低成本燃料电池催化剂及膜电极的
规模化制备与开发项目考察纪实
国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确提出,要推进能源革命,建设清洁低碳、安全高效的能源体系,推进新能源、新材料的推广及应用。习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话庄严承诺,中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2021年6月底全国碳排放权交易市场在上海、武汉证交所公开交易。2021年7月15日,内蒙古发布《内蒙古自治区促进氢能产业发展若干政策(试行)》(征求意见稿)、《内蒙古自治区加氢站管理暂行办法》(征求意见稿)到2025年,绿氢制取能力达到50万吨/年,努力实现工业副产氢应用尽用,培育引进15-20家氢能相关核心企业,建成加氢站100座,累计推广燃料电池汽车10000辆以上,氢能在冶金、化工等领域实现商业化应用。高效氢气制取、燃料电池电堆、储氢原材料技术达到国内领先水平。氢能产业总产值力争达到1000亿元。以国家和地方政策为导向,未来氢能使用市场前景广阔。氢的最大来源是水,特别是海水,9吨水可以生产出1吨氢,氢与氧燃烧又产生水,以水为原料制氢,可使氢的制取和利用实现良性循环,取之不尽,用之不竭。氢能是一种二次洁净能源,迎合了工业化国家日趋严格的环保政策,是主宰未来的能源。
立足于企业高质量可持续发展,集团公司必须顺应国家政策,改变一煤独大、产品科技含量低的现状,清醒认识到煤炭产业面临的风险,站在对企业负责、股东和员工负责的高度,提前谋划产业接续和发展,走科技创新和转型发展之路。根据企业实际,立足地域特点,开发科技含量高、技术成熟的新项目,重点投资一些国家“十四五”规划中的新能源材料与新技术相关的项目,实现企业高质量可持续发展。现在国家及地方政府正在征询制定氢能产业政策,大力发展氢能产业势在必行。集团公司需要适时利用当地政府的政策优惠,做好前期的布局和技术储备,为未来的氢能发展储备技术和产能优势。
催化剂和膜电极作为氢燃料电池中关键材料和重要组成部分,处于产业链上游,是整个产业发展的基础,也将迎来高速发展期。以催化剂为例,其成本约占燃料电池车的10%。到2025-2035年,催化剂材料的产值预计可达到5000亿元左右。作为核心部件,催化剂在制氢端和用氢端都发挥着巨大的作用。催化剂成本约占燃料电池电堆成本50%,而电堆是燃料电池系统成本最高的组成部分,高昂的成本不利于燃料电池的大范围推广和应用。此外,铂金属在全球范围内储量有限,在我国更是稀少,仅占全球的0.58%,进一步导致了国内铂材单价的居高不下,限制国内催化剂产业的自主发展。催化剂是燃料电池的“心脏”。现状是燃料电池催化剂被国外所垄断,开发低成本催化剂是氢能产业发展当务之急。清华大学深圳国际研究生院已经完成了单次产出1g和5g燃料电池催化剂的小试制备,并组装了燃料电池膜电极。低成本催化剂性能与商用催化剂性能相当,膜电极性能处于中等偏上水平。计划8月底购置设备,9月底完成单次产出50g燃料电池催化剂的中试制备。
带着敢想、敢闯、敢试、敢干的创业精神,在前期专家论证的基础上,为了确保《低成本燃料电池催化剂及膜电极的规模化制备与开发项目》论证方案科学合理,投资安全、可靠,7月28日,由杨飞云董事长带队,神东煤炭集团公司、北京华宇瑞泰股权投资合伙企业、内蒙古安琪新能源有限公司、集团部分董事、经理层及相关人员组成的考察组,前往深圳对相关高科技企业进行了实地考察。
7月28日,考察组参观考察了清华大学深圳国际研究生院材料与器件检测中心、深圳盖姆石墨烯研究中心。清华大学深圳国际研究生院材料与器件检测中心成立于2008年,是依托于广东省能源与环境材料创新团队,由清华大学深圳国际研究生院设立并经CNAS认可的权威第三方实验室,是新材料检测顶级权威机构,专注于为广大企事业单位提供优质、可靠、高效、满意的研发测试服务。
