視頻剪輯:張雪妮

央廣網西安8月2日消息(記者劉昱 實習記者張雪妮)作為陜西省34條工業重點產業之一,氫能產業在三秦大地蓬勃發展。其中,西安市肩負著打造“陜西省燃料電池產業核心區”“關中氫能裝備研發制造中心”的雙重使命。在國家“雙碳”戰略引領下,如今,這一未來產業的藍圖已在古都西安大地落地生根,氫能產業從規劃走向實踐,呈現出強勁的發展勢頭。

技術破繭

產業鏈多點突破

在西咸新區秦創原·氫合灣的展廳里,一架載重50公斤的無人機,如何實現3-10小時的續航?答案就藏在背上的氫能裝置里。

“鋰電池無人機的續航時間普遍在10-30分鐘,而氫燃料電池驅動的無人機,續航至少3個小時,如果把氣罐換成液罐,可以飛行10個小時左右,這樣就極大提升了無人機的應用場景。”盛世盈創氫能科技(陜西)有限公司總經理聶小確介紹,續航時長的增加,將進一步拓展無人機在低空經濟、物流運輸、應急等方面的應用場景。

秦創原·氫合灣展館里的氫能無人機(央廣網記者 劉昱 攝)

在產品展示區,氫能無人機、氫能觀光車、氫能單車……這些氫能產品已經在特定園區、景區投入使用。

“我們研發了全國首臺(套)供氫系統。這套系統采用Ⅳ型瓶,搭載這套系統的重卡車輛能減輕900多公斤重量。安全性經過了穿甲彈沖擊、高溫灼燒等9到11項嚴苛實驗驗證,目前全球僅3個國家具備生產條件,我們算其中之一。”聶小確自豪地介紹,近期,企業研發的氫能交通用燃料電池動力系統,通過質子交換膜、膜電極、催化劑層等9項專利核心技術,有效提升了氫氣利用率和疏水性能,使氫燃料電池轉化效率最高達到55%。

在西安經開區,作為陜西鈦產業鏈鏈主,西部金屬材料股份有限公司在深耕鈦產業30年的基礎上,在氫能的賽道上迎來新的藍海。

“一塊0.1毫米的鈦板,能讓氫燃料電池壽命翻4倍、成本降40%,鈦極板的成功研發成為我們鈦產業延鏈的核心。”西部金屬材料股份有限公司氫能委員會主任劉詠介紹。

運用鈦基材的PEM電解堆(央廣網記者 劉昱 攝)

氫燃料電池是整個氫能鏈條的核心產品,雙極板是燃料電池的核心部件之一。金屬雙極板目前主要以不銹鋼雙極板和鈦雙極板為主,鈦雙極板具有服役壽命更長、鍍層成本更低且能夠預鍍涂層再加工的核心優勢。

然而,制作出高品質的鈦雙極板談何容易。

“鈦箔沖壓曾讓全球同行頭疼,因為太硬易裂,太軟失強。我經過137次實驗,讓鈦箔像‘金屬絲綢’一樣精準延展,既釋放應力,又精準控形。”西部金屬材料股份有限公司相關負責人介紹,西部材料公司依托于自己鈦產業優勢和加工優勢,首先突破了高質量精密鈦箔批量化制備技術,打破了國外卡脖子技術難題,通過自主研發掌握鈦雙極板全部關鍵技術,西部金屬材料成為目前業內唯一掌握鈦雙極板全工序加工流程的企業。

截至目前,西安市引育落地氫能企業120余家,企業數量約占陜西省1/2,氫能產業已成為西安市未來產業發展的新名片。

創新賦能

產學研貫通融合

在陜西旭氫時代科技有限公司(以下簡稱旭氫時代)的展廳內,一個看似普通的燃料電池堆出現在展覽布局的重點區域。

旭氫時代與西安交通大學院士團隊共同研發的燃料電池堆(央廣網記者 劉昱 攝)

“這個燃料電池堆是我們公司和西安交通大學陶文銓院士團隊共同設計、生產的,單堆功率最高達81kW,體積比功率達3.38kW/L,達到了國內先進水平。”旭氫時代行政人事部經理蔣婷介紹,作為燃料電池系統的核心組成部分,可用于商用車、應急備用電源等多個領域。

