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淄博凭什么示范?东岳掌握“氢燃料电池芯片”首创人坦言研发太烧钱,东岳大帝。

福州有家装饰工程通讯 2024-10-02 0

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这三大示范区域,是国家五部委从中国近20个城市群争相报送的方案中综合多方考虑后精挑细选的,将承担着构建氢燃料电池汽车家当链条的任务。

值得关注的是,在京津冀、上海、广东三大示范城市群中,山东淄博是唯一一个同时入选的互助城市。

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如果说淄博与京津冀尚有间隔上风,与上海、广东则远隔千里,缘何三大示范城市群均把淄博这座传统老工业城市纳入个中?

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(图片来自网络侵删)

唯一的入选者

“在京津冀、上海、广东三大示范城市群中,淄博是唯一同时入选的互助城市,东岳集团又是唯一同时入选的企业。
这是由于东岳节制了氢能燃料电池汽车的关键核心技能——质子交流膜。
它被称为‘氢燃料电池芯片’,是这一家当链条上不可或缺的一环。
”山东东岳未来氢能材料株式会社(以下简称“东岳氢能”)副总经理王振华博士说。

与传统汽车引擎构造不同,氢燃料电池汽车发动机核心是电堆,电堆的关键是膜电极,膜电綦重要由质子膜、催化层、扩散层等构成,个中最关键的便是这张薄如蝉翼、只有十几微米厚的质子交流膜——氢气被注入到电池阳极后,在催化剂浸染下,氢气的电子与质子分离,质子交流膜选择性地只许可质子通过到达阴极,电子从外电路到达阴极,直接产生电力,而并非氢气燃烧生电。

目前,环球能够知足车用氢能燃料电池商用技能哀求、实现量产的,只有两家公司,山东东岳集团是个中之一。

这统统还要从东岳集团拥有的“薄如蝉翼、贵如黄金”的两张膜——离子膜与质子膜提及。

上世纪80年代初,东岳集团创始人张建宏从海军复员还乡后,带领村落建筑队到济南一家化工厂做工程。
当听说这家化工厂拆除了两台生产无水氟化氢的转炉后,张建宏将这两个“铁疙瘩”拉回桓台县,带领38个“庄稼汉”开起了州里化工厂,从此进入氟化家当。
后来,他们又投建了中国第一套单体年产3000吨的聚四氟乙烯工厂。

2003年,在杭州召开的一次氟材料会议上,时任东岳集团总裁刘传奇先容了聚四氟乙烯产品的干系情形,引起了在座的上海交通大学化工学院张永明博士的兴趣。
当时,张永明正研发全氟离子膜,东岳集团生产的聚四氟乙烯单体,正是离子膜的关键质料之一。

张永明怀着试试看的心情,提出互助研发离子膜。
令他意外的是,东岳集团董事长张建宏在一周内就赞许了他提出的所有条件。
非但如此,张建宏还承诺,“项目研发用什么样的人、安排什么事情岗位和职务、给予什么样的人为报酬,完备由你决定。

2003年8月,张永明在第一次提出互助短短20多天后,便来到东岳,正式投入到离子膜的研发。

原化工部副部长李勇武曾回顾说:“全氟离子膜是一个国家级难题,被列为化工部十大科技难题之首。
从‘七五’开始,3个五年操持都没能攻关下来,后来试图购买、用市场去换外国技能,都没有成功。

当时中国氯碱产能已达两千多万吨,已是氯碱大国。
但氯碱装置须要每两年改换离子膜一次,每次换膜,本钱高达数千万元。
也因此有人称“全体中国氯碱工业,一贯在为国外的离子膜打工。

为保工业安全,国家不得不保留早已过期、约占总产能15%的隔膜工艺产能,以备时时之需。

2009年,随着东岳氯碱离子膜的量产和万吨氯碱装置投产,入口离子膜价格应声大降45%。
国家发改委当即下文,一次性全面淘汰了隔膜工艺氯碱产能。

2008年,温哥华AFCC公司(奔驰—福特车用燃料电池公司)一专家返国稽核,张永明教授将其约请到东岳集团。
温哥华被业界称为环球氢燃料电池“发源地”“大本营”,聚拢了浩瀚研发机构和有名企业。

