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弯道超车 重庆氢能源动力加快布局

  宗申创新技术研究院,工作人员正在调试氢能源动力产品上的燃料电池发动机。首席记者 谢智强 摄

  宗申产业集团试制中的氢能源动力产品。宗申产业集团供图

  2010年长安开发的全功率燃料电池轿车。

  今年《政府工作报告》明确提出“推动充电、加氢等设施建设”,这是氢能源首次写入《政府工作报告》。与之相关的氢燃料电池、氢能源汽车等,迅速成为近期经济领域焦点。

  重庆涉足氢能源研发已有十多年。在本地,既有宗申产业集团、长安新能源汽车科技有限公司等不断尝试氢能源产品商用的企业,也有重庆大学等一直致力于氢能源基础研究的科研院校,特别是3月以来,外地企业润谷东方(北京)国际投资有限责任公司、福建雪人股份有限公司先后宣布投资重庆,更为重庆氢能源产业集群化发展装上“加速器”。

  氢能源发展时间轴

  1839年

  英国化学家威廉·格罗夫实现氢燃料电池的原理性实验。

  1959年

  中国《化学通报》出现燃料电池的研究文章。

  1965年

  固体高分子燃料电池正式应用于美国双子星五号太空船;同年通用公司启动燃料电池车的研发。

  1994年

  德国戴姆勒公司推出了第一代氢燃料电池汽车。

  2014年12月

  丰田在全球首推4人乘坐的氢燃料电池车Mirai。

  2016年

  《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》发布。

  2018年2月

  中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟成立。

  2019年3月

  氢能源首次写入《政府工作报告》。

  起步 渝企十多年前就涉足氢能源

  3月26日,重庆日报记者在宗申创新技术研究院氢能源实验室,看到了一台颇为“奇异”的两轮摩托车:尾部两个压缩气瓶取代了传统油箱,座位下部本该是发动机的位置,则变成了一块“燃料电池”。

  “这可是一台不同一般的摩托车!”氢能源工程师袁洪根自豪地介绍,“压缩气瓶装的是氢气,氢气和空气在燃料电池中通过电化学反应,转化为电能。这辆改装后的氢能源摩托车,加不到5升的压缩氢气,能行驶60公里左右。”

  这是袁洪根所在研究小组两年多来研发的成果。而在他背后,宗申产业集团已涉足氢能源项目15年,累计投资过亿——从海外引进,到上市融资,随后又一度停滞,最后重启项目,清晰刻画出一条本地企业从事氢能源研发的产业曲线。

  宗申产业集团董事局主席左宗申回忆说,公司很早以前就在全球搜寻新能源项目,2003年跟踪到加拿大派姆科技有限公司。这家海外企业采用的是质子交换膜技术路线。“宗申要谋划自己的‘动力王国’,必须布局新能源,而当时氢能源的话题在资本市场已有关注度,在一些局部环境甚至具备了商用条件。”

  看准项目,宗申产业集团2004年果断收购加拿大派姆科技有限公司,随后通过在资本市场借壳,并实施反向收购,宗申派姆于2005年登陆加拿大多伦多证交所。

  在海外资本市场募集到2.7亿元资金,并获得部分核心技术,靠此一役,宗申抢占了氢能源发展先机。

  那时,在重庆研究氢能源,无异于一次艰难垦荒。

  宗申产业集团首席投资官李耀说,经过第一阶段努力,宗申当时已经造出氢能源叉车、氢能源残疾人三轮车等。“但当时氢燃料电池电堆中的质子交换膜价格昂贵,世界上只有杜邦等跨国公司在生产,导致产品成本太高。”

  另一方面,2008年全球金融危机导致国际投资更为谨慎,加之在补贴刺激下,纯电动车成为市场主流产品,是否继续氢能源项目让宗申很困惑。

  “我们相信氢能源是终极解决方案,但商业化成本降不下来,加氢基础设施又跟不上。”李耀说,尽管随后公司决定将氢能源研发投入暂停,但仍然尽可能地留住了核心团队。

  近几年小型动力制造产业一个显著特点是能源战略加速了行业洗牌——不管你是入行几十年的大佬,还是刚在新经济领域崛起的新贵,决定企业命运的首要条件不再是资历深浅,而是划时代的技术和产品。

  于是,2016年10月,宗申宣布成立宗申氢能源科技有限公司。左宗申直言,新能源已成为任何一家小型动力企业的关注点和兴奋点。此次重启氢能源项目,目的就是要再度抢占能源技术高点,并让产品尽快面世。“近年来支持氢能源发展的产业政策越来越多,关键是氢燃料电池部分核心材料价格降了1/3,为产品商业化应用留下价格空间。”

