冬日的塞外山城，寒氣襲人。1月7日早上8時，在張家口市百貨大樓公交站，乘客們不時哈氣暖手，翹首等待。不一會兒，一輛藍白相間的23路公交車平穩(wěn)進站。這是一輛氫燃料電池公交車，即便在嚴寒中，它依然能快速啟動，穩(wěn)定運行。
如今在張家口主城區(qū)，這樣的氫燃料電池公交車已融入市民的日常生活。目前，全市已投運氫燃料電池公交車444輛，累計安全運行里程突破5000萬公里。張家口成為全國該類車輛運行數(shù)量最多、最穩(wěn)定的城市之一。
這些公交車的“心臟”——氫燃料電池發(fā)動機，正是來自位于張家口空港技術(shù)開發(fā)區(qū)的北京億華通科技股份有限公司（以下簡稱“億華通公司”）張家口生產(chǎn)基地。在這里，“北京研發(fā)、河北轉(zhuǎn)化”的協(xié)同創(chuàng)新模式，不僅推動著氫能技術(shù)的快速迭代，也牽引著整條產(chǎn)業(yè)鏈在張垣大地扎根生長。
“關(guān)鍵一躍”，攻克市場應(yīng)用難關(guān)
1月7日，在億華通公司張家口生產(chǎn)基地的總裝車間，一臺臺120千瓦的氫燃料電池發(fā)動機陸續(xù)下線。“這是目前我們量產(chǎn)的大功率氫燃料電池發(fā)動機，能滿足37噸牽引車應(yīng)用場景。”基地負責(zé)人史宏武介紹。
該基地由億華通公司投資建設(shè)，項目總投資10億元，占地45畝。2017年8月，我國首條自動化氫燃料電池發(fā)動機大批量生產(chǎn)線在此投產(chǎn)，首臺量產(chǎn)發(fā)動機正式誕生。這標(biāo)志著企業(yè)完成了從技術(shù)攻關(guān)到市場應(yīng)用的“關(guān)鍵一躍”。
“我們掌握核心技術(shù)，但將技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，需要空間、政策和應(yīng)用場景的支持。”億華通公司董事長張國強告訴記者，他們承擔(dān)過北京奧運會、上海世博會、新加坡首屆青奧會等多個重大活動的燃料電池客車示范運營項目，開發(fā)出具有自主核心知識產(chǎn)權(quán)、國際先進、國內(nèi)領(lǐng)先的氫燃料電池動力系統(tǒng)。2016年，生產(chǎn)基地選址時，張國強堅定地選擇了張家口。
“我們最心儀的是張家口的風(fēng)光資源稟賦，豐富的綠電可以制取綠氫。”張國強表示，張家口是國家級可再生能源示范區(qū)，鼓勵企業(yè)先行先試，是燃料電池發(fā)動機示范推廣的最佳試點。
彼時，張家口氫能產(chǎn)業(yè)剛剛起步，渴望引入高端裝備制造項目，補齊、建強氫能產(chǎn)業(yè)鏈。雙方需求契合，合作水到渠成。
“北京的研發(fā)團隊出思路、攻難題，張家口的生產(chǎn)線抓質(zhì)量、提效率，我們每周都會有技術(shù)對接會，北京有了新設(shè)計，很快能在張家口完成測試。”張國強說，這種“研發(fā)—轉(zhuǎn)化”的高效聯(lián)動，大幅縮短了產(chǎn)品市場化周期。
場景驅(qū)動，縮短產(chǎn)品迭代周期
2018年8月，張家口在全省率先投運首批49輛氫燃料電池公交車，正式邁入氫能公交時代。
特殊的自然環(huán)境，成為技術(shù)最佳的“試金石”。張家口冬季寒冷多風(fēng)，車輛運行初期，低溫啟動緩慢、續(xù)航受影響等問題逐漸顯現(xiàn)。
氫燃料電池發(fā)動機是依靠氫和氧反應(yīng)產(chǎn)生電能，進而讓車跑起來。“由于氫氧反應(yīng)會產(chǎn)生水，水會因低溫而結(jié)冰，造成發(fā)動機系統(tǒng)性能下降。”億華通公司張家口生產(chǎn)基地技術(shù)服務(wù)部經(jīng)理楊俊說，車輛投運后，他們通過監(jiān)測平臺，實時掌握每輛車的運行數(shù)據(jù)。發(fā)現(xiàn)問題后，第一時間反饋給北京的技術(shù)團隊。通過大范圍的場景應(yīng)用，他們積累了大量運營數(shù)據(jù)，促進技術(shù)升級和產(chǎn)品迭代。
針對車輛在低溫環(huán)境下啟動時間較長的問題，億華通公司技術(shù)團隊開展專項攻關(guān)，應(yīng)用梯度化傳熱與電化學(xué)快速產(chǎn)熱技術(shù)，最終實現(xiàn)氫燃料電池發(fā)動機在-30℃環(huán)境下99秒達到額定功率，快速啟動。
