文/杜林杰
陜西有著發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)的先天優(yōu)勢：煤炭、石油、天然氣產(chǎn)量均居全國前列，氫燃料電池車應用場景需求巨大，高校科研力量強大，故順應能源變革趨勢，發(fā)展氫能也是題中應有之義。在這一背景下，民營企業(yè)憑借其靈活的創(chuàng)新機制和市場敏銳度，以“破局者”的姿態(tài)嶄露頭角，在氫能產(chǎn)業(yè)鏈的關鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)技術突圍。
2025年3月，全國兩會召開期間，氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展受到關注，多位人大代表圍繞氫能產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展建言獻策，涵蓋頂層設計、政策支持、技術創(chuàng)新、應用場景拓展等關鍵領域。事實上，隨著在國家“十四五”規(guī)劃《綱要》及《政府工作報告》中的出現(xiàn)，以及被《中華人民共和國能源法》能源管理體系納入其中，氫能已成為我國能源領域新質生產(chǎn)力的典型代表。
同時，陜西省已經(jīng)連續(xù)5年在政府工作報告中提及氫能，并連續(xù)發(fā)布了《陜西省“十四五”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》《陜西省氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動方案（2022-2024年）》《陜西省氫能產(chǎn)業(yè)質量強鏈暨助力氫能產(chǎn)業(yè)新質生產(chǎn)力發(fā)展工作措施》等系列文件，已初步形成了覆蓋制、儲、運、用全鏈條的產(chǎn)業(yè)聚集態(tài)勢。新興產(chǎn)業(yè)方興未艾，當前正是科技型民營企業(yè)發(fā)揮其靈活、高效優(yōu)勢，大展宏圖之時。
一體兩用：旭強瑞的老樹新枝
在陜西韓城的龍門國家生態(tài)工業(yè)示范區(qū)，陜西旭強瑞清潔能源集團有限公司（以下簡稱“旭強瑞公司”）依托年產(chǎn)10萬噸液化天然氣生產(chǎn)裝置，氫氣產(chǎn)能已達每年5000萬立方米，氫氣純度99.999%。
旭強瑞公司成立于2013年，原屬傳統(tǒng)焦化企業(yè)——陜西海燕新能源（集團）有限公司的全資子公司，主要業(yè)務是以焦爐煤氣為原料生產(chǎn)液化天然氣（LNG）。2020年，隨著國家“雙碳”目標的提出和氫能產(chǎn)業(yè)的興起，旭強瑞公司敏銳地捕捉到氫能的巨大潛力，提出要打造氫能源生態(tài)體系。它以現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝為基礎，投資4000萬元，對生產(chǎn)裝備進行技改升級，從而提取高純氫。當年旭強瑞公司便完成了5000萬立方米/年氫能技改項目建設。10月23日，旭強瑞公司首次生產(chǎn)出高純度氫氣，經(jīng)專業(yè)機構檢驗純度達99.999%，成為西北地區(qū)第一個利用焦爐煤氣提取高純氫的企業(yè)。
