7月25日，中共西安市委宣傳部組織19家中省市媒體記者走進(jìn)西咸新區(qū)涇河新城和經(jīng)開區(qū)，深入秦創(chuàng)原·氫合灣—氫能產(chǎn)業(yè)兩鏈融合科創(chuàng)區(qū)及入駐企業(yè)、西部金屬材料股份有限公司等，實(shí)地探訪西安氫能產(chǎn)業(yè)全鏈條的創(chuàng)新實(shí)踐。

作為國家重點(diǎn)發(fā)展的未來產(chǎn)業(yè)，西安氫能產(chǎn)業(yè)正憑借技術(shù)攻堅(jiān)與場(chǎng)景拓展的雙向發(fā)力，展現(xiàn)出蓬勃生長(zhǎng)活力。從終端應(yīng)用的便民探索，到核心部件的自主突破，再到關(guān)鍵材料的創(chuàng)新攻堅(jiān)，本土氫能企業(yè)以點(diǎn)上突破帶動(dòng)全鏈條升級(jí)，逐步構(gòu)建起覆蓋上中下游的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)，共同勾勒出氫能與城市發(fā)展深度融合的新路徑。

如今，隨著氫能與城市交通、應(yīng)急救援、景區(qū)漫游等生活場(chǎng)景的深度融合，“未來能源”正加速走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。在政策引導(dǎo)與市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的雙重作用下，西安正穩(wěn)步向全國氫能產(chǎn)業(yè)集聚高地邁進(jìn)，氫能產(chǎn)業(yè)已成為這座古都綠色轉(zhuǎn)型與高質(zhì)量發(fā)展的鮮明標(biāo)識(shí)。

氫能產(chǎn)業(yè)

成西安未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展新名片

7月27日，記者從市發(fā)改委獲悉，我市近年來堅(jiān)持立足氫能產(chǎn)業(yè)定位，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，孵化招引氫燃料電池系統(tǒng)、制加氫裝備頭部企業(yè)，加速核心零部件企業(yè)集聚，已初步形成覆蓋上中下游各環(huán)節(jié)的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展格局。

據(jù)悉，氫能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)顷兾魇?4條工業(yè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈、西安市19條重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈之一。據(jù)測(cè)算，2024年全市氫能產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值近30億元。截至目前，全市引育落地氫能企業(yè)120余家，企業(yè)數(shù)量約占全省1/2，氫能產(chǎn)業(yè)已成為我市未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新名片。

不僅如此，西安交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等院校在光催化制氫、電解水制氫等環(huán)節(jié)開展技術(shù)攻關(guān)，多個(gè)領(lǐng)域已取得突破性進(jìn)展。以西部材料、凱立新材料、泰金、菲爾特等為代表，以氫能關(guān)鍵材料研發(fā)與生產(chǎn)為切入點(diǎn)，我市已布局電解水制氫、甲醇重整制氫、氫燃料電池等領(lǐng)域，重點(diǎn)發(fā)展催化材料、金屬氫化物材料、膜材料、碳基新材料、金屬纖維擴(kuò)散層材料等，長(zhǎng)遠(yuǎn)布局納米材料領(lǐng)域，在質(zhì)子交換膜、催化材料、電極材料、擴(kuò)散層等領(lǐng)域已具備產(chǎn)業(yè)化條件。

在成果轉(zhuǎn)化方面，我市承擔(dān)了科技部《面向重型載貨車用燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)集成與控制》等重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目，已在大功率燃料電池重卡集成開發(fā)方面取得突破;年產(chǎn)3000臺(tái)燃料電池電堆生產(chǎn)線正式投產(chǎn);石墨烯復(fù)合固態(tài)儲(chǔ)氫材料產(chǎn)線建成投產(chǎn);國內(nèi)首套自主研發(fā)桌面式連續(xù)有機(jī)液體儲(chǔ)氫與放氫裝置擬于年底前正式投產(chǎn);全國首臺(tái)液氫無人機(jī)樣機(jī)試制并進(jìn)行測(cè)試;氫電綠色能源系統(tǒng)生產(chǎn)線及西北首條氫能風(fēng)冷堆燃料電池全自動(dòng)產(chǎn)線投產(chǎn)達(dá)效……