核心部件也曾是“卡脖子”環(huán)節(jié)。氫燃料電池發(fā)動機的核心部件——電堆是影響低溫狀態(tài)下能否快速啟動的關(guān)鍵零件，過去主要依賴進口。億華通公司聯(lián)合上下游企業(yè)，從質(zhì)子交換膜、碳紙、催化劑到膜電極、雙極板，逐一實現(xiàn)國產(chǎn)化突破。2019年，國產(chǎn)第一代氫燃料電池發(fā)動機在億華通公司張家口生產(chǎn)基地下線，實現(xiàn)核心零部件100%國產(chǎn)化。
技術(shù)的不斷革新，為氫燃料電池汽車安全穩(wěn)定運行提供更足的底氣。北京冬奧會和冬殘奧會期間，1200輛氫燃料電池汽車實現(xiàn)大規(guī)模示范運行，其中724輛使用的是億華通公司生產(chǎn)的氫燃料電池發(fā)動機。
“超級抗凍已經(jīng)是氫能車的標(biāo)簽了。氫能車運行也越來越穩(wěn)定，運行成本不斷降低。”史宏武說，目前他們研發(fā)的氫燃料電池發(fā)動機已升級到國產(chǎn)第五代，功率從最初的30千瓦發(fā)展到目前的300千瓦。
鏈主引領(lǐng)，構(gòu)建氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)
如今，在張家口市內(nèi)隨處可見運行的客車、冷鏈物流車、牽引車等車輛，這些車輛都搭載著億華通張家口生產(chǎn)基地制造的氫燃料電池發(fā)動機。
從公交到重卡，搭載億華通公司氫燃料電池發(fā)動機的車輛，不僅供應(yīng)京津冀市場，還銷往長三角、珠三角地區(qū)。
“這些不同的車型應(yīng)用場景各異，不是簡單更換不同功率的氫燃料電池發(fā)動機就可以，還需要解決氫燃料動力系統(tǒng)在整車上的布置、熱管理等技術(shù)難題。”史宏武說，得益于“北京研發(fā)、河北轉(zhuǎn)化”的協(xié)同創(chuàng)新體系，合力技術(shù)攻關(guān)，加速技術(shù)成果走出實驗室，不斷豐富著氫能車輛應(yīng)用場景。
在億華通公司張家口生產(chǎn)基地的產(chǎn)品展廳內(nèi)，一個體積巨大的金屬柜子格外引人注目。柜子內(nèi)裝載著氫燃料電池發(fā)動機，里面布滿了各種管路。
“這是我們新研發(fā)的熱電聯(lián)供系統(tǒng)，可將氫能通過燃料電池系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電能和熱能。未來，氫能供電、氫能供暖將走進百姓生活，大幅減少化石能源消耗，降低碳排放。”張國強說，他們致力于推動更多的氫能多元場景應(yīng)用服務(wù)低碳生活。
億華通公司的貢獻，并不僅僅是為氫能車輛打造強引擎，它還成為張家口氫能產(chǎn)業(yè)的鏈主企業(yè)，像一塊磁石，吸引了產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)加速集聚。如今，海珀爾制氫、昊安青源氫能儲運裝備等項目也陸續(xù)落戶張家口，形成了“綠氫制備-核心部件生產(chǎn)-發(fā)動機組裝-整車應(yīng)用-檢測服務(wù)”的氫能產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
以龍頭帶生態(tài)，以場景促創(chuàng)新。2023年以來，張家口大力實施氫能產(chǎn)業(yè)跨越行動，重點推動燃料電池汽車示范應(yīng)用相關(guān)的氫能車輛生產(chǎn)及配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，完善“政產(chǎn)學(xué)研用資”協(xié)同創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。目前，全市已落地氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)項目40余個，氫能正成為這座城市綠色發(fā)展的新名片。
從技術(shù)突破到產(chǎn)品落地，從一輛公交車到一條產(chǎn)業(yè)鏈，京張兩地的協(xié)同創(chuàng)新，讓氫能為區(qū)域新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展注入源源不斷的綠色動能。
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