新賽道｜氫！這里有一份未來(lái)能源計(jì)劃請(qǐng)簽收

2022，

浦東引領(lǐng)區(qū)建設(shè)開(kāi)始了新篇章

選定新賽道，布局新終端，培育新動(dòng)能，

浦東一馬當(dāng)先

北京

冬奧會(huì)場(chǎng)館常規(guī)能源100%使用綠電

1000多輛氫燃料電池車、

30多個(gè)加氫站…

就連接力火炬都用上了氫燃料

上海

泥城社區(qū)的公路上

多了些青綠色公交車的身影

這是新片區(qū)首條

氫能源公交——臨港7路

乘坐7路公交車，

讓我們一起探尋“氫”能源的浦東足跡

全球最大功率的燃料電池電堆

“鋰電池雖然可以解決電動(dòng)車一部分的儲(chǔ)能需求，但規(guī)模更大、能量密度更高的能源將是氫能?！?/strong>國(guó)內(nèi)“光伏教父”施正榮教授認(rèn)為，氫能將成為未來(lái) 10 年的一個(gè)重大風(fēng)口。

“雙碳”戰(zhàn)略下，與當(dāng)前汽車市場(chǎng)中火熱的鋰電池相比，氫燃料電池的最大優(yōu)勢(shì)是——水是唯一副產(chǎn)品。

臨港7路氫能源公交車運(yùn)行的核心電堆來(lái)自扎根臨港的本土企業(yè)上海氫晨新能源科技公司（以下簡(jiǎn)稱氫晨），氫晨持續(xù)投入超1億元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，開(kāi)發(fā)了新一代H3技術(shù)和230kW電堆，是目前全球最大功率的燃料電池電堆。

“開(kāi)發(fā)200kW級(jí)大功率金屬板電堆并不是靠片數(shù)堆疊或面積上的延伸，而是需要重構(gòu)材料體系、仿真體系、制造體系和控制體系。”氫晨總經(jīng)理易培云透露其中的難點(diǎn)。

這個(gè)“世界之最”在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要在催化劑、載體、涂層、碳紙等核心材料，雙極板、膜電極、密封元件、一體化端板等核心部件上取得突破性進(jìn)展。在制造和質(zhì)量體系上，要突破部件快速檢驗(yàn)、智能匹配、尺寸鏈控制和高效疊裝的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)燃料電池制造的六西格瑪標(biāo)準(zhǔn)。

目前，臨港新片區(qū)正發(fā)力氫能產(chǎn)業(yè)，建設(shè)“國(guó)際氫能谷”，打造氫能發(fā)展引領(lǐng)區(qū)。而氫晨正在為新片區(qū)打造100億元投資、千億元級(jí)產(chǎn)業(yè)的國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際知名的氫能產(chǎn)業(yè)園，承擔(dān)大功率燃料電池的供給任務(wù)。

國(guó)產(chǎn)金屬雙極板的一張名片

2021年3月，上海治臻新能源裝備有限公司（以下簡(jiǎn)稱治臻）年產(chǎn)千萬(wàn)片級(jí)金屬極板產(chǎn)線在常熟市投產(chǎn)，這是目前全球最大的一條金屬極板產(chǎn)線，標(biāo)志著我國(guó)氫燃料電池汽車行業(yè)由研發(fā)階段進(jìn)入規(guī)?；痉稇?yīng)用時(shí)期。

治臻核心技術(shù)源自上海交通大學(xué)，歷經(jīng)十六年精研創(chuàng)新，在極板構(gòu)型設(shè)計(jì)、超薄板精密成形和高速激光焊接、高性能復(fù)合納米涂層和一體化密封等方面擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵核心技術(shù)，達(dá)到國(guó)際一流水平的金屬極板設(shè)計(jì)與制造能力。

公司成立于2016年，次年就獲得中國(guó)汽車工業(yè)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。2019年，治臻通過(guò)IATF16949和ISO9001體系認(rèn)證，成為全國(guó)首家通過(guò)該體系認(rèn)證的金屬雙極板設(shè)計(jì)和制造企業(yè)。截止到2019年年底，治臻共申請(qǐng)70余項(xiàng)專利，涵蓋了金屬雙極板從研發(fā)到成品的各個(gè)環(huán)節(jié)。2020年，憑借“兩板三場(chǎng)”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，獲得上海市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

光掌握金屬極板的結(jié)構(gòu)工藝和材料技術(shù)還不夠，對(duì)于治臻來(lái)說(shuō)，要叩開(kāi)燃料電池商業(yè)化大門，還需要將這項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)大批量精密制造成為可能。