在用焦爐煤氣生產(chǎn)液化天然氣的過程中，本就會產(chǎn)生副產(chǎn)品氫氣，再作為廢氣直接排放。而韓城作為陜西重要的煤化工基地，擁有豐富的焦爐煤氣資源，這為旭強瑞公司提供了低成本規(guī)?；茪涞南忍靸?yōu)勢?？梢?，旭強瑞公司走出制氫這一步不僅是“廢物”利用，更是對韓城地區(qū)資源稟賦與自身豐厚的煤氣處理經(jīng)驗的深度挖掘。
盈利需要實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，而有完整的產(chǎn)業(yè)鏈，才能促進規(guī)?；a(chǎn)。所以旭強瑞公司深入氫能產(chǎn)業(yè)鏈的其他環(huán)節(jié)：建設加氫站，研發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池，規(guī)劃“韓城-渭南-西安”城際氫能廊道，形成“制-儲-運-用”全鏈條協(xié)同效應，成為陜西省氫能第一批“鏈主”企業(yè)。
每進一步都需科技賦能。2022年，旭強瑞公司與西安交通大學合作成立氫能與低碳技術研究院，開啟了氫能產(chǎn)業(yè)“西安研發(fā)、韓城制造”“飛地模式”的嘗試。2024年，旭強瑞獲得“富氫氣體冷卻凈化分離設備及其使用方法”專利，進一步提升氫氣提取效率、降低生產(chǎn)成本，在制氫技術上取得了又一突破。
旭強瑞目前生產(chǎn)的仍是灰氫（有二氧化碳排放），而將來一定是綠氫（無二氧化碳排放）的天下。如何在綠氫大量進入市場前積攢更大優(yōu)勢，是旭強瑞公司正在面對的課題。
技術升級：清能動力的制氫方案
“碳中和”背景下，作為可再生能源制氫典型代表的電解水制氫，是未來最有發(fā)展?jié)摿Φ木G色氫能供應方式。中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2025-2030年中國電解水制氫行業(yè)前景預測及戰(zhàn)略投資機會分析報告》顯示，2023年12月底，全球電解水制氫累計產(chǎn)能約達16.7萬噸/年。報告預測，2025年累計產(chǎn)能將達25萬噸/年。在這一趨勢下，陜西省憑借豐富的可再生能源資源與產(chǎn)業(yè)基礎，已成為國內(nèi)電解水制氫技術研發(fā)與商業(yè)化應用的前沿陣地，多家民營企業(yè)正加速布局，推動綠氫規(guī)?；l(fā)展。例如陜西華秦新能源科技有限公司發(fā)布陜西首臺1000Nm3/h高活性電極電解槽，在3000A/m2電流密度條件下，電解槽的直流能耗為4.087kWh/Nm3；西安隆基氫能科技有限公司自2021年成立以來，專注于電解水制氫技術的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，其產(chǎn)能規(guī)模、市場份額、單槽產(chǎn)氫量均位列全國第一。此外，電解水制氫產(chǎn)業(yè)還有一項引人注目的創(chuàng)新，便是“直接海水制氫技術”，陜西清能動力科技有限公司（下簡稱“清能動力”）率先進入了這個領域。
2022年《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》提出推進海水制氫等氫能相關的新技術研發(fā)后，科研力量與資本紛紛進軍海水制氫。同年11月，海水無淡化原位直接電解制氫技術成果由中國工程院謝和平院士團隊在《Nature》正刊發(fā)表，被評為2022年中國科學十大進展之一；2023年，全球首次海上風電無淡化海水原位直接電解制氫技術海上中試在福建興化灣海上風電場獲得成功。直接海水制氫技術突破了傳統(tǒng)電解水制氫對水質的要求，無需淡化處理即可直接利用海水進行電解制氫，制氫成本降低至原來的30%，同時解決了缺水地區(qū)的應用難題。
