视频剪辑:张雪妮
央广网西安8月2日消息(记者刘昱 实习记者张雪妮)作为陕西省34条工业重点产业之一,氢能产业在三秦大地蓬勃发展。其中,西安市肩负着打造“陕西省燃料电池产业核心区”“关中氢能装备研发制造中心”的双重使命。在国家“双碳”战略引领下,如今,这一未来产业的蓝图已在古都西安大地落地生根,氢能产业从规划走向实践,呈现出强劲的发展势头。
技术破茧
产业链多点突破
在西咸新区秦创原·氢合湾的展厅里,一架载重50公斤的无人机,如何实现3-10小时的续航?答案就藏在背上的氢能装置里。
“锂电池无人机的续航时间普遍在10-30分钟,而氢燃料电池驱动的无人机,续航至少3个小时,如果把气罐换成液罐,可以飞行10个小时左右,这样就极大提升了无人机的应用场景。”盛世盈创氢能科技(陕西)有限公司总经理聂小确介绍,续航时长的增加,将进一步拓展无人机在低空经济、物流运输、应急等方面的应用场景。
秦创原·氢合湾展馆里的氢能无人机(央广网记者 刘昱 摄)
在产品展示区,氢能无人机、氢能观光车、氢能单车……这些氢能产品已经在特定园区、景区投入使用。
“我们研发了全国首台(套)供氢系统。这套系统采用Ⅳ型瓶,搭载这套系统的重卡车辆能减轻900多公斤重量。安全性经过了穿甲弹冲击、高温灼烧等9到11项严苛实验验证,目前全球仅3个国家具备生产条件,我们算其中之一。”聂小确自豪地介绍,近期,企业研发的氢能交通用燃料电池动力系统,通过质子交换膜、膜电极、催化剂层等9项专利核心技术,有效提升了氢气利用率和疏水性能,使氢燃料电池转化效率最高达到55%。
在西安经开区,作为陕西钛产业链链主,西部金属材料股份有限公司在深耕钛产业30年的基础上,在氢能的赛道上迎来新的蓝海。
“一块0.1毫米的钛板,能让氢燃料电池寿命翻4倍、成本降40%,钛极板的成功研发成为我们钛产业延链的核心。”西部金属材料股份有限公司氢能委员会主任刘咏介绍。
运用钛基材的PEM电解堆(央广网记者 刘昱 摄)
氢燃料电池是整个氢能链条的核心产品,双极板是燃料电池的核心部件之一。金属双极板目前主要以不锈钢双极板和钛双极板为主,钛双极板具有服役寿命更长、镀层成本更低且能够预镀涂层再加工的核心优势。
然而,制作出高品质的钛双极板谈何容易。
“钛箔冲压曾让全球同行头疼,因为太硬易裂,太软失强。我经过137次实验,让钛箔像‘金属丝绸’一样精准延展,既释放应力,又精准控形。”西部金属材料股份有限公司相关负责人介绍,西部材料公司依托于自己钛产业优势和加工优势,首先突破了高质量精密钛箔批量化制备技术,打破了国外卡脖子技术难题,通过自主研发掌握钛双极板全部关键技术,西部金属材料成为目前业内唯一掌握钛双极板全工序加工流程的企业。
截至目前,西安市引育落地氢能企业120余家,企业数量约占陕西省1/2,氢能产业已成为西安市未来产业发展的新名片。
创新赋能
产学研贯通融合
在陕西旭氢时代科技有限公司(以下简称旭氢时代)的展厅内,一个看似普通的燃料电池堆出现在展览布局的重点区域。
旭氢时代与西安交通大学院士团队共同研发的燃料电池堆(央广网记者 刘昱 摄)
“这个燃料电池堆是我们公司和西安交通大学陶文铨院士团队共同设计、生产的,单堆功率最高达81kW,体积比功率达3.38kW/L,达到了国内先进水平。”旭氢时代行政人事部经理蒋婷介绍,作为燃料电池系统的核心组成部分,可用于商用车、应急备用电源等多个领域。
今年4月底,陕西旭氢时代科技有限公司院士工作站正式获得授牌,成为陕西省氢能领域的首个省级院士工作站。该工作站是旭氢时代与西安交通大学陶文铨院士团队联合成立的集产学研于一体的协同创新平台,主要围绕氢燃料电池堆及关键材料、零部件进行研发。
