铅笔和钻戒有什么共同点?
答:铅笔芯和钻石,本质上是一种东西——碳。它们都是碳元素的同素异形体。而让石墨这种廉价碳发挥出比钻石更有价值的作用,这就是上海嘉裕氢鹏科技有限公司(以下简称“嘉裕氢鹏”)“点石成金”的看家本领了。
由嘉裕氢鹏以石墨为主要原材料生产的氢燃料电池超薄超精细石墨双极板,长期是市场备受瞩目的产品之一,该公司也由此长期名列国内市场石墨(含复合)双极板出货量前五企业的榜单。
氢燃料电池汽车示意图。(图片由嘉裕氢鹏提供)
作为“骨架”级性能元件,双极板质量的好坏直接决定氢燃料电池电堆输出功率的大小和使用寿命的长短。把双极板越做越好,不断提高中国氢燃料电池的性能,就是嘉裕氢鹏的使命和追求。
今年5月,包括嘉裕氢鹏在内的上海嘉定氢能港9家企业与克拉玛依签订氢能产业投资合作协议。从此,克拉玛依氢能产业发展掀开了新的一页。
今天,就让我们走近嘉裕氢鹏,了解它“点石成金”背后的故事,共同展望克拉玛依氢能产业发展更美好的明天。
发愤图强 打破垄断
从2008年到2023年,嘉裕氢鹏是中国石墨及碳素制品行业从弱到强的见证者、亲历者。
“早些年,这一行业只要是高端的材料清一色都是进口的,不是日本的,就是欧美的。”嘉裕氢鹏销售总监王康回忆起企业起步时的情景说:“那时候,进口产品的市场占有率高达95%。很多国内的工厂都是做粗加工赚‘白菜钱’,外企进行精细化处理之后再以十倍、几十倍的价格卖回来。”
这一情况同样深深地刺激了嘉裕氢鹏的创始人王勇,他瞄准了石墨及碳素制品产业。
嘉裕氢鹏研发的石墨双极板。(图片由嘉裕氢鹏提供)
在15年的时间中,从项目设计、程序制定、实际生产、产品检测到最后的售后服务,嘉裕氢鹏一步一个脚印,构建出了一整套石墨生产、加工、销售全流程服务体系,发展成为一家集设计、研发、生产、销售于一体,专注深耕新能源领域的科技型公司,拥有核心技术专利28项,具备氢燃料电堆电池、太阳能光伏、电子半导体、模具电火花加工及化学工业领域产品的研发与生产能力,在广东、上海拥有3处生产基地,全自动化生产线、全自动检测组、生产管理系统及石墨产品检测室一应俱全。
“在石墨双极板领域,我们实现了高度国产化。”王勇自豪地说。
该公司生产的超薄石墨双极板产品涵盖氢燃料电池、化学储能电池、太阳能光伏等领域,被广泛应用于车辆、无人机、船舶等多种应用场景,累计出货量已超百万片,占据了约20%的双极板市场份额。嘉裕氢鹏已经成为国内石墨双极板市场的主要供应商之一。
转向氢能 挺进未来
2013年,嘉裕氢鹏决意转战氢能领域,主攻氢燃料电池石墨双极板制造。
王康认为,作为一种新型能源,氢能来源多样、清洁低碳、灵活高效,能够帮助可再生能源大规模消纳,实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能,可广泛应用于能源、交通运输、工业、建筑等领域。
他相信,未来氢能一定可以大放光彩。有着多年石墨及碳素制品生产经验的嘉裕氢鹏可以在氢燃料电池领域获得新优势。
嘉裕氢鹏石墨双极板生产线设备效果图。(图片由嘉裕氢鹏提供)
一个优秀的企业需要拥有前瞻性的战略眼光,立足当下、放眼未来。很显然,嘉裕氢鹏做到了这一点。
从2018年开始,我国氢气年产量已超过2000万吨规模,产量整体呈稳定增长趋势。我国提出“双碳”目标后,国内氢能产业发展显著加快,2023年,全国已有近10个省份公布近40个氢能产业项目,总投资额超650亿。
据中国氢能联盟预测,在2030年碳达峰情景下,我国氢气的年需求量将达到3715万吨,在终端能源消费中占比约为5%(按热值换算)。在2060年碳中和情景下,我国氢气的年需求量将增至1.3亿吨左右,在终端能源消费中占比约为20%。
嘉裕氢鹏技术人员在数控成型车间操作设备。克拉玛依日报特派全媒体记者 非尔代维斯·热夏提 摄
虽然市场前景一片光明,但是想在氢能领域闯出一片天地,千难万难。王康说:“只要是搞氢能的,没有一家资金是充裕的。可资金还远远不是唯一的困难,技术瓶颈、国外封锁、设备缺乏……困难层出不穷。”
氢燃料电池是一种利用氢气和氧气的化学反应来产生电能的设备。在氢燃料电池电堆中,双极板就如同人体的骨骼与血管,要保证活性气体在活性区域均匀分布,同时传导电流、支撑膜电极以保持电堆结构的稳定性,并移除燃料电池产生的热量和水。在很多氢电堆方案的成本比例中,双极板都超过核心催化剂,达到近30%,而这正是导致氢燃料电池成本居高不下、难以得到普及应用的关键因素之一。
“如果要用一句话形容双极板的生产要求,那就是厚度要尽可能薄、加工精度要尽可能高、耐腐蚀性要尽可能强、生产效率要尽可能高、价格要尽可能低。”王康说。
这简直就是经典的“既要、也要、还要、都要”的难题!