这位华人专家详细先容了氢燃料电池汽车家当技能发展、市场运用前景以及AFCC。
这引发了张建宏和张永明的浓厚兴趣。

原来,氯碱离子膜与燃料电池质子膜分属两大家当,却同属氟化家当,有着共同的质料——全氟磺酸树脂。
东岳集团研发离子膜过程中,已拥有了从萤石到四氟乙烯、再到全氟磺酸树脂的上游家当链条,向下贱研发事半功倍;AFCC则能根据汽车公司实际市场运用,供应技能辅导、试验评价以及改进见地——这即是为上游核心部件的研发供应了与汽车家当需求相对接的方向。

眼看氯碱离子膜研发已近成熟,张建宏和张永明又组建起新的研发团队,动手攻关质子膜。

“从0到1的研发,太烧钱了”

东岳集团研发离子膜与质子膜,相似之处是,攻关的都是“卡脖子”的关键技能,难度巨大;不同的是,氯碱离子膜市场广阔,而作为氢燃料电池核心部件的质子膜,当时险些看不到运用前景,乃至多个汽车巨子中途离场,纵然研发成功,也不一定就能带来相应的收益。

作为后来者,张建宏提出了“以高补晚——引进高新技能缩短行业差距,以大补晚——扩大规模、提高产量;以快补晚——用其他企业1/3的韶光投入生产”的赶超方法。

起步阶段,东岳集团只能在实验室从研发手动质子膜开始,同时对标前辈公司的技能路线。
但东岳也有自己的上风——多年氟化家当的技能履历储备,能够自行生产质料。

研发是一项高额的风险投资:张建宏划拨100万元,专门用作张永明课题经费,投资1亿元建了海内一流的研究院。
东岳从北大、清华、中科院等引入了260多名博士、专家,到淄博安家落户,又分别在上海、北京、深圳、日本、加拿大、德国建立6个研发中央……有一年研发项目投入高达5亿元以上,而东岳集团当时年发卖收入只有8个亿。

前沿科技的研发,宛如在岔路浩瀚的山道上前行。
东岳集团首先攻关的,是当时霸占环球主流的均质膜技能。
眼看着小批量生产试验已经完成,产品性能也令人满意,可2012年运用增强材料的复合膜,以强度更高、寿命更长、性能更优,得到了业界与市场的广泛认可,东岳集团不得不急打方向、调换路线。

“研发最大的风险就在于路径的选择。
一个产品终极能否从实验室走向市场,取决于本钱、寿命、性能等综合指标能否达到客户需求,有时研发就像走到一个岔路口,有的路径在单一指标上具有上风,可沿着这条岔路走下去,却创造其他指标无法知足。
只好退回到岔路口,从头开始……”东岳氢能研究所所长王丽坦言,质子膜研发经历了几十个重大关口,只有每个路口都选对了,才能成功。

研发,对标,改进,再研发,再对标,再改进……至今,张永明已数不清自己在研发中碰着多少棘手的难题,在实验室度过了多少个不眠之夜。
但每逢挫折、困难,乃至研发陷入结束时,张建宏与东岳集团从未动摇。

随着环球碳中和时期来临,氢能汽车市场前景逐渐明朗。
2012年AFCC在环球展开了一场大筛选,包括中国东岳集团,美国戈尔公司、杜邦公司,日本旭硝子公司,德国巴斯夫公司等十几家企业,送交样品参与评测。
终极,东岳集团“通关”,双方开始签约互助进行量产稳定性、适应性和经济性等指标的攻关。

2016年11月27日,AFCC燃料电池首席实行官安德鲁斯来到东岳集团,亲手将燃料电池膜成功打破6000小时寿命加速测试的证书交给张建宏。
双方还签署《联合开拓协议》,全面深化计策互助。

