應用氫氣,西瓜能夠提前兩周送到消費者的餐桌上,這是怎么回事?
在北京海得利茲新技術有限公司(下稱海得利茲)的展廳里,該公司CEO于民告訴中新經緯,冬天西瓜育苗需要大量熱量,西瓜大棚傳統供熱方式為熱泵,電量消耗大。
而現在,海得利茲甲醇氫能熱電聯供系統在龐各莊西瓜大棚示范應用,在為大棚照明供電的同時,還能利用發電產生的余熱為大棚升溫。“現在西瓜成熟的時間可以提前兩到三周。”于民說。
在北京氫璞創能科技有限公司(下稱氫璞創能)的展廳里,雙極板比A4紙還薄、方寸間布滿數百條縱橫交錯的精密流道,氫氣、氧氣、冷卻液就在這些流道里傳輸,發生電化學反應。據介紹,氫燃料電池能夠驅動載重數十噸的礦卡長途奔波,還能在零下40攝氏度的極寒中為油氣田穩定供電、供暖……
氫氣應用距離普通人的日常生活還有多遠?近期,中新經緯走訪了北京大興國際氫能示范區。
從“手搓”裝配到自動化產線
公開資料顯示,氫璞創能是一家燃料電池電堆生產企業,成立于2010年。
氫璞創能研發工程師馬瑞真介紹道,氫燃料電池電堆是氫燃料電池系統的“心臟”,碳復合板電堆的“骨骼和血管”是雙極板,起到支撐膜電極、輸送反應氣體(氫氣與氧氣)的作用。現在,氫燃料電池應用極為廣泛,覆蓋港口干線物流、短途及長途運輸、城際配送、內河船舶、軌道交通等多種車載應用場景。
氫燃料電池系統與普通鋰電池等有什么區別?氫璞創能生產經理顧旭告訴中新經緯,鋰電池相當于是電的“倉庫”,需要的時候可以使用其中儲存的電能。而氫燃料電池系統實際上并非電池,而是發電裝備,氫氣與氧氣通過催化劑發生大規模、快速的電化學反應,產生直流電。
馬瑞真告訴中新經緯,氫燃料電池系統不涉及燃燒和機械損耗,副產物僅為水和熱,是真正的零污染能源。
此前,“發電貴”是氫能的一大標簽。氫璞創能品牌總監李世言告訴中新經緯,如今通過材料、設計、工藝等創新,氫能燃料電池系統成本已大幅下降。
“五年前,燃料電池電堆每千瓦的成本大概要上萬元,現在我們的電堆每千瓦只需一千元左右,氫燃料電池系統每千瓦在兩三千元區間。”李世言說。
這“一個零”是如何砍掉的?馬瑞真分解了電堆的成本構成:催化劑約占50%,雙極板約20%,質子交換膜約10%。
“催化劑、質子交換膜這些關鍵材料,以前主要靠進口,價格非常昂貴。”馬瑞真說,現在氫璞創能和中國供應商深度合作,通過優化流道設計,在保證性能的同時,大幅降低了鉑金等貴金屬的載量,成本大幅下降。而雙極板生產工藝則從激光蝕刻升級為模壓一次成型,良品率從50%提升至99%,大幅降低生產成本。
產線自動化是另一張降本王牌。馬瑞真表示,在氫燃料電池早期的應用探索階段,電堆的生產完全靠工程師“手搓”。具體來說,就是手工將單片的底板和膜電極組合成“三明治”結構——兩個雙極板加一個膜電極形成一個單電池,再將多個單電池堆疊起來。
她解釋說,電堆由數百個單電池疊壓而成,每一片的平整度、密封性都至關重要,稍有錯位或泄漏,整個電堆的性能和壽命就會大打折扣。
“國內當時沒有現成的產線可以買。當時氫璞創能創始人歐陽洵、賴平化工程師帶著團隊自己設計、研發了出來。”李世言說。
2016年,氫璞創能建成中國首條自動化電堆生產線。“從點膠、堆疊到封裝,全部實現自動化。”李世言說,這樣生產出來的電堆,一致性、密封性、良品率等遠超人工組裝,壽命和可靠性都大幅提升,也為大規模商用奠定了基礎。
中新經緯在氫璞創能自動化電堆生產線看到,現場工作人員數量較少,多支機械臂在同時運轉,能夠實現電堆快速組裝。
從叉車到高鐵
在降本的同時,氫璞創能的另一個技術箭頭指向“更高功率”。
“市場需求一直存在,但此前技術限制了應用場景。”馬瑞真說,早期電堆功率小,只能用在叉車上;做到80千瓦,可以驅動城市公交;做到100多千瓦,匹配了早期的重卡。但真正高負載、長運距的物流運輸,需要更大動力的電堆。
氫璞創能將電堆功率不斷向上突破,從70千瓦、150千瓦,直至研發出兆瓦級(1000千瓦)電堆。
馬瑞真表示,做到兆瓦級后就可通過調整片數適配船舶、軌道交通(500千瓦級)等不同場景,解決多堆并聯穩定性差、成本高的行業痛點。
李世言說,今年氫璞創能還將大力布局高鐵、重載無人機、船舶等應用場景。