目前，西咸新區(qū)已建成年產(chǎn)3萬噸的制氫裝置;日加注量1200千克的長(zhǎng)維加氫示范站二期建成投運(yùn);燃料電池共性測(cè)試平臺(tái)建設(shè)完成。氫能運(yùn)力平臺(tái)實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)營;全省首個(gè)PEM制氫—氫能熱電聯(lián)產(chǎn)示范項(xiàng)目落地投運(yùn)。

從助力車到無人機(jī)

綠色能量繪就氫能生活圖景

“這幾輛‘電動(dòng)車’長(zhǎng)得挺可愛，是不是電動(dòng)車?”在秦創(chuàng)原·氫合灣—氫燃料電池產(chǎn)業(yè)園(智造創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園一期)，剛走到盛世盈創(chuàng)氫能科技(陜西)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“盛世盈創(chuàng)”)樓下，記者們就被停放的幾輛兩輪車吸引，紛紛圍上前去。這些車身印著“小氫出行”的車輛，乍看與常見電動(dòng)車別無二致，卻藏著不一樣的“能量密碼”。

“這可不是普通電動(dòng)車，也不是常見的共享單車，是我們研發(fā)的氫能助力車。”盛世盈創(chuàng)副總經(jīng)理聶小確笑著解釋，“最高時(shí)速25公里，10秒換個(gè)氫瓶就能跑80公里，冬天零下40℃也能穩(wěn)穩(wěn)啟動(dòng)。”說話間，記者們紛紛體驗(yàn)騎乘：跨上車座，輕轉(zhuǎn)電門便平穩(wěn)起步，轉(zhuǎn)彎時(shí)沒有普通電動(dòng)車的滯澀感，剎車反應(yīng)靈敏又柔和，騎行體驗(yàn)輕盈順暢。

如今，這些氫能助力車已在1980涇造中心產(chǎn)業(yè)園、詩經(jīng)里景區(qū)等多個(gè)場(chǎng)景投用。掃碼騎行的游客、通勤的員工，讓這些“綠色穿梭者”成了街頭巷尾最鮮活的風(fēng)景。“氫能車解決了‘續(xù)航焦慮’”，聶小確說，游客騎它逛完整個(gè)景區(qū)，氫瓶里的氣還剩大半，成了深度體驗(yàn)文化景點(diǎn)的新選擇。除了助力車，企業(yè)研發(fā)的氫能觀光車、公交車等，也正加速走進(jìn)更多生活場(chǎng)景。

作為西安本土成長(zhǎng)起來的氫燃料電池系統(tǒng)綜合服務(wù)商，盛世盈創(chuàng)正讓“氫”這種清潔能源，悄悄滲透到生活的方方面面......

在一臺(tái)大型無人機(jī)前，聶小確細(xì)數(shù)著這項(xiàng)“空中利器”的過人之處：“我們自主攻克了質(zhì)子交換膜、膜電極、催化劑層等9項(xiàng)核心專利技術(shù)，有效提升了氫氣利用率和疏水性能，讓氫燃料電池轉(zhuǎn)化效率最高達(dá)到60%。”他指著眼前的“空中能手”進(jìn)一步介紹：“就拿續(xù)航來說，普通鋰電池?zé)o人機(jī)最多飛30分鐘，我們的氫能無人機(jī)能飛3到10小時(shí)。一般50公斤起飛重量的鋰電無人機(jī)，續(xù)航只有十幾分鐘，我們的起步就是3小時(shí)，零下40℃的極寒天氣里照樣能長(zhǎng)距離作業(yè)。”雖然氫燃料無人機(jī)造價(jià)略高，但續(xù)航帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是傳統(tǒng)機(jī)型的10倍，尤其適合長(zhǎng)航時(shí)巡檢、應(yīng)急救災(zāi)等任務(wù)，極大拓展了無人機(jī)的應(yīng)用邊界。

談及最新研發(fā)的產(chǎn)品，聶小確特意提到了一款“黑科技”：“我們研發(fā)的氫氣泄漏檢測(cè)變色膠帶，就徹底改變了傳統(tǒng)檢測(cè)模式。以前戶外檢測(cè)氫氣泄漏，得靠專業(yè)儀器來回奔波，現(xiàn)在只需要在管道接口處貼上它，一旦發(fā)生泄漏，膠帶就會(huì)變色。”這項(xiàng)曾被日本企業(yè)壟斷多年的技術(shù)，如今被該團(tuán)隊(duì)突破了卡脖子的瓶頸，產(chǎn)品成本僅為進(jìn)口產(chǎn)品的三分之一，不僅解決了戶外涉氫設(shè)備的檢測(cè)難題，更填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