  除记者在实验室看到的两轮、四轮氢能源车辆,以及氢燃料电池部件研发,宗申下一步还将着手分布式能源、备用电源等领域的开发,并将广泛开展对外合作。

  在重庆,从事氢能源商用研发的不止宗申一家企业。

  长安持续开展氢燃料电池汽车研发已有10年之久。长安新能源汽车科技有限公司技术人员向记者证实,2009年长安就开始涉足氢燃料电池汽车研究,2010年上海世博会期间,5辆长安志翔燃料电池车就参与了为期半年的示范运行,共行驶15000公里。

  近年来长安新能源公司先后参与了3个国家级项目研究,目前正在研发增程式燃料电池SUV。这位技术人员说,在新能源汽车使用方面,纯电动和氢燃料电池车能形成优势互补,氢燃料电池具有续航里程长、燃料加注快的优势,更适合在大中型车辆以及中长途行驶方面进行商业化应用。

  此外,上汽依维柯红岩商用车有限公司、力帆股份公司都向记者透露,目前正在着手或准备氢能源汽车的研发。

  抢滩 外地企业两周之内接连投资重庆

  本地企业埋头实干,外地企业则加速抢滩。

  3月8日,九龙坡区政府与润谷东方(北京)国际投资有限责任公司就氢能源产业项目落地签署战略合作协议。

  九龙坡区相关人士向记者介绍,在氢能源的运用方面,润谷东方与日本大阪瓦斯工程公司等公司有深度合作。随着项目的实施,重庆的天然气出租车,以及小区、写字楼等的能源都有可能用上氢能源。

  比如,国六排放计划对汽车尾气排放会更为严格,即使是传统的天然气车也面临环保压力,目前一条可行办法就是在天然气中加入氢气,将来出租车可能用上混氢天然气(HCNG)。

  除了出租车用上氢能源,住宅小区也可能成为“氢能社区”。

  大阪瓦斯在日本有成熟的分布式供能应用经验——通过一套完整的制氢、燃料电池系统,可以给一栋建筑供暖供电;也可以是每个家庭购买一套小型设备,大小几乎与家用双开门冰箱相当,在用户外出上班时,设备产生的多余电能还能上网产生经济效益。

  继润谷东方携手九龙坡区后,3月20日,福建雪人股份有限公司“氢燃料电池发动机及其核心零部件制造项目”正式签约落户两江新区。重庆市经信委、两江新区管委会、雪人股份三方携手,将共同推进重庆市氢能源产业发展。

  雪人股份45.5亿元的巨额投资,清晰描绘出一条重庆氢能源产业的生态链。

  雪人股份将在重庆分期投资,最终实现10万套氢燃料电池发动机及电堆等核心部件的产能。此外,还计划3年内在重庆布局360辆氢燃料电池公交车,170辆氢燃料电池物流车、重卡和环卫车,并分期建设35座加氢站。这将有效弥补重庆氢能源基础建设薄弱,以及终端使用不足的短板。

  两江新区目前已经汇聚了长安福特、长安、力帆、金康等新能源整车企业,雪人股份的投资项目将与上下游零部件供应商,以及整车企业、物流公司合作,在重庆聚集千亿级氢能源产业生态链,推动重庆汽车产业向新能源转型升级。

  外地企业为何加快在重庆布局氢能源产业?

  业内人士称,重庆汽摩产业都在走新能源之路,这为重庆氢能源发展提供了产业基础。目前各地都在加速加氢站、氢能源公交车等设施建设,重庆相对滞后的基础设施为外地企业提供了市场基础。此外全球94%的氢气来自天然气重整,重庆丰富的天然气、页岩气资源,将为氢能源产业提供资源基础。

  专家 重庆发展氢能源汽车有优势

  重庆作为国家重要的现代制造业基地,一直在通过实施新能源、智能网联战略助推汽车产业转型升级。近期,重庆出台了《关于加快汽车产业转型升级的指导意见》等政策措施,明确提出要大力发展燃料电池汽车,以及燃料电池。

  本地企业乘势而上加快氢能源商用进度,外地企业加紧布局重庆市场,在当前氢能源产业发展的关键节点上,重庆该如何抓住机遇,进一步做大做强氢能源产业蛋糕?