為探索批量化制造工藝，治臻的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不斷在工藝和制備技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新。經(jīng)過(guò)十余年的研究，公司陸續(xù)掌握了極板多步成形誤差補(bǔ)償與激光焊接變形抑制技術(shù)、耐腐蝕導(dǎo)電多元材料復(fù)合涂層及多腔連續(xù)磁控濺射等原創(chuàng)工藝技術(shù)。

“面向客戶及市場(chǎng)化需求，公司在金屬雙極板技術(shù)性能，量產(chǎn)能力，及產(chǎn)品的低成本化方面投入很多資源和精力?！?治臻總經(jīng)理藍(lán)樹(shù)槐表示，

治臻為實(shí)現(xiàn)金屬極板的低成本化批量生產(chǎn)，針對(duì)大功率燃料電堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提出形成水氣傳輸和水熱管理的金屬雙極板總體設(shè)計(jì)方法；并完成了超薄金屬極板精密成形技術(shù)與長(zhǎng)壽命解決方案，掌握了金屬雙極板量產(chǎn)集成技術(shù)及金屬雙極板制造裝備的數(shù)字化及自動(dòng)化解決方案。

從核心技術(shù)自主研發(fā)到量產(chǎn)工藝突破，再到批量交付客戶，一路走來(lái)，治臻已經(jīng)成為國(guó)產(chǎn)金屬雙極板的一張名片。

“夢(mèng)之隊(duì)”助力燃料電池產(chǎn)業(yè)化

上海恒勁動(dòng)力科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱恒勁動(dòng)力）成立于2009年6月，是以燃料電池技術(shù)為核心，致力于燃料電池產(chǎn)業(yè)化的創(chuàng)新型高科技企業(yè)。

企業(yè)的實(shí)力往往從其創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)便可窺見(jiàn)一二。

恒勁動(dòng)力的創(chuàng)始人高勇曾受聘于加拿大巴拉德(Ballard)公司，長(zhǎng)期擔(dān)任巴拉德產(chǎn)品開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理和首席工程師，曾是其BGS (電源)，Xcellsis (車用發(fā)動(dòng)機(jī))，BPS (電堆)等子公司和總部的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)核心技術(shù)負(fù)責(zé)人之一，主導(dǎo)和負(fù)責(zé)了多項(xiàng)世界先進(jìn)產(chǎn)品的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)，如電堆，氫氣轉(zhuǎn)換器，離網(wǎng)/家用電源，車船用發(fā)動(dòng)機(jī)等。

技術(shù)總監(jiān)Janusz Blaszczy (亞努士)博士曾擔(dān)任Ballard公司首要應(yīng)用科學(xué)家，自1999年起長(zhǎng)期擔(dān)任項(xiàng)目/技術(shù)經(jīng)理負(fù)責(zé)該公司歐洲10個(gè)城市大巴車商用項(xiàng)目以及2010冬奧會(huì)用氫能客車開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)等重大項(xiàng)目。

還有多名來(lái)自巴拉德和韓國(guó)三星等地的其他一些科研人員都具有多年產(chǎn)品研發(fā)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，這種垂直的從氫能產(chǎn)品制造到氫能服務(wù)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品的了解的廣度與深度構(gòu)成了恒勁動(dòng)力的核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

在擁有海量國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，恒勁動(dòng)力獨(dú)立研發(fā)出屬于自己的氫燃料電池技術(shù)，從電堆設(shè)計(jì)制作到系統(tǒng)搭建100%采用恒勁獨(dú)創(chuàng)工藝，產(chǎn)品的部分性能參數(shù)及可靠性均超越北美、日本等知名企業(yè)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

官網(wǎng)顯示，恒勁動(dòng)力目前擁有國(guó)際國(guó)內(nèi)發(fā)明/實(shí)用新型專利超70余項(xiàng)（所有權(quán)及使用權(quán)），涉及電堆設(shè)計(jì)、系統(tǒng)控制、電源管理等核心技術(shù)領(lǐng)域。擁有各類氫能燃料電池領(lǐng)域?qū)Ｓ屑夹g(shù)和商業(yè)機(jī)密200余項(xiàng)。

填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白

2016年，航天動(dòng)力領(lǐng)域資深專家劉彥杰博士在浦東領(lǐng)銜創(chuàng)辦了上海瀚氫動(dòng)力科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱瀚氫動(dòng)力）。公司致力于氫能源領(lǐng)域儲(chǔ)供氫系統(tǒng)總體技術(shù)及泵、閥、壓力容器等核心零部件技術(shù)的研發(fā)——這是制約我國(guó)氫能源技術(shù)發(fā)展及推廣應(yīng)用的技術(shù)瓶頸之一。