從地上跑的“小氫出行”，到天上飛的氫能無人機(jī)，再到打破國外壟斷的變色膠帶，盛世盈創(chuàng)的“氫創(chuàng)新清單”越列越長(zhǎng)。而這并非個(gè)例，在西安，越來越多像盛世盈創(chuàng)這樣的企業(yè)正深耕氫能賽道，從核心零部件研發(fā)到終端場(chǎng)景應(yīng)用，一條完整的氫能產(chǎn)業(yè)鏈正在加速成型。園區(qū)里的通勤車、景區(qū)中的漫游工具、高空作業(yè)的無人機(jī)、守護(hù)安全的檢測(cè)技術(shù)……綠色氫能正以可見可感的方式，融入城市的日常肌理。

從“一次握手”到“三代迭代”

院士領(lǐng)航破局寫“氫”章

透過玻璃幕墻，陜西旭氫時(shí)代科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“旭氫時(shí)代”)的車間里，機(jī)械臂正精準(zhǔn)疊合著膜電極與雙極板，氫燃料電池堆在傳送帶上緩緩成型。“這條西北首條全自動(dòng)化氫燃料電池電堆產(chǎn)線，每臺(tái)設(shè)備的參數(shù)里都藏著陶文銓院士團(tuán)隊(duì)的智慧。”旭氫時(shí)代研發(fā)總監(jiān)代一幫說：“這些完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的設(shè)計(jì)，填補(bǔ)了陜西本土氫燃料電池堆生產(chǎn)的空白!”

2021年11月，旭氫時(shí)代在秦創(chuàng)原·氫合灣—氫燃料電池產(chǎn)業(yè)園(智造創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園一期)注冊(cè)成立時(shí)，擺在團(tuán)隊(duì)面前的是一堆亟待破解的難題。作為陜西旭強(qiáng)瑞清潔能源集團(tuán)有限公司旗下專攻氫燃料電池堆生產(chǎn)研發(fā)的子公司，他們深知?dú)淙剂想姵囟炎鳛闅淠苘囕v核心部件的重要性——氫能重型卡車近30%的成本都集中于此?？烧嬉?jiǎng)邮盅邪l(fā)生產(chǎn)，從電堆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到具體的生產(chǎn)工藝，每個(gè)環(huán)節(jié)都像攔路虎。

正當(dāng)企業(yè)一籌莫展之際，秦創(chuàng)原創(chuàng)新促進(jìn)中心伸出援手，幫助對(duì)接了中國科學(xué)院院士、西安交通大學(xué)教授陶文銓團(tuán)隊(duì)。這個(gè)在氫能領(lǐng)域深耕20多年的團(tuán)隊(duì)，手里握著的正是旭氫時(shí)代最急需的“技術(shù)火種”。

雙方很快找到了合作的契合點(diǎn)：院士團(tuán)隊(duì)專注基礎(chǔ)研究和性能提升，旭氫時(shí)代則專攻成果產(chǎn)業(yè)化。這種分工像齒輪一樣精準(zhǔn)咬合，讓科研與生產(chǎn)形成了閉環(huán)。2023年8月15日，“氫躍”一代堆發(fā)布，一舉實(shí)現(xiàn)了陜西本土氫燃料電池堆生產(chǎn)及研發(fā)“零”的突破。“采用具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3D型流場(chǎng)板設(shè)計(jì)，直接推動(dòng)電堆效率躋身國內(nèi)先進(jìn)行列。”代一幫補(bǔ)充道。

在旭氫時(shí)代的產(chǎn)品展廳，三個(gè)不同型號(hào)的電堆樣品像一串成長(zhǎng)的腳印。“從一代堆75kW，到二代堆97kW，再到正在研發(fā)的三代堆150kW，每一步都離不開院士團(tuán)隊(duì)的幫助。”代一幫表示，自2023年11月全自動(dòng)化氫燃料電池電堆生產(chǎn)線投產(chǎn)后，旭氫時(shí)代已完成一代堆工藝調(diào)試、試制試產(chǎn)，以及二代堆改造設(shè)備、調(diào)試工藝，可根據(jù)產(chǎn)品型號(hào)快速實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)切換。最讓人期待的三代堆，體積功率密度達(dá)到4.1kW/L，有望在年內(nèi)項(xiàng)目結(jié)題，投產(chǎn)后每年可滿足1000臺(tái)氫能重卡的需求。