2024年，清能動力與央企合作，在青島建成全國首個工廠化直接海水制氫項目，所產(chǎn)氫氣并入青島煉化管網(wǎng)系統(tǒng)，用于摻入煉化生產(chǎn)過程或氫能車輛加注?！拔覀儚那岸说綉脠鼍巴耆鞘袌龌男袨椤！鼻迥軇恿偨?jīng)理劉偉團說?？梢妼η迥軇恿碚f，與央企合作是公司的戰(zhàn)略支點——既能借助其資源網(wǎng)絡與資金優(yōu)勢，加速技術產(chǎn)業(yè)化，又能保障市場與資金。據(jù)了解，清能動力與央企簽署的是定制合同，既能形成穩(wěn)定的訂單來源，同時也降低其研發(fā)與設備投入的風險，使得研發(fā)工作得以快速推進。
技術研發(fā)是清能動力的核心競爭力，也是與大型企業(yè)深度合作的條件。清能動力于2022年成立之初便與西安交通大學、李印時教授簽訂三方合作協(xié)議，由李印時教授擔任公司首席科學家，帶領團隊負責公司核心技術攻關，公司則負責工程化轉化與市場推廣。
李印實教授是西安交通大學能源與動力工程學院教授，入選國家級人才計劃，其團隊聚焦清潔能源與儲能技術，推動技術轉化。在他們的幫助下，清能動力申請了30余項發(fā)明專利，涵蓋電解槽設計、電極材料配方等核心領域。盡管專利審批因某些限制進展緩慢，但清能動力通過“專利共有”等靈活方式，確保技術成果快速落地。“專利審批部門說我們是新公司，怎么一下搞出來這么多專利，還沒給批。但確實我們合作的科研團隊非常厲害，我們拿了課題很快便能有成果出來?！闭f起專利審批遇阻，劉偉團有點無奈。
直接海水制氫解決了傳統(tǒng)電解水制氫方式高度依賴清潔淡水的問題，但面臨更為復雜的挑戰(zhàn)：海水中約3%的鹽含量以及雜質中的氯離子會對電解設備電極造成腐蝕，陽離子的沉積則可能堵塞設備孔道，降低電解效率乃至損壞設備，這些都對設備設計與技術工藝提出了更高要求。面對這些疑問，劉偉團介紹道，“現(xiàn)在電極的安全性和耐久性都不存在問題，技術一代一代更迭，主要聚焦于效率，每一代比上一代的效率基本上能提升10%-30%。公司的研發(fā)團隊今日正在交大實驗室做一個高端電極材料，順利的話，也許效率能翻番?！敝劣诤Ｋg裝置的問題，劉偉團難掩得意，“這是我們的核心技術，總之我們已經(jīng)徹底解決了，目前正在申請專利?！?/p>
陜西是個內(nèi)陸省份，直接電解海水制氫技術是否沒有用武之地了呢？劉偉團給出了否定答案。據(jù)他介紹，直接電解海水制氫技術其實就是以成分復雜的非淡水為原料進行制氫，可擴展應用到以內(nèi)陸鹽堿水、油氣田采出水、工業(yè)廢水、火電廠廢水、城市生活廢水等作為原料的電解制氫領域。事實上，清能動力已經(jīng)在與陜西水務發(fā)展集團探討制造污水制氫的裝置。這能夠有效縮短水處理環(huán)節(jié)，實現(xiàn)高鹽廢水的再利用，提高整體的經(jīng)濟效益。
▲清能動力海水制氫科研裝置
盡管技術領先，清能動力仍面臨兩大挑戰(zhàn)。其一是關鍵材料依賴進口，如堿性電解槽隔膜需從日本、加拿大采購，國產(chǎn)替代品壽命不足進口產(chǎn)品的十分之一?！斑@是全國氫能產(chǎn)業(yè)的‘卡脖子’技術，需要大量的資金和時間投入科研?！眲F說，“國外的電解槽隔膜也是經(jīng)歷了幾十年的研究，國內(nèi)才是個新興產(chǎn)業(yè)?！钡诙€問題卻是政策制約。陜西對制加氫一體站建設的政策滯后、審批緩慢，導致相關項目進展緩慢。