在低空經濟領域,氫燃料電池為無人機,特別是重載無人機帶來了續航突破。“我們的氫能系統,能讓無人機在同等載重下,飛行時間達到鋰電池的2到3倍。”李世言表示,這在森林防火巡查、電力巡檢等場景中價值巨大。
此外,公司也在探索更貼近民用的場景,例如氫能兩輪車。“采用固態儲氫罐,像換煤氣罐一樣方便。一罐60克氫氣成本約一兩塊錢,能跑50-80公里。”馬瑞真算了一筆賬,雖然整車目前價格仍高于高端電動自行車,但其長壽命和環保回收優勢,在全生命周期內有其競爭力。
不止于交通
氫能的舞臺不止于交通。在同一產業園內,海得利茲展示了氫能的另一種打開方式。
公開資料顯示,海得利茲成立于2017年,從事甲醇重整制氫、高溫質子交換膜燃料電池技術研發與產業化,是一家分布式制氫/發電/供熱設備與行業解決方案供應商。
“我們是用氫不見氫。”于民告訴中新經緯,該公司的技術路線主要是甲醇重整制氫與高溫質子交換膜燃料電池。
于民表示,甲醇重整制氫,就是直接將液態甲醇轉化為氫氣,甲醇常溫常壓下是液體,儲運遠比高壓氫氣安全便捷。“氫燃料電池的規模化應用需要解決氫氣低成本要求。但是氫氣的運輸成本高居不下是行業痛點,也影響了低溫燃料電池交通的經濟性。氫氣以甲醇形式運輸效率是運輸氫氣的近20倍,這樣就可以把遠距離氫氣運輸到需要的地方,大幅降低運輸成本,提高能源利用率。”
而高溫質子交換膜燃料電池能夠與甲醇重整制氫設備配合使用,從而發電和產熱。其最大優勢是對極端環境的耐受性。“系統能在-45攝氏度至55攝氏度使用環境下穩定工作,使用能源為甲醇,零下45攝氏度也不結冰。”于民說。
于民向中新經緯展示了幾天前剛完成的一組測試數據:在北京近期零下10攝氏度的寒夜里,一臺5千瓦的移動發電供熱設備,通過50米長的保溫管路循環,為模擬的野外作業場景持續供暖,回水溫度仍能保持在48攝氏度以上。“傳統柴油發電機低溫啟動困難,噪音大、有排放。我們的設備靜默式工作、低碳、高效,在極端環境下都能正常工作,提供穩定電力的同時,余熱正好用于生產保溫和生活取暖。”
據介紹,目前,海得利茲的產品已在通訊基站供電、零碳園區、分布式供電/熱電聯供、船用電源、應急救災電源等多個領域獲得訂單或示范應用。2026年,公司意向訂單已達到約5000萬元。
“2024年我們進行了商業化試水,2025年才是真正的規模化商業化元年。”于民坦言,公司正處在從技術驗證到市場擴張的關鍵爬坡期,首要任務是擴大產能、降低制造成本。
目前,高溫燃料電池電堆因處于產業化初期,成本仍較高。海得利茲計劃投入建設膜電極、電堆等核心部件的自動化生產線。“參照低溫燃料電池的發展軌跡,隨著產業鏈成熟和規模上量,成本有巨大的下降空間。”于民說,該公司的目標是2026年年內將單堆功率從目前的5千瓦提升至30千瓦,以滿足油氣田、大型園區等百千瓦級應用的需求。
從融資與市場環境來看,國家層面連續出臺多個支持“氫氨醇”作為能源載體的指導文件,或將驅動行業發展。
歐陽洵告訴中新經緯,2025年,氫璞創能接洽的投資機構比前年(2024年)多,但公司開始做減法。“我更愿意等那些看懂了氫能二十年周期、愿意陪我們慢慢打磨技術的戰友,而不是拿了錢就得趕緊變現的‘快槍手’。”
2025年10月,《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》提出,推動量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經濟增長點。
此后,國家能源局發布《關于促進新能源集成融合發展的指導意見》中指出,穩步建設綠色氫氨醇(氫基能源)綜合產業基地。支持各地結合綠色發展需求和資源條件,規劃建設綠色氫氨醇、可持續航空燃料等氫基能源產業。
“政策層已經清晰地認識到,要規模化利用可再生能源,必須解決氫能的儲運經濟性問題,甲醇、氨是重要載體。這對我們是重大利好。”于民也期待,未來政策能在“站內甲醇制氫加氫一體化”、前沿技術產業化的“戰新基金”引導以及AI算力中心、零碳園區等具體場景的綠色能源應用標準上,給予更明確的支持,加速整個生態的構建。
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