每个时代都有每个时代的机遇,从探索到超越,从追逐到引领。国家燃料电池技术创新中心的正式挂牌仿佛向我们昭告,“氢时代”正加速到来。
2022年8月27日,潍坊,潍柴。
国家燃料电池技术创新中心(以下简称“国创中心”)在进入试运营阶段后的第499天正式挂牌,并且宣布成立山东国创燃料电池技术创新中心有限公司。用董事长孙少军的话说,国创中心在试运营期间,“完善了研发组织构架和管理流程,积极探讨和实践了独具特色的国创中心创新运营模式,初步取得了一批引领行业的重大科技成果。”
国创中心的成立是一个新的开始,是探索之后的落地,是腾飞之初的沉淀,让我们向前看到了氢能时代微笑着招手,回首看到潍柴这家世界500强制造企业的责任担当和家国情怀。
融合、聚焦、开放
在活动现场,记者感受到的第一组关键词是“融合、聚焦、开放”。
融合是国创中心的第一属性。
双碳目标和低碳世界正在携手颠覆着能源结构,催生着更多通向未来的新能源、新技术、新材料和新模式,也将产业、企业、区域进一步推向跨界融合与互链互通。“以潍柴动力为建设主体,国创中心融合了全球协同产业链领军企业、高校、科研院所等优质创新资源,链合起创新的产学研用技术创新体系。”孙少军这样描述。
这一模式像极了“内燃机”,以可融合的各类要素资源为燃料,驱动着企业和行业从内部开始产生推进时代前行的动力。国创中心的成立就像为这台内燃机打着了火。
第二个属性是聚焦。
国创中心一系列的创新正是聚焦于氢燃料电池,尽管这是一条难走的路,不仅涉及电堆、燃料电池系统、供氢系统、整车等多个技术环节,并且涉及大量材料科学和精密工艺。国创中心将以燃料电池关键技术研发为核心使命,重点面向交通运输、工程机械、储能发电等领域,聚焦燃料电池共性关键技术研究、应用开发技术研究、测试评价技术研究和相关研发平台建设,承担国家燃料电池技术发动机及商用车产业化建设重点。
聚焦于硬科技的创新,聚焦于新科技的落地,在能源结构的颠覆期,在新旧动能的转换期,对硬科技聚焦的价值,显然要大于对商业模式的聚焦。这意味着更大的投入,却恰恰再次印证了潍柴“心无旁骛攻主业”的发展理念。
开放则是国创中心的第三个属性。
在科技飞速发展的今天,爆炸式数据在科技研发中扮演了极其重要的角色。海量的数据、庞大的计算需求、反复的测试运行,都给创新带来了新的挑战。在这种挑战中,国创中心立足山东,将全国的优秀人才集中起来,对氢能的全产业链进行研究与开发,不仅输出产品,更输出技术。可以说,国创中心是一个完全开放的国家平台,其科研成果将服务于整个行业,服务于整个社会。
大国竞争很大程度上体现为支撑科技发展的生态系统以及创新体系之间的竞争,一个开放的燃料电池科技创新平台和环境,无疑将成为氢能产业厚积薄发的关键变量。
潍柴的每一步都无比艰难,但都不仅仅是为了自己。这份真诚是对行业发自内心的热爱、对团队的充满信心和对掌控战略能源的使命感。
探索、落地、前瞻
“探索、落地、前瞻”是记者找到的第二组关键词。
早在2016年,潍柴就投资了国内氢燃料电池制造商领先企业弗尔赛,并与之在氢燃料电池客车、重卡等产品开发方面开展深度合作;2017年,与博世就氢燃料电池及相关部件开展达成合作,共同开发并生产氢燃料电池及相关部件;2018年,与全球氢燃料电池领军企业加拿大巴拉德动力系统有限公司达成合作并在中国建立合资公司,与英国锡里斯动力公司在固态氧化物燃料电池领域展开全面合作并在中国建立合资公司,与全球氢燃料电池领军企业加拿大巴拉德动力系统有限公司达成合作;2019年,完成对德国ARADEX欧德思的收购,这家公司拥有新能源商用车用电机控制器、电机、燃料电池DC/DC变换器等产品的设计开发和系统集成能力;2020年,20000台产能氢燃料电池发动机工厂正式投产。