2018年，劉彥杰博士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)去往江蘇省如皋市氫能小鎮(zhèn)開(kāi)啟了供氫系統(tǒng)及核心零部件項(xiàng)目，打造國(guó)際一流的儲(chǔ)供氫系統(tǒng)產(chǎn)品，大幅降低儲(chǔ)供氫系統(tǒng)成本。最終，經(jīng)專家團(tuán)隊(duì)潛心攻關(guān)，突破了高效低比轉(zhuǎn)速壓氣機(jī)、動(dòng)壓氣浮軸承、高速電機(jī)及高頻控制等核心關(guān)鍵技術(shù)壁壘，成功研發(fā)了XT-FCC系列氣懸浮空壓機(jī)，技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先，其高速直驅(qū)無(wú)油空壓機(jī)項(xiàng)目，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

在2021年6月的第六屆國(guó)際氫能與燃料電池汽車展會(huì)上，瀚氫動(dòng)力展示了一款減壓組合閥產(chǎn)品。

該產(chǎn)品內(nèi)部集成了減壓閥、安全閥、過(guò)濾器、維修排氣閥、壓力傳感器等功能部件，大幅減少系統(tǒng)管路，簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，減少系統(tǒng)漏點(diǎn)，減小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間，提高供氫系統(tǒng)裝配效率，擁有高精度過(guò)濾、兩級(jí)式減壓、高穩(wěn)定輸出等功能。

“國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)盤踞了20年，每年銷售額數(shù)億元。如果中國(guó)人抓住機(jī)遇，在技術(shù)研發(fā)上堅(jiān)持下去，是可以跟國(guó)外產(chǎn)品決一雌雄的。” 瀚氫動(dòng)力總經(jīng)理馮彥曾在一次新能源及節(jié)能環(huán)保行業(yè)大賽中說(shuō)。

氫燃料系統(tǒng)的“肺”

1994年，蓋瑞特（Garrett）進(jìn)入中國(guó)，并在上海浦東成立中國(guó)總部。

翻開(kāi)蓋瑞特的《氫燃料電池汽車商業(yè)化白皮書(shū)》，上面寫道：在全球追求零排放汽車的道路上，氫燃料電池與純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力一起扮演重要角色。但無(wú)論是哪一種，在未來(lái)幾十年都無(wú)法滿足所有的零排放交通需求。純電動(dòng)和氫燃料汽車，再加上更高效的內(nèi)燃機(jī)和混合動(dòng)力系統(tǒng)，必然在未來(lái)各放異彩。

蓋瑞特的研發(fā)方向主要是氫燃料電池空氣壓縮機(jī)組件的關(guān)鍵零部件，利用鋁合金鑄造的加工經(jīng)驗(yàn)和行業(yè)資源，積極開(kāi)拓新能源汽車零部件領(lǐng)域，豐富和延伸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

氫燃料空壓機(jī)是氫燃料電池系統(tǒng)最為關(guān)鍵的零部件之一，被比喻為氫燃料系統(tǒng)的“肺”。根據(jù)蓋瑞特的估算，每行駛100公里，需要消耗1公斤氫氣和60立方米的空氣。它的效率將決定燃料電池的功率密度和效率，進(jìn)而影響電池堆的效能發(fā)揮和壽命水平，是氫燃料電池系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分。

據(jù)介紹，蓋瑞特新產(chǎn)品除了體積減小，成本降低外，還增加了具有能量回收的膨脹端設(shè)計(jì)，能耗水平可降低30%。

“我們每年有超過(guò)99%的營(yíng)業(yè)收入和研發(fā)基金用于節(jié)能減排的先進(jìn)技術(shù)”，蓋瑞特全球副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理張?jiān)奖硎荆骸吧虾３蔀槿剂想姵仄囀痉冻鞘腥菏着鞘?，給企業(yè)發(fā)展相關(guān)技術(shù)增加了信心。作為上海首批具備本土生產(chǎn)和研發(fā)能力的空壓機(jī)企業(yè)，蓋瑞特要抓住歷史機(jī)遇，將最先進(jìn)的技術(shù)用于中國(guó)市場(chǎng)”。

據(jù)悉，臨港新片區(qū)已經(jīng)陸續(xù)落戶了申能、上海治臻、上海唐鋒、鎂源動(dòng)力等20多家圍繞氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游的關(guān)鍵企業(yè)，囊括了技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、應(yīng)用場(chǎng)景等各個(gè)環(huán)節(jié)。

2021年12月31日，上海市首座油氫合建站——臨港新片區(qū)平霄路油氫合建站正式投入運(yùn)營(yíng)，臨港燃料電池公交線T6線的10臺(tái)城市客車將成為首批用戶。它的運(yùn)營(yíng)，也將為臨港新片區(qū)加快國(guó)際氫能谷建設(shè)與燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供動(dòng)力支持。

“一兩年以后，中國(guó)的加氫站有望沖到世界第一。氫能將成為下一個(gè)風(fēng)口！”施正榮教授說(shuō)。