7月29日,考察组参观考察了深圳市通用氢能科技有限公司、深圳市赛瑞产业研究有限公司。深圳市通用氢能科技有限公司成立于2018年,由加拿大院士王海江为首的科研开发团队。公司以氢能为基础,以燃料电池为核心,围绕新能源产业,致力于燃料电池关键材料的研发与制造,致力于燃料电池成本降低,快速推动燃料电池的发展。通用氢能在技术、人才团队、生产、管理等各方面拥有自己的优势。深圳市赛瑞产业研究有限公司于2013年成立于深圳南山区,拥有新材料行业广泛的行业资源,致力于发布全球新材料行业准确权威的新资讯及研究报告,为客户提供专家顾问咨询服务、数据信息服务,并为新材料企业提供精准营销及金融服务。伴随行业的高速发展,新材料在线目前已拥有近23万名国内外新材料行业用户,其中包括30000+新材料企业以及500+知名创投,已成为具影响力的新媒体和专业的新材料企业服务平台。
7月30日,考察组考察了深圳市雄韬电源科技股份有限公司、深圳市寒暑科技新能源有限公司。深圳市雄韬电源科技有限公司是一家集铅酸蓄电池、锂电池、燃料电池研发、生产、销售、服务于一体的高新技术企业,是国内最早从事阀控式密封铅酸蓄电池研发和生产的专业厂家之一。公司成立于1994年,总部位于深圳市,现有职工2000余人,生产基地—深圳市雄韬科技园占地面积180,000㎡,年生产能力达2,000,000KVAH。其燃料电池堆发动机已经装配应用于公交车、物流货车。深圳市寒暑科技新能源有限公司成立于2014年8月,是具有深圳特色的创新型高科技公司,为国家高新技术企业,受清华大学深圳研究生院能源与环境材料创新团队的技术和资源支持,是该创新团队成立的首家产业化公司,致力于新能源、新材料行业核心技术的研究与开发,大力推进能源与环境领域材料和器件科研成果的转化。经过多年的发展,深圳市寒暑科技新能源有限公司拥有一批在新能源、新材料行业具有多年从业经验的专业人员所组成的团队,具备产品与技术的持续开发、迭代能力,自主搭建了能源材料中试车间,器件制备和组装中试基地,拥有各类研发设备200余台,53项核心技术知识产权,通过了知识产权管理体系认证,与国内多所顶级高校和科研院所以及企业建立起了良好的长期合作关系,以自主研发技术为基础,面向高校、政府、企业和资本机构,提供从科技服务、研发代工、技术转移到知识产权整合营销的一站式全流程科技创新服务。
7月31日至8月1日,考察组参观考察了深圳华为公司,重点参观了解华为智能运营中心,并听取了华为煤矿军团关于智能化煤矿建设的定义与路径以及与中煤科工的相关合作意向。介绍了华为公司建设智能矿山的总体思路是“优先考虑架构,遵循分层解耦原则建设,克服“烟囱式”盲目建设,做长远打算”,利用新开发的鸿蒙系统作为煤矿各类终端的操作系统,以便提高系统数据的安全性。统一接口标准,华为云+数字平台,实现数据入湖,实现智能时代的大数据和AI应用。
8月1日,考察组召开专题会议,重点讨论了“低成本燃料电池催化剂及膜电极的规模化制备与开发”项目市场前景及投资预测风险,以及煤矿智能化矿山建设构想,达成了一致共识。一是集团公司所选择的“低成本燃料电池催化剂及膜电极的规模化制备与开发”项目符合国家及地方政府的氢能发展政策,是国家提倡发展的新能源项目。投资方向正确,需要完善投资前期技术等各方面的评估工作,遵从把握节奏,谨慎投资原则,稳步推进。二是选择清华大学深圳国际研究生院以康飞宇院长为首的研发团队技术方向正确。该科研团队是能源与环境材料研究领域技术领先,有实力、拥有多项专利的优势科研团队。“低成本燃料电池催化剂及膜电极的规模化制备与开发”项目继续推进。三是需在聘请专业评估公司对清华大学深圳国际研究生院现有专利及制备设备进行资产评估基础上确定持股比例,同时待深圳清华大学国际研究生院50克中试结果成功并出具相关科技鉴定报告后将该项目提交相关会议决策。四是由分管领导李治平副总负责,请华为公司煤矿军团、中煤科工集团西安院设计组、天隆公司共同研讨智能化矿山建设方案。完善顶层设计。原则是按照国家及行业标准结合天隆公司实际,做到“顶层架构先行、分步实施”。