“院士团队负责氢燃料电池基础及性能提升研究,我们则将科研成果在产业中实际应用。双方开展产学研深度融合,一步步攻克产品研发技术难关。”旭氢时代研发总监代一帮介绍,从一代堆75kW,到二代堆97kW,再到正在研发的三代堆150kW,每代技术的升级都是产学研深度结合的成果见证。
陕西省氢能领域的首个省级院士工作站(央广网记者刘昱 摄)
当前,陕西旭氢时代建成西北首条全自动化氢燃料电池堆生产线,年产2000台套,产值约3亿/年,实现了陕西本土氢燃料电池堆生产及研发“零的突破”。此外,该电池堆采用具有完全自主知识产权的3D型流场板设计,综合性能可达国内先进水平。
在西安,旭氢时代“科学家+工程师”这类校企深度合作的模式不在少数,也正是基于产学研深度融合,西安市在氢能成果转化方面取得硕果:西安市先后承担了国家科技部《面向重型载货车用燃料电池发动机集成与控制》等重点研发项目,已在大功率燃料电池重卡集成开发方面取得突破;年产3000台燃料电池电堆生产线正式投产;石墨烯复合固态储氢材料产线建成投产;国内首套自主研发桌面式连续有机液体储氢与放氢装置即将正式投产;全国首台液氢无人机样机试制并成功测试;氢电绿色能源系统生产线及西北首条氢能风冷堆燃料电池全自动产线投产达效。
集群崛起
区域协同共进
“氢能产业链的链条是比较长的,从制氢、储运、加注、应用各个环节都有,包括我们为了引导氢能企业的落地,我们还建设了氢燃料电池共性测试平台。”西咸新区泾河新城产业园区发展有限公司副总经理于志超介绍,目前产业园区共有45家企业入驻,其中氢能企业有30家,占陕西省氢能企业的1/3,西安市的1/2,落地企业已经涵盖了氢能的全产业链,氢能产业的产值已经达到了12亿。
氢燃料电池共性测试平台(央广网记者刘昱 摄)
2022年,陕西省出台《陕西省“十四五”氢能产业发展规划》,规划提出陕西省将按照布局合理、各有侧重、协同发展的原则,打造“一核引领,两轴联通,三心支撑”的氢能发展格局。其中,“一核引领”是依托西咸新区打造陕西省燃料电池产业核心区。
当前,西咸新区已建成秦创原·氢合湾-氢燃料电池产业园,创建孵化招引氢燃料电池系统、制加氢装备头部企业,加速核心零部件企业集聚,已初步形成覆盖上中下游各环节的氢能全产业链发展形态。同时,秦创原·氢合湾-氢能汽车产业园正在建设中。
“两轴联通,三心支撑”的规划布局,推动陕西省各区域在氢能产业上的协同合作。
西安市协同榆林、渭南、韩城、商洛等区域形成合力,共推氢能产业发展。其中,与榆林开展研发应用协同,发挥西安在研发创新及榆林在应用场景的优势,落地以清安优能为代表的跨区域协同项目,实现世界首个含氢能的零碳多能源供需系统的实用化和规模化示范应用;
打通关中氢能物流走廊,与渭南、韩城开展氢源保障协同,维纳氢能运力平台与旭强瑞合作开展氢能物流走廊(西安至韩城)运输测试运营,氢能重卡已投运应用于韩城市省属国企龙钢公司的运输场景;
与商洛探索开展就地风、光电解水制氢、加氢,通过氢能重卡运输砂石料等应用场景……
看今日西安,氢能产业布局气象万千:以“一先导”为旗,西咸新区挺立潮头,“两基地”为核,西安高新区汇聚智慧熔炉,西安经开区则铸就关键材料的坚实脊梁;“多场景”全面铺展,在城市的脉络间实践应用,精心构筑的产业经纬,正加速将西安推向“全国氢能科创之都”的智慧高地,铸就“全国氢能装备及燃料电池产业集聚高地”的发展格局。

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