  重庆大学能源与动力工程学院副教授王锋认为,重庆首先要找到氢能源产业方向和发展路径。

  在国内,多个省市已开始布局氢能源应用。比如长三角地区以上海为中心,江苏如皋的“氢经济示范城市”、浙江台州的“氢能小镇”建设项目正在推进。2022年冬奥会在张家口有赛区,那里正在打造我国北方的氢能源小镇。

  王锋认为,在重庆开展氢能源的研发和商用,首先应该充分考虑重庆的山城特色以及气候条件,加强氢能源产业的系统规划以及科学布局,编制氢能源产业发展的实施方案。“重点要研究如何建立低成本的氢气供给体系,建立安全和有竞争力的氢气输运及加氢站基础设施体系,掌握和建立氢燃料电池贵金属催化剂的回收再利用技术和体系。”

  在城市实施产业规划,建立发展体系的同时,企业自身的产业路径也要理清。

  重庆大学新能源化工实验室学术带头人魏子栋教授认为,近期国内一个明显的产业趋势就是氢能源领域的重磅投资项目增多,而在这个庞大的产业链里,基础材料可作为重点来突破。

  “目前氢燃料电池大部分核心材料仍掌握在跨国企业手中,中国企业仅仅是购买之后安装使用,无论是价值链,还是发展后劲都有弊端。而对于这些‘卡脖子’关键技术,企业一定要沉下去做基础研究。”

  魏子栋举例说,芯片是电脑的核心,电堆是氢燃料电池的核心,国内企业应该避免电脑产业走过的弯路,在电堆领域的双极板、质子交换膜、催化剂膜电极等关键领域攻坚克难。

  “目前重庆大学的多个机构都在从事氢能源的研究,在燃料电池、碳氢燃料重整制氢方面有一定的基础。”魏子栋说,虽然从实验室状态进入商用,中间还有一个验证和提升过程,但这不失为重庆在产业布局时一个重要的借力点。

  发展氢能源汽车三大障碍

  氢能源汽车因其能量转换效率高、噪音小、续航里程长、加注燃料时间短等特点,一直受到产业界广泛关注,但其商用步伐仍面临三大主要障碍。

  障碍一:氢燃料电池价格昂贵

  氢燃料电池成本由燃料电池堆、空气供给系统、氢气供给系统、冷却排水系统及电能控制系统等部分组成。其中电堆的催化剂目前普遍采用贵金属铂,技术难度高,产业化程度不足,导致电池总体成本较高。有资料显示,氢燃料电池汽车的整车成本约是燃油汽车的2.1倍,是纯电动汽车的1.6倍。

  障碍二:氢气存储和运输较难

  目前氢燃料电池的氢源供应途径主要采用压缩氢气或液化氢气等。由于氢气沸点低,不易压缩、液化,其储存、运输等都存在问题。

  高压压缩储氢,成本相对低廉、充放氢速度快,但缺点是需要配备高强度耐压容器,且压缩过程需消耗大量能源。低温液态储氢密度相对较高,但是液态氢气易挥发损失,并且在储运过程中需要配套低温设备,成本较高,现阶段主要用于军事和航天。

  障碍三:加氢站基础设施不足

  正如汽油车需要加油站、电动车需要充电桩,氢能源汽车也需要燃料站作为能源补给。目前国内加氢站等基础设施相对薄弱,这也是制约氢能源汽车商用的瓶颈之一。

  全国人大代表、长城汽车股份有限公司总裁王凤英在今年全国两会期间曾表示,目前国内已建成的加氢站仅19座。国内现有加氢站早期多为大型赛事或示范项目而建,近期建设的加氢站多是为城市公交系统配套或企业研发使用而建,极少对外开放运营。

  记者手记》》

  趋势面前要提升把握机遇的能力

  近一个月以来,国内每一条氢能源新闻几乎都成为话题,每一个相关投资项目都可能成为资本追逐的热点。大家意识到,氢能源不仅可能会逐渐成为能源趋势、投资趋势,而且也可能是消费趋势、产业趋势。

  当我们站在这种趋势面前,最重要的是如何掌握方向、格局,把控短板、长处,遵循产业发展规律。

  记者在宗申产业集团采访时注意到这样一个细节:国际通用的氢气瓶标准压强是35兆帕,甚至70兆帕,而在重庆由于没有高压公共加氢站,目前宗申使用的工业气瓶只有约13兆帕。没有加氢站,整个产业无从谈起,而国内一个加氢站的投资是加油站的数倍。建立“谁来投”“如何投”的投资机制将是产业发展的一大关键。

  在技术研究领域仍有变数:氢燃料电池有不同的技术路线,包括贵金属铂的使用,也存在技术变革的可能性。显然,如何减少技术投入风险,是氢能源产业发展的又一大难题。

  在商用领域,多位参与氢能源研发的企业负责人告诉记者,氢能源在国内大约还有5年才能开展较为普遍的商用。越是在资本发热时,越要判断产业的前沿方向。如果把握不准市场变化,找不准适合自己的产品路径,或许将是另一场企业灾难。

  发展氢能源是不可丧失的机会。我们站在氢能源时代的大门前,既要拥抱资本,加快进程,同样还有一个冷静务实,周全推进,甚至相对漫长的操作过程。看清趋势,把握规律,最终才能拥抱环保和绿色的能源新时代。(记者 仇峥)

编辑: 王龙博
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