據(jù)悉，清能動力早有建設制加氫一體站的計劃，通過屋頂光伏和電網(wǎng)的谷電制取氫氣，經(jīng)過管道直接送到加氫站內(nèi)，不僅能夠提高氫氣產(chǎn)量，且可以顯著減少加氫成本。但項目遲遲等不到審批——政策不明確，相關部門也不知道該如何批復。值得注意的是，內(nèi)蒙古、吉林、河北等地，目前已紛紛出臺類似“綠氫生產(chǎn)項目及制氫加氫一體站不需在化工園區(qū)內(nèi)建設”“綠氫生產(chǎn)不需取得危險化學品安全生產(chǎn)許可”等政策。“希望陜西省能借鑒其他省份的寬松政策，推動綠電制氫在非化工園區(qū)落地?！眲F說。
技術破壁：一九零八的固態(tài)儲氫革命
在高速發(fā)展的同時，氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展不均衡的問題也逐漸顯露，氫氣儲運成為整個氫能產(chǎn)業(yè)鏈的“卡脖子”環(huán)節(jié)，制約著氫能的大規(guī)模應用。目前氫能儲運成本占終端售價的30%-40%，成本高昂，而且西部地區(qū)制氫潛力大，東部地區(qū)應用需求集中，但因儲運能力不足，導致西部產(chǎn)能過剩，東部供不應求。
高壓氣態(tài)儲氫是目前最成熟、應用最廣泛的儲氫技術，但因氣態(tài)儲氫密度低且不適合長途運輸，已跟不上氫能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展；低溫液態(tài)儲氫適合長距離、大規(guī)模運輸，但成本高昂，目前主要用于航天和軍事領域。固態(tài)儲氫與有機液態(tài)儲氫似乎是兩個破局的方向。
▲西安一九零八新能源科技有限公司是氫能產(chǎn)業(yè)鏈中一顆冉冉升起的新星
▲一九零八年產(chǎn)30噸儲氫材料循環(huán)中試線
在這一背景下，西安一九零八新能源科技有限公司（以下簡稱“一九零八公司”）在固態(tài)儲氫領域實現(xiàn)了關鍵技術突破，成為氫能產(chǎn)業(yè)鏈中一顆冉冉升起的新星。
一九零八公司的誕生，與西安交通大學新型儲能與能量轉換納米材料研究中心（下稱“研究中心”）密不可分。公司創(chuàng)始人成永紅教授是西安交通大學教授，從事電介質材料介電理論、電介質材料性能提高、電力設備絕緣檢測與診斷技術等方面的研究工作。隨著對傳統(tǒng)電力設備與技術了解的深入，他判斷儲能技術在未來能源體系中至關重要，而儲能的關鍵在于材料。于是2012年，成永紅創(chuàng)立了研究中心，圍繞儲電與氫能開展研發(fā)工作。2021年，成永紅以西安交通大學原創(chuàng)性科技成果為技術依托，創(chuàng)辦一九零八公司，主攻氫能的高效儲運和應用。“公司成立時，便和學校簽協(xié)議轉了7個發(fā)明專利過來，這些專利都是我們的首席科學家張錦英教授和成永紅教授的職務發(fā)明?！币痪帕惆斯竟こ處燀n立說。
這種專利轉化的模式使得公司從成立之初便具備了扎實的技術根基，而公司架構設計也體現(xiàn)了與高校資源的深度整合。張錦英主持的“前沿探索部”以研究中心的30多位師生為成員，負責基礎課題研究；而公司內(nèi)部的“基礎研究部”則專注于技術產(chǎn)業(yè)化?！拔覀兊男≡噲龅厝栽趯W校，組織架構與交大高度協(xié)同，但公司本身是獨立運營的民企。”韓立說。這種前端高校研發(fā)，后端企業(yè)產(chǎn)業(yè)化的分工，既保證了技術的前沿性，又規(guī)避了高校直接經(jīng)營企業(yè)的體制限制。
