每個時代都有每個時代的機遇,從探索到超越,從追逐到引領。國家燃料電池技術創新中心的正式掛牌仿佛向我們昭告,“氫時代”正加速到來。
2022年8月27日,濰坊,濰柴。
國家燃料電池技術創新中心(以下簡稱“國創中心”)在進入試運營階段后的第499天正式掛牌,并且宣布成立山東國創燃料電池技術創新中心有限公司。用董事長孫少軍的話說,國創中心在試運營期間,“完善了研發組織構架和管理流程,積極探討和實踐了獨具特色的國創中心創新運營模式,初步取得了一批引領行業的重大科技成果。”
國創中心的成立是一個新的開始,是探索之后的落地,是騰飛之初的沉淀,讓我們向前看到了氫能時代微笑著招手,回首看到濰柴這家世界500強制造企業的責任擔當和家國情懷。
融合、聚焦、開放
在活動現場,記者感受到的第一組關鍵詞是“融合、聚焦、開放”。
融合是國創中心的第一屬性。
雙碳目標和低碳世界正在攜手顛覆著能源結構,催生著更多通向未來的新能源、新技術、新材料和新模式,也將產業、企業、區域進一步推向跨界融合與互鏈互通。“以濰柴動力為建設主體,國創中心融合了全球協同產業鏈領軍企業、高校、科研院所等優質創新資源,鏈合起創新的產學研用技術創新體系。”孫少軍這樣描述。
這一模式像極了“內燃機”,以可融合的各類要素資源為燃料,驅動著企業和行業從內部開始產生推進時代前行的動力。國創中心的成立就像為這臺內燃機打著了火。
第二個屬性是聚焦。
國創中心一系列的創新正是聚焦于氫燃料電池,盡管這是一條難走的路,不僅涉及電堆、燃料電池系統、供氫系統、整車等多個技術環節,并且涉及大量材料科學和精密工藝。國創中心將以燃料電池關鍵技術研發為核心使命,重點面向交通運輸、工程機械、儲能發電等領域,聚焦燃料電池共性關鍵技術研究、應用開發技術研究、測試評價技術研究和相關研發平臺建設,承擔國家燃料電池技術發動機及商用車產業化建設重點。
聚焦于硬科技的創新,聚焦于新科技的落地,在能源結構的顛覆期,在新舊動能的轉換期,對硬科技聚焦的價值,顯然要大于對商業模式的聚焦。這意味著更大的投入,卻恰恰再次印證了濰柴“心無旁騖攻主業”的發展理念。
開放則是國創中心的第三個屬性。
在科技飛速發展的今天,爆炸式數據在科技研發中扮演了極其重要的角色。海量的數據、龐大的計算需求、反復的測試運行,都給創新帶來了新的挑戰。在這種挑戰中,國創中心立足山東,將全國的優秀人才集中起來,對氫能的全產業鏈進行研究與開發,不僅輸出產品,更輸出技術。可以說,國創中心是一個完全開放的國家平臺,其科研成果將服務于整個行業,服務于整個社會。
大國競爭很大程度上體現為支撐科技發展的生態系統以及創新體系之間的競爭,一個開放的燃料電池科技創新平臺和環境,無疑將成為氫能產業厚積薄發的關鍵變量。
濰柴的每一步都無比艱難,但都不僅僅是為了自己。這份真誠是對行業發自內心的熱愛、對團隊的充滿信心和對掌控戰略能源的使命感。
探索、落地、前瞻
“探索、落地、前瞻”是記者找到的第二組關鍵詞。
早在2016年,濰柴就投資了國內氫燃料電池制造商領先企業弗爾賽,并與之在氫燃料電池客車、重卡等產品開發方面開展深度合作;2017年,與博世就氫燃料電池及相關部件開展達成合作,共同開發并生產氫燃料電池及相關部件;2018年,與全球氫燃料電池領軍企業加拿大巴拉德動力系統有限公司達成合作并在中國建立合資公司,與英國錫里斯動力公司在固態氧化物燃料電池領域展開全面合作并在中國建立合資公司,與全球氫燃料電池領軍企業加拿大巴拉德動力系統有限公司達成合作;2019年,完成對德國ARADEX歐德思的收購,這家公司擁有新能源商用車用電機控制器、電機、燃料電池DC/DC變換器等產品的設計開發和系統集成能力;2020年,20000臺產能氫燃料電池發動機工廠正式投產。
