上海氫晨：破解“卡脖子”，“氫”裝上陣領(lǐng)跑零碳時代

　　加氫15分鐘續(xù)航150公里，穿行于臨港新片區(qū)的中運量2號線是國內(nèi)首條應(yīng)用氫能源動力的中運量公交線路，而新片區(qū)氫能公交車累計行駛里程已達1000萬公里;在北京、廣東、江蘇、內(nèi)蒙古、陜西等地，各類氫能商用車投入運營，“喝”氫“吐”水，動力強勁又不會產(chǎn)生污染排放，它們所采用的“發(fā)動機”——燃料電池電堆，都來自上海交通大學(xué)孵化出的創(chuàng)業(yè)企業(yè)上海氫晨新能源科技有限公司。

在臨港新片區(qū)運行的氫能源動力中運量公交線。

　　雙極板和膜電極組成一塊電池板，數(shù)百對電池板“手拉手”就組成一個燃料電池電堆。電堆是氫能源電池最為核心的部件，決定著一輛車的核心動力與性能。針對這一“卡脖子”技術(shù)，氫晨科技不斷突破燃料電池功率、性能和壽命指標，開發(fā)出80千瓦、100千瓦、120千瓦、150千瓦、230千瓦、300千瓦等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的3代金屬極板水冷燃料電池電堆，批量應(yīng)用于乘用車、公交車、大巴車、重卡、物流車、環(huán)衛(wèi)車、中運量等多個領(lǐng)域，綜合性能達到國際先進水平，并收獲海外訂單。

　　從實驗室走向生產(chǎn)線，實現(xiàn)“0到100”創(chuàng)新突破

　　從實驗室走向生產(chǎn)線，再到落地應(yīng)用，回憶起“二十載磨一劍”執(zhí)著于氫能的創(chuàng)業(yè)歷程，上海交通大學(xué)機械與動力工程學(xué)院教授、上海氫晨新能源科技有限公司董事長兼總經(jīng)理易培云感慨道：“奮斗是創(chuàng)業(yè)的靈魂，不拼不闖一定沒有前途。”

　　氫晨的故事始于2005年的上海交通大學(xué)實驗室，創(chuàng)始團隊首次探索批量化制造在燃料電池領(lǐng)域的應(yīng)用。一群理工男堅持研發(fā)，掌握了大功率電堆的裝配理論與關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)“從0到1”的突破;對接產(chǎn)業(yè)需求，開發(fā)了國內(nèi)首個百千瓦級燃料電池電堆，實現(xiàn)“從1到10”的跨越;之后，落戶臨港新片區(qū)并建立產(chǎn)業(yè)化基地，組建專門的運營團隊，研制出我國首條大功率電堆批量化生產(chǎn)線，實現(xiàn)“從10到100”的產(chǎn)業(yè)化落地。

　　2019年，氫晨所在的上海交大團隊獲得上海市技術(shù)發(fā)明獎特等獎。這項成果打破了國內(nèi)燃料電池汽車核心零部件對國外進口的依賴，制造出屬于中國人自己的燃料電池電堆。

　　從實驗室到生產(chǎn)線，氫晨做到了無縫銜接，這背后是研發(fā)人員日以繼夜的堅持，盡管氫能產(chǎn)業(yè)幾經(jīng)起伏，大家也不曾放棄。易培云記得，2020年底，氫晨迎來首個200臺批量交付訂單。“那是我們真正上車的第一批訂單，壓力很大，大家也都鉚足了勁。當時臨港的產(chǎn)線剛剛就位，為了趕交付，我和研發(fā)負責人兩個月沒回過家，抱著被子盯在產(chǎn)線上，我們的團隊也是如此。”

　　“吃著碗里的，看著鍋里的，想著地里的”

　　從80千瓦到300千瓦，不是簡單的數(shù)字疊加。易培云表示，每一次燃料電池電堆的指標突破都是一個全材料體系的變化，一臺燃料電池電堆包含的技術(shù)涉及材料學(xué)、化學(xué)、機械工程學(xué)、流體力學(xué)、工程熱物理學(xué)等，設(shè)計模塊也相當復(fù)雜，每一次數(shù)字上的突破都是體系的重構(gòu)與提升。