記者了解到，作為科創(chuàng)型企業(yè)，旭氫時(shí)代扎根西安的獲得感滿滿。高校的人才寶庫，秦創(chuàng)原的平臺(tái)支撐，讓技術(shù)攻關(guān)不再是孤軍奮戰(zhàn);員工子女就學(xué)、住宿保障、廠房租金補(bǔ)貼等政策，讓企業(yè)能心無旁騖搞研發(fā);入駐秦創(chuàng)原·氫合灣后，金融機(jī)構(gòu)主動(dòng)上門對(duì)接，更給發(fā)展添了底氣。今年，陜西省氫能領(lǐng)域首個(gè)院士工作站在旭氫時(shí)代掛牌，產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新的路子越走越寬。

如今，位于涇河新城的秦創(chuàng)原·氫合灣—氫能產(chǎn)業(yè)兩鏈融合科創(chuàng)區(qū)正成為氫能產(chǎn)業(yè)的“熱帶雨林”。已建成的氫燃料電池產(chǎn)業(yè)園里，45家簽約企業(yè)中有30家深耕氫能領(lǐng)域，全省首個(gè)氫燃料電池共性測(cè)試平臺(tái)、氫能產(chǎn)業(yè)展示中心相繼落地。隨著在建的氫能汽車產(chǎn)業(yè)園逐步成型，這里正書寫著給人無限遐想與期待的“氫”新篇章。

0.1毫米鈦箔“點(diǎn)氫成金”

“西安方案”助力燃料電池降本延壽

“載重10公斤、續(xù)航2小時(shí)，這還只是35兆帕氫氣罐的水平，換成70兆帕，能飛5小時(shí)，如果用液氫的話，續(xù)航按天算!”7月25日，西部金屬材料股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱：西部材料)聯(lián)合技術(shù)中心主任助理、氫能事業(yè)部負(fù)責(zé)人李禹辰介紹氫能無人機(jī)時(shí)，語氣中難掩自豪。

這架看似普通的無人機(jī)背后，藏著西安氫能產(chǎn)業(yè)突破瓶頸的關(guān)鍵——以鈦材料為核心的氫燃料電池技術(shù)，破解了相關(guān)產(chǎn)品成本高、壽命短的行業(yè)難題。事實(shí)上，依托自身在稀有金屬加工領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，西部材料在氫能制取與應(yīng)用的關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破。

從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)鏈

鈦材料重構(gòu)氫能核心部件

7月25日，記者走進(jìn)西部材料的生產(chǎn)車間，0.1毫米厚的鈦箔材在流水線上輕盈流轉(zhuǎn)。

西部材料氫能事業(yè)部箔材項(xiàng)目負(fù)責(zé)人師明杰負(fù)責(zé)鈦及鈦合金箔帶材的新產(chǎn)品研發(fā)工作，他拿起一片鈦箔解釋道，鈦的密度約4.5克/立方厘米，比不銹鋼輕了約50%。相同電堆用鈦雙極板，無人機(jī)能多載約30%的貨物，續(xù)航提升50%以上。

在制氫環(huán)節(jié)，西部材料的創(chuàng)新成效更為突出——針對(duì)質(zhì)子交換膜(PEM)電解水制氫設(shè)備，團(tuán)隊(duì)開發(fā)的沖壓鈦極板，用0.3-0.5毫米鈦板替代傳統(tǒng)2-3毫米厚的蝕刻鈦板，材料成本直降約75%，在解決高質(zhì)量鈦基材和沖壓工藝難題后，鈦極板價(jià)格可降低90%以上，讓核心部件價(jià)格“打一折”。

值得一提的是，西部材料“三峰結(jié)構(gòu)”復(fù)合氣體擴(kuò)散層，將鈦粉末與纖維氈完美結(jié)合，既解決了傳統(tǒng)材料“強(qiáng)度高則孔隙率低、傳質(zhì)效率高則易變形”的矛盾，又讓電堆電流密度顯著提升，使西部材料成為業(yè)內(nèi)唯一能批量供應(yīng)大尺寸微孔擴(kuò)散層的企業(yè)。