通過自主開發、戰略投資和開放戰略合作,濰柴已經完成了“電池+電機+電控”的產業鏈布局。
這一系列的探索,在青島港落地為全國首個港口加氫站,在濟青高速淄博服務區落地為全國首個高速加氫站,在濟南東服務區落地為全國首個零碳服務區,在濰坊落地為五座加氫站和18條公交運營專線。
如今,在濰柴,落地為國家燃料電池技術創新中心。
從技術落地到商業運營,再到生態構建,濰坊也成為了全球氫燃料公交最密集的區域、全球在運用氫燃料公交車最多的城市。裝配濰柴氫燃料發動機的車輛累計行駛里程已經超過了2000萬公里;濰柴12米氫燃料公交車實際運營工況,百公里氫耗全球最低,綜合性能國際領先。濰柴以實際行動為濰坊新舊動能轉換、創建氫能示范城市做出了重要貢獻。
2021年4月,國創中心還牽頭承擔了科技部和山東省聯合實施的全國首個,也是目前唯一的“氫進萬家”科技示范工程項目。該項目聚焦氫能動力系統開發,圍繞氫能高速,氫能港口,氫能園區等典型應用場景,開展氫能綜合供能應用示范,打造可復制、可推廣的氫能綜合利用示范樣板。一年多來,項目已經取得階段性成果,并創造了多個全國第一。
通過產業鏈帶動科技鏈,以科技鏈布局產業鏈,是從探索到落地的關鍵,而政策的明確,則讓未來的道路更為清晰。
在全球能源結構正在向以清潔能源為主體的新型能源系統方向轉彎時,氫能作為最具發展潛力的清潔能源之一,一方面能有效解決可再生能源大規模發展面臨的消納問題,另一方面也是實現交通、工業和建筑等領域大規模深度脫碳的有效路徑。目前既是新舊動力轉換期,也是逐步減少顆粒性排放和脫碳的過渡期。
“無論是國創中心還是濰柴動力,面對雙碳目標,我們都有至少五個技術路線正在并行推進。”孫少軍介紹,“第一個是優化傳統內燃機,提高效率、減少油耗和排放;第二是開發排放顆粒較少的氣體發動機,如天然氣發動機;第三個是開發完全沒有顆粒排放(但仍有氮氧化物排放)的氫內燃機,也可以對減排做出貢獻;第四個是燃料電池,目前還在開發階段,但在大規模應用上仍面臨部分障礙,如氫的價格、來源、氫燃料電池的成本和使用壽命等;第五個方案是純電動。”
特別是在氫燃料電池的研發上,“我們的優勢有,質子交換膜燃料電池膜電極(MEA)、雙極板流道設計、電堆、熱管理,發動機協同設計與集成控制匹配等。國創中心匯集了一批經驗豐富的工程師,裝配了很多先進的研發試驗設施,這些都保證了我們在效率、壽命、工作溫度方面,在國內全行業處于領先水平。”
在剛剛結束的2022世界新能源汽車大會上,國際氫能燃料電池協會理事長、清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高指出,下一步,燃料電池汽車產業發展需要解決效率、壽命和成本三大問題。對于未來綠色氫能全產業鏈商業化,他表示,要加快燃料電池汽車核心環節的技術創新,攻克關鍵技術難點,逐步降低成本;要從工業副產氫,鼓勵可再生能源制氫,到完全可再生能源制氫逐步過渡,實現燃料電池規模化應用;要以燃料電池商用車的大規模商業示范為龍頭來拉動,挖掘氫能全產業鏈的商業價值。
話音剛落,濰柴的200輛氫燃料電池商用車在濰坊正式投入運營。
可以明確的是,我國已將氫能確定為未來國家能源體系的重要組成部分和用能終端實現綠色低碳轉型的重要載體,氫能產業成為戰略性新興產業和未來產業重點發展方向,發展氫能與燃料電池也是能源交通行業低碳轉型的重要選擇之一。
歐美等國的氫能燃料電池產業鏈逐步形成,我國在京津冀、長三角、粵港澳等地也逐步形成了規模化的產業集群。然而,氫能儲運裝備可靠性制造技術等,仍是產業發展急需破解的瓶頸難題。
好在,路雖遠,行則將至。