　　“我們搞氫能，一直是吃著碗里的，看著鍋里的，想著地里的。”易培云說，為此，氫晨設(shè)立前瞻事業(yè)部，一群人專做海外技術(shù)和市場分析以及基礎(chǔ)材料研究，秉承“生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲備一代”的研發(fā)策略，氫晨產(chǎn)品不斷提質(zhì)降本、更新迭代，實現(xiàn)技術(shù)突圍。2022年發(fā)布的第三代產(chǎn)品——單堆300千瓦大功率金屬板燃料電池電堆，體積功率密度進一步突破至6.2千瓦/升，比肩國際一流水平。眼下，氫晨正朝著更高目標挺進。

　　高企的成本一直是氫燃料電池商業(yè)化落地的一個痛點，而氫晨在功率不斷做大的同時，也將成本不斷做低。“從2019年至今，我們單個電堆的成本從100多萬元降到30萬元左右，兩年后預(yù)計能再降一半，基本達到民用標準。”易培云告訴記者，氫晨的目標是到2025年讓燃料電池成本接近換電重卡，2030年要接近柴油車。

　　一邊解決用氫的問題，另一邊，氫晨也著手布局“氫從哪兒來”。2021年，氫晨開始切入上游制氫領(lǐng)域，投入PEM電解槽研發(fā)，并成立全資子公司氫盛能源。其自主研發(fā)的兆瓦級PEM電解槽有助于解決制氫、儲氫環(huán)節(jié)的一系列技術(shù)難題，進一步加速商業(yè)化。目前，氫盛能源兆瓦級PEM電解槽測試甲類廠房已投用，二期200兆瓦級PEM生產(chǎn)線正在實施。

　　臨港土生土長的“鏈主”企業(yè)

　　今年政府工作報告指出，加快前沿新興氫能、新材料、創(chuàng)新藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展。這讓氫晨和眾多向“綠”而行的企業(yè)倍感振奮。“一季度明顯感覺到整個市場熱了起來，今年電解槽業(yè)務(wù)預(yù)計會有較快增長，我們的年度經(jīng)營目標也會調(diào)高。”在易培云看來，今年氫能行業(yè)將迎來快速增長，“基本相當于2013年的鋰電市場”。

　　站上風口的氫晨，既依靠企業(yè)自身的努力，也離不開上海和臨港新片區(qū)良好的生態(tài)環(huán)境。近年來，氫晨引入臨港新片區(qū)管委會、申能集團、臨港集團、國家綠色基金等戰(zhàn)略資本，在產(chǎn)業(yè)配套、企業(yè)服務(wù)、基金投資、市場拓展等方面獲得全方位支持。“政策力度、應(yīng)用場景、產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢齊齊發(fā)力，氫晨科技與臨港新片區(qū)同頻共振，已成為土生土長的‘鏈主’企業(yè)。”易培云說。

　　臨港新片區(qū)在氫能領(lǐng)域布局多年，已形成集整車、發(fā)動機系統(tǒng)、核心部件、關(guān)鍵材料、高端裝備、場景應(yīng)用、基礎(chǔ)設(shè)施于一體的產(chǎn)業(yè)格局。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，已成長為國內(nèi)電堆龍頭的氫晨發(fā)揮“鏈主”作用，吸引上游的上海治臻新能源股份有限公司、上海唐鋒能源科技有限公司，下游的康明斯氫能中國總部等優(yōu)質(zhì)企業(yè)集聚。

　　在易培云看來，氫能作為新興行業(yè)，想要進一步發(fā)展，步子還需邁得更大些。“首先是屬性問題，目前，氫氣還被納入危化品管理，制取只能在化工區(qū)，如果將其納入能源角度管理，放開就地制氫加氫，成本將大大降低。其次，在運氫、儲氫等環(huán)節(jié)，也需要相關(guān)政策進一步放開。”上海和臨港新片區(qū)能否先行先試新的氫氣管理辦法，易培云充滿期待。

　　來源：文匯報 作者：周淵