今年4月底,陜西旭氫時代科技有限公司院士工作站正式獲得授牌,成為陜西省氫能領域的首個省級院士工作站。該工作站是旭氫時代與西安交通大學陶文銓院士團隊聯合成立的集產學研于一體的協同創新平臺,主要圍繞氫燃料電池堆及關鍵材料、零部件進行研發。

“院士團隊負責氫燃料電池基礎及性能提升研究,我們則將科研成果在產業中實際應用。雙方開展產學研深度融合,一步步攻克產品研發技術難關。”旭氫時代研發總監代一幫介紹,從一代堆75kW,到二代堆97kW,再到正在研發的三代堆150kW,每代技術的升級都是產學研深度結合的成果見證。

陜西省氫能領域的首個省級院士工作站(央廣網記者劉昱 攝)

當前,陜西旭氫時代建成西北首條全自動化氫燃料電池堆生產線,年產2000臺套,產值約3億/年,實現了陜西本土氫燃料電池堆生產及研發“零的突破”。此外,該電池堆采用具有完全自主知識產權的3D型流場板設計,綜合性能可達國內先進水平。

在西安,旭氫時代“科學家+工程師”這類校企深度合作的模式不在少數,也正是基于產學研深度融合,西安市在氫能成果轉化方面取得碩果:西安市先后承擔了國家科技部《面向重型載貨車用燃料電池發動機集成與控制》等重點研發項目,已在大功率燃料電池重卡集成開發方面取得突破;年產3000臺燃料電池電堆生產線正式投產;石墨烯復合固態儲氫材料產線建成投產;國內首套自主研發桌面式連續有機液體儲氫與放氫裝置即將正式投產;全國首臺液氫無人機樣機試制并成功測試;氫電綠色能源系統生產線及西北首條氫能風冷堆燃料電池全自動產線投產達效。

集群崛起

區域協同共進

“氫能產業鏈的鏈條是比較長的,從制氫、儲運、加注、應用各個環節都有,包括我們為了引導氫能企業的落地,我們還建設了氫燃料電池共性測試平臺。”西咸新區涇河新城產業園區發展有限公司副總經理于志超介紹,目前產業園區共有45家企業入駐,其中氫能企業有30家,占陜西省氫能企業的1/3,西安市的1/2,落地企業已經涵蓋了氫能的全產業鏈,氫能產業的產值已經達到了12億。

氫燃料電池共性測試平臺(央廣網記者劉昱 攝)

2022年,陜西省出臺《陜西省“十四五”氫能產業發展規劃》,規劃提出陜西省將按照布局合理、各有側重、協同發展的原則,打造“一核引領,兩軸聯通,三心支撐”的氫能發展格局。其中,“一核引領”是依托西咸新區打造陜西省燃料電池產業核心區。

當前,西咸新區已建成秦創原·氫合灣-氫燃料電池產業園,創建孵化招引氫燃料電池系統、制加氫裝備頭部企業,加速核心零部件企業集聚,已初步形成覆蓋上中下游各環節的氫能全產業鏈發展形態。同時,秦創原·氫合灣-氫能汽車產業園正在建設中。

“兩軸聯通,三心支撐”的規劃布局,推動陜西省各區域在氫能產業上的協同合作。

西安市協同榆林、渭南、韓城、商洛等區域形成合力,共推氫能產業發展。其中,與榆林開展研發應用協同,發揮西安在研發創新及榆林在應用場景的優勢,落地以清安優能為代表的跨區域協同項目,實現世界首個含氫能的零碳多能源供需系統的實用化和規模化示范應用;

打通關中氫能物流走廊,與渭南、韓城開展氫源保障協同,維納氫能運力平臺與旭強瑞合作開展氫能物流走廊(西安至韓城)運輸測試運營,氫能重卡已投運應用于韓城市省屬國企龍鋼公司的運輸場景;

與商洛探索開展就地風、光電解水制氫、加氫,通過氫能重卡運輸砂石料等應用場景……

看今日西安,氫能產業布局氣象萬千:以“一先導”為旗,西咸新區挺立潮頭,“兩基地”為核,西安高新區匯聚智慧熔爐,西安經開區則鑄就關鍵材料的堅實脊梁;“多場景”全面鋪展,在城市的脈絡間實踐應用,精心構筑的產業經緯,正加速將西安推向“全國氫能科創之都”的智慧高地,鑄就“全國氫能裝備及燃料電池產業集聚高地”的發展格局。

編輯:蘇睿楠
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