在张建宏看来,拿到这张证书,意味着东岳燃料电池膜达到环球一线水平,可用于奔驰、福特的量产氢燃料电池汽车,也意味着拿到了进军环球氢燃料电池汽车市场的“通畅证”。

目前,环球通过测试的只有两家公司,除东岳外,另一家是美国戈尔公司。

业界公认质子膜有两大紧张上风,一是性能好,二是寿命知足永劫光运用哀求——这就有了本钱、经济性担保,也就能打通市场化、家当化的阻隔。
“为什么质子交流膜,中国只有东岳一家做?由于研发太难、路线长、耗时长。
十多年至今还在赔钱,年年赔几千万。
如果不是有东岳集团的支持,研发不可能持续。
”如今已是东岳集团首席科学家的张永明感慨。

不过,谈及两张膜的研发,张建宏却坦言,“对付民营企业来说,特殊是创业过程中缺少积累的期间,我不建议大家搞0到1的原始创新,由于太烧钱了,不愿定性太强,一样平常民营企业搞不了。

家当链闭环

前沿技能的研发,终极是为了市场化和家当化运用,2017年东岳集团专门设立了东岳未来氢能材料有限公司。

氢能成为未来主流能源的趋势,也已日渐清晰:中国政府做出了“碳达峰、碳中和”的承诺,并于2019年将氢能写入政府事情报告;美国、日本、德国、韩国等,也均公布了发展氢能家当的行动目标及技能路线图。
有关统计显示,2019年海内共生产燃料电池商用车超过3000辆,生产和运用规模跃居环球第一。

2020年11月18日,东岳氢能质子交流膜生产线一期工程投产,一期工程年产量为50万平方米,二期工程估量今年可投产。
项目全部达产后,年产能可达150万平方米,每年可支撑10万辆氢能汽车的需求,将成为环球主要的质子膜生产基地。

按照每辆氢能汽车利用10-15平米质子膜,每平米质子膜1000元粗略估算,全体项目可产生15亿元发卖收入。

目前,东岳氢能的质子膜大部分在海内市场发卖,并已进入福特奔驰供应商目录、就详细商务条款进行会谈。
“比较国际其他竞争对手,东岳的上风在于,形成了从质料、中间体、单体、聚合物到成膜技能等氟化工百口当链条,既能从上游担保质子膜质料的供给,也能从下贱产品设计出发,将上游质料作为变量,知足市场需求。
”王丽说。

不过,任何一项前沿技能能否从实验室走向市场,不仅在于关键技能的单点打破,更在于全体链条均衡发展,形成家当的闭环。
氢能家当链,包括上游氢气制取、储存、运输,中游燃料电池系统及零部件生产制造,下贱氢燃料电池运用等环节,绝非某家企业一己之力所能为。

“国家哀求必须打破关键核心技能,打造自主可控的家当链,支持跨区域强强联合。
这为东岳带来了主要发展机遇。
”张建宏先容,东岳与全国50余家下贱上风企业签订了互助意向书。

东岳氢能副总经理王振华表示,一方面,参与示范的企业可得到政府政策鼓励和褒奖支持,另一方面,能够助推东岳燃料电池膜的市场化推广,提升产销量和显性效益。
与此同时,大规模、成体系的示范运用,将实现批量化过程中的技能迭代和完善,匆匆使东岳燃料电池膜在技能性能、质量水平等方面进一步打破。

事实上,东岳集团所在的淄博,已率先推动氢能汽车市场化、家当化发,将氢能作为城市的“一号工程”重点扶持。

作为氢能大省,山东年产氢气260万吨,居全国首位。
老工业城市淄博氢气年产量约48万吨,占18.46%,仅氯碱副产氢气年产量就达3.2万吨,供氢本钱持续稳定在35元/公斤旁边,具有一定的价格上风。

2019年9月18日,东岳集团与海内氢燃料电池发动机龙头企业——北京亿华通科技株式会社(688339)签订计策互助协议,在淄博互助共建氢能家当园,形成从燃料电池电控,到燃料电池系统、电堆以及关键部件(膜电极、双极板)的一体化产研结合体系,打造自主可控的氢燃料电池家当链。

同时,淄博还引入了爱德曼燃料电池发动机家当化项目、吉利汽车年产15万辆新能源高端商用车项目,全力打造以东岳集团为中央的淄博氢燃料电池关键部件及材料家当集群。

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