記者了解到，AEM電解水是備受關(guān)注的前沿制氫技術(shù)。在這一領(lǐng)域，西部材料同樣拿出了“西安方案”。西部材料電解水項(xiàng)目負(fù)責(zé)人高建平說：“這復(fù)合泡沫鎳，用多孔傳輸層做功能層，普通泡沫鎳做結(jié)構(gòu)層，性能追平昂貴的鎳氈，價(jià)格卻降低近一半。”

從海綿鈦到電堆

全產(chǎn)業(yè)鏈參與讓成本瘦身更有底氣

“國內(nèi)氫燃料電池發(fā)展遇到的問題，不僅涉及技術(shù)領(lǐng)域，而且包括產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。”在西部材料氫能委員會(huì)主任劉詠看來，行業(yè)痛點(diǎn)的根源，在于上下游“各管一段”。

西部材料的破局之道，是打通從海綿鈦到氫燃料電池、電解水電堆核心零部件的全產(chǎn)業(yè)鏈。

劉詠?zhàn)院赖卣f：“我們是全球唯一一家從海綿鈦到鈦的雙極板，全流程自主可控的氫燃料電池關(guān)鍵零部件供應(yīng)商，可以為相關(guān)企業(yè)提供一體化解決方案。”事實(shí)證明，這種全鏈條參與，讓成本控制有了更足的底氣。

劉詠坦言：“我們?cè)跉淠茉搭I(lǐng)域應(yīng)用鈦材恰好解決了這個(gè)問題，尤其是我們現(xiàn)在制定了很多標(biāo)準(zhǔn)。比如，氫燃料電池里使用鈦材應(yīng)該遵循的標(biāo)準(zhǔn)，甚至包括氫燃料電池的一些標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)制定完成后，鈦材可以更好地應(yīng)用到氫能領(lǐng)域的各類產(chǎn)品中。”劉詠說。

目前，西部材料與下游各頭部氫燃料電池企業(yè)建立了密切的合作關(guān)系，通過這些合作，逐漸擴(kuò)大雙極板和氣體擴(kuò)散層等產(chǎn)品的規(guī)模。“十五五”期間，雙極板產(chǎn)能規(guī)模計(jì)劃達(dá)到1000萬片，氣體擴(kuò)散層產(chǎn)能規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)到5萬平方米。

從人才到技術(shù)

西安優(yōu)勢(shì)助力氫能產(chǎn)業(yè)“加速跑”

“陜西鈦加工量占全國約60%，但長(zhǎng)期‘兩頭在外’——原料在外、市場(chǎng)在外。”在西部材料聯(lián)合技術(shù)中心主任助理、氫能事業(yè)部負(fù)責(zé)人李禹辰看來，這曾是本地鈦產(chǎn)業(yè)的痛點(diǎn)。

而氫能的興起，讓西安找到了破局的突破口。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)電解槽中約70%的成本來自鈦部件時(shí)，西部材料毅然投入數(shù)千萬元研發(fā)資金，依托西安人才密集、技術(shù)領(lǐng)先的特點(diǎn)，將鈦加工優(yōu)勢(shì)延伸到氫能終端產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。

實(shí)驗(yàn)室里，西部材料研發(fā)工程師李士玲對(duì)鈦雙極板空冷電堆進(jìn)行性能測(cè)試，她的工作目的是“讓每克鈦都能釋放最大能量”。

李士玲告訴記者，鈦雙極板對(duì)氫燃料電池的促進(jìn)作用顯著，與石墨雙極板相比，鈦雙極板能減輕電堆重量，提升儲(chǔ)能續(xù)航能力，在車載使用中抗震能力更強(qiáng)，也更穩(wěn)定。

目前，西部材料11位博士組成的氫能材料研發(fā)團(tuán)隊(duì)已攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：抗氫脆鉑涂層技術(shù)，在不影響性能的前提下降低了鉑層厚度，既降低成本又防鈦板變形;新型鈦合金材料讓雙極板沖壓深度從0.35毫米提升到0.5毫米，讓氫氣傳輸效率更高……

這些突破，吸引多家本地企業(yè)合作，共同打造“西安造”大功率氫燃料電池。“隨著氫燃料電池的普及，我們相信，鈦在雙極板氫燃料電池中的應(yīng)用規(guī)模將越來越大，成為西安鈦材和氫能發(fā)展的關(guān)鍵紐帶。”劉詠如是說。