社會”
日本提出把“氫電”、“氫車”和“氫家”作為構建“氫能社會”的構三大支柱。
中日氫能合作協(xié)會會長李擴建說,日本氫能社會的“氫電”就是用氫氣來代替燃氣火力發(fā)電,來進行大功率的發(fā)電,“氫車”是移動式的氫能利用,是以氫氣作為能源,以氫堆(燃料電池)系統(tǒng)作為動力系統(tǒng)而不通過電池儲能的各種類型車,日本最普及的是氫能轎車,代表性的有豐田Mirai和本田Clarity,豐田Mirai是最成熟的轎車,本田Clarity由于不太成熟,只租不賣,最近宣布其產(chǎn)業(yè)計劃又推遲了兩三年?!皻浼摇笔且环N固定式的氫能利用,具體是將一套既能發(fā)電又能供熱的系統(tǒng)用于家庭中,日文稱為“ENE-FARM”,ENE是能源英文的字頭。在中國應該屬于是一種“熱電聯(lián)供系統(tǒng)”系統(tǒng)。推動這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將會對國家的能源戰(zhàn)略產(chǎn)生巨大并深遠的影響,從根本上保證國家的能源安全。
日本是全球氫能專利最多的國家,目前日本以12320項專利位于全球第一,隨后是中國8170項、美國4804項、韓國3878項、德國2227項,中國和日本之間隔著一個美國,并且日本專利的含金量要比我們的含金量高多了。要參與未來的能源產(chǎn)業(yè)的全球競爭,我們必須要在專利、產(chǎn)業(yè)技術標準的建立等方面搶占先機,積極推進并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)政策立法。
五、山西氫能產(chǎn)業(yè)的機遇
面臨未來能源領域的深刻變革和發(fā)展,山西氫能產(chǎn)業(yè)既能發(fā)揮自己的優(yōu)勢,又能在國內氫能產(chǎn)業(yè)中占有一席之地,深度參與國內國際兩個循環(huán)下的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
目前,大同市、長治市已發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》等相關文件,山西產(chǎn)業(yè)基礎優(yōu)勢明顯,各級政府領導信心和決心大。雖然山西省城市群擁有氫源優(yōu)勢、重卡應用場景優(yōu)勢,且在產(chǎn)業(yè)鏈完整度和技術創(chuàng)新能力方面后起勃發(fā);但在產(chǎn)業(yè)鏈布局、車輛示范方面,還是應該加大投資力度,加快燃料電池示范車輛投運進度。目前山西省級的氫能或燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、行動計劃和相關獎補政策尚未正式出臺。
氫能,作為最清潔的能源之一,是連接化石能源與可再生能源的重要橋梁,承載了人類對綠色能源的美好想象,潛力巨大、前景廣闊,必將在未來清潔、低碳、安全、高效的能源結構體系中扮演舉足輕重的角色,山西也將在“雙碳”目標下,迎來屬于自己的“氫”機遇。
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