通过自主开发、战略投资和开放战略合作,潍柴已经完成了“电池+电机+电控”的产业链布局。
这一系列的探索,在青岛港落地为全国首个港口加氢站,在济青高速淄博服务区落地为全国首个高速加氢站,在济南东服务区落地为全国首个零碳服务区,在潍坊落地为五座加氢站和18条公交运营专线。
如今,在潍柴,落地为国家燃料电池技术创新中心。
从技术落地到商业运营,再到生态构建,潍坊也成为了全球氢燃料公交最密集的区域、全球在运用氢燃料公交车最多的城市。装配潍柴氢燃料发动机的车辆累计行驶里程已经超过了2000万公里;潍柴12米氢燃料公交车实际运营工况,百公里氢耗全球最低,综合性能国际领先。潍柴以实际行动为潍坊新旧动能转换、创建氢能示范城市做出了重要贡献。
2021年4月,国创中心还牵头承担了科技部和山东省联合实施的全国首个,也是目前唯一的“氢进万家”科技示范工程项目。该项目聚焦氢能动力系统开发,围绕氢能高速,氢能港口,氢能园区等典型应用场景,开展氢能综合供能应用示范,打造可复制、可推广的氢能综合利用示范样板。一年多来,项目已经取得阶段性成果,并创造了多个全国第一。
通过产业链带动科技链,以科技链布局产业链,是从探索到落地的关键,而政策的明确,则让未来的道路更为清晰。
在全球能源结构正在向以清洁能源为主体的新型能源系统方向转弯时,氢能作为最具发展潜力的清洁能源之一,一方面能有效解决可再生能源大规模发展面临的消纳问题,另一方面也是实现交通、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的有效路径。目前既是新旧动力转换期,也是逐步减少颗粒性排放和脱碳的过渡期。
“无论是国创中心还是潍柴动力,面对双碳目标,我们都有至少五个技术路线正在并行推进。”孙少军介绍,“第一个是优化传统内燃机,提高效率、减少油耗和排放;第二是开发排放颗粒较少的气体发动机,如天然气发动机;第三个是开发完全没有颗粒排放(但仍有氮氧化物排放)的氢内燃机,也可以对减排做出贡献;第四个是燃料电池,目前还在开发阶段,但在大规模应用上仍面临部分障碍,如氢的价格、来源、氢燃料电池的成本和使用寿命等;第五个方案是纯电动。”
特别是在氢燃料电池的研发上,“我们的优势有,质子交换膜燃料电池膜电极(MEA)、双极板流道设计、电堆、热管理,发动机协同设计与集成控制匹配等。国创中心汇集了一批经验丰富的工程师,装配了很多先进的研发试验设施,这些都保证了我们在效率、寿命、工作温度方面,在国内全行业处于领先水平。”
在刚刚结束的2022世界新能源汽车大会上,国际氢能燃料电池协会理事长、清华大学教授、中国科学院院士欧阳明高指出,下一步,燃料电池汽车产业发展需要解决效率、寿命和成本三大问题。对于未来绿色氢能全产业链商业化,他表示,要加快燃料电池汽车核心环节的技术创新,攻克关键技术难点,逐步降低成本;要从工业副产氢,鼓励可再生能源制氢,到完全可再生能源制氢逐步过渡,实现燃料电池规模化应用;要以燃料电池商用车的大规模商业示范为龙头来拉动,挖掘氢能全产业链的商业价值。
话音刚落,潍柴的200辆氢燃料电池商用车在潍坊正式投入运营。
可以明确的是,我国已将氢能确定为未来国家能源体系的重要组成部分和用能终端实现绿色低碳转型的重要载体,氢能产业成为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向,发展氢能与燃料电池也是能源交通行业低碳转型的重要选择之一。
欧美等国的氢能燃料电池产业链逐步形成,我国在京津冀、长三角、粤港澳等地也逐步形成了规模化的产业集群。然而,氢能储运装备可靠性制造技术等,仍是产业发展急需破解的瓶颈难题。
好在,路虽远,行则将至。