嘉裕氢鹏技术人员正在检测石墨双极板。克拉玛依融媒记者 非尔代维斯·热夏提 摄
但这个难题直接影响着氢燃料电池的能量转换效率、稳定性、体积、重量、功率密度、能量密度等等性能指标,甚至可以说影响着氢燃料电池的未来命运。
不入虎穴焉得虎子!嘉裕氢鹏的选择只有一个——迎难而上。
“我们真是‘十年磨一剑’!”王康感慨地说。历经近10年的时间,嘉裕氢鹏创造性地研发出了超薄石墨双极板,单面有槽双极板厚度仅0.5毫米,双面有槽双极板厚度仅0.8毫米,一组石墨双极板的厚度保持在1.3毫米左右,在各项性能指标上取得了突破,获得了市场的追捧。
但嘉裕氢鹏的脚步仍未停歇。
“今年我们对合作商的报价整体下降了50%左右。随着后期市场订单的增加,预计成本还将有进一步下降的空间。”王康对未来充满信心。
珠联璧合 共启新程
时光步入2023年,一座遥远的西部城市——克拉玛依进入了嘉裕氢鹏布局产业发展的视野。
5月,在上海嘉定氢能港的组织下,嘉裕氢鹏前往克拉玛依考察。在此之前,包括王勇、王康在内的嘉裕氢鹏管理层对克拉玛依的产业发展情况了解并不多。可当他们一行人真正踏上克拉玛依这片土地,前往各个产业园区进行现场考察,与克拉玛依市各级党政领导交流时,他们感受到了一个完全不同于想象的克拉玛依——这是一座基础设施健全、环境干净整洁的现代化城市。
而克拉玛依优越的区位优势、良好的现代产业基础、方兴未艾的光伏产业以及“一主多元”发展思路,使王勇对投资克拉玛依产生了浓厚兴趣。
此外,克拉玛依从党政领导到基层干部专业全面的产业服务意识、求真务实的工作作风、认真严谨的工作态度也让王勇颇为感动,他真切地感受到了这座城市强烈的发展信心和发展渴望。
嘉裕氢鹏数控成型车间。克拉玛依融媒记者 非尔代维斯·热夏提 摄
“我走南闯北去过全国各地,像克拉玛依这样对氢能产业认识这么到位、服务这么周全、决心如此之大的城市,非常少见。”王勇说。
前不久,克拉玛依市紧抓氢能产业发展历史机遇,立足“绿氢”“绿电”“绿热”应用需求,出台了氢能产业发展三年行动计划。
依托石化工业和风光新能源产业的基础优势,克拉玛依将构建“风光制氢、石化用氢、氢电供能”产业链,构造氢能“制、储、运、加、用”的产业生态,建成功能配套齐全、引领带动作用强的“新疆氢能港”,打造全疆氢能产业示范区,形成以“中国西部氢都”为名片的国家级氢能产业示范城市格局。克拉玛依所绘制的这幅宏伟的氢能产业蓝图,吸引了越来越多优秀企业家投来热切的目光。
7月18日,上海市嘉定氢能港展厅,嘉裕氢鹏销售总监王康(右)正在介绍氢燃料电池双极板。克拉玛依融媒记者 非尔代维斯·热夏提 摄
嘉裕氢鹏在全面考察后,决定作为核心零部件供应商之一,深度参与克拉玛依氢储能调峰电站一体化项目,一期计划投资2000万元建设1条全自动化生产线,预计年内开工建设,明年年初投产,达产后可实现年产值8000万元。
届时,嘉裕氢鹏的全国自动化生产基地格局将进一步得到优化。目前,嘉裕氢鹏关于克拉玛依项目的人才储备、资金调集、项目规划已在紧张进行之中。
“克拉玛依拥有优越的营商环境、丰富的风光电资源、雄厚的现代工业基础、明晰的产业发展思路、切实到位的优惠政策和周到的制度安排,这为我们公司充分发挥好自身在氢能产业领域的技术优势布局西北、面向中亚实现更大突破、获取更大市场提供了非常好的契机,奠定了坚实的合作基础。”王勇说,“有了克拉玛依的支持,我们更有信心在石墨双极板领域与国际一流企业同台竞技,夺取新的更大成果。”
克拉玛依,必将成为一颗冉冉升起的氢能产业新星。相信未来,会有更多像嘉裕氢鹏一样的优秀企业,成为克拉玛依发展氢能产业的生力军,为克拉玛依更美好的明天释放出能源革命的澎湃力量。