從韓立的身上能看到一九零八公司的氣質。他鮮少強調(diào)他們的獨家突破，而是將公司置于氫能產(chǎn)業(yè)的坐標系中，以行業(yè)的視角審視技術發(fā)展。這種態(tài)度絕非表面的謙遜，而是清醒的科學態(tài)度。比如當面對“你們的技術路線是否最優(yōu)解”的問題時，他沒有順水推舟講述他們的優(yōu)勢，而是平靜地說：“每一個技術路徑其實都是好的路徑，它就是要找到對應它的場景。大家處于同一個階段，都在針對自己的場景去解決痛點問題，我們也沒有更成熟?！?/p>
而一九零八公司的展廳中，擺放著大大小小十余個獎杯、獎牌，從國際獎、全國獎到省、市、校，每一個都記錄著這家年輕企業(yè)在氫能領域的創(chuàng)新足跡。獎牌旁邊是十個蛋形玻璃容器，里面是不同的儲氫材料，大抵都呈灰色?！安煌牟牧线m用不同的場景。比如鋰基和鋁鋰基，它們的儲氫量最高，但成本也高，適合軍方這種對成本要求不高，但對性能要求比較高的場景；而鈣基分子質量比較重，性價比相對也最高。”韓立說。
展廳還陳列著一九零八公司自主研發(fā)的電源實物，另一位工程師特意取出其中的百瓦級便攜式移動電源做了發(fā)電演示。電源僅有280×135×260mm，重量3.6kg，自帶一個比茶葉罐大一些的反應罐。只見工程師將一點儲氫材料放入罐中，倒入清水，罐中水便如沸騰一般冒起了泡泡。把罐安置回原處，接著移動電源的手機馬上顯示開始充電?！斑@個適合科考和一些軍事場景，用電量大的話，多帶些儲氫材料就行了。”工程師介紹說。
這些儲氫材料的核心是張錦英教授原創(chuàng)的石墨烯界面納米閥技術，解決了固態(tài)儲氫釋氫過程中的諸多難點，“我們的技術路徑是金屬氫化物儲氫，金屬氫化物是由金屬和氫氣反應生成，優(yōu)點是儲氫密度大，但是化學性質非?；顫?，不僅不能在空氣中保存，還有自燃、爆炸的可能?！表n立詳細解釋道：“所以我們在金屬氫化物顆粒表面構建一層網(wǎng)狀石墨烯膜，形成納米閥結構，能有效隔絕水氧接觸，杜絕氫氣自發(fā)泄漏，同時能調(diào)控‘閥’的開度控制氫氣釋放速度，使反應可控?！?/p>
▲一九零八百瓦級便攜式移動氫電源實拍
氫氣是為了后續(xù)使用，而使用氫氣時則需要釋放儲存的氫氣。傳統(tǒng)的釋氫方法是熱解，即將水加熱到3000℃以上，部分水蒸氣分解成氫和氧，再將兩者分離制氫。而一九零八公司的釋氫技術采用水解反應?！拔覀兊尼寶溥^程不需要能量的，水和金屬氫化物直接就可以反應，這個過程中我們對水質和能量都沒有要求，也不需要催化劑，就是在常溫常壓下注入液態(tài)水就能反應，從而釋放氫氣?！表n立認為公司的釋氫技術優(yōu)勢明顯，“同時，金屬氫化物和水反應生成氫氧化物和氫氣，在這個過程中，我們會把水里面的一部分氫也帶出來，所以我們釋氫數(shù)量是儲氫的二倍，且沉淀下來的氫氧化物可以進行回收再利用，所以甚至連金屬都沒有損耗。”
依托儲氫技術，一九零八公司已開發(fā)出百瓦級單兵電源、千瓦級應急電源等產(chǎn)品。2023年與軍工企業(yè)合作的阿里高原測試中，氫電源在-20℃環(huán)境下仍穩(wěn)定運行，驗證了技術的可靠性。
從小試線到中試線到連接生產(chǎn)線，再到千噸萬噸示范項目；從實驗室克級、十克級釋氫到公斤級釋氫，再到百公斤、噸級加氫供氫……一九零八公司早早便制定了清晰的商業(yè)化路線。據(jù)介紹，現(xiàn)在市場氫氣的均價在48元左右，而用一九零八的材料生產(chǎn)出來的價格在160元。這是因為一九零八公司目前的量級太小，只能百公斤級。據(jù)測算，用這些材料做到年產(chǎn)30噸的時候，成本便可以縮減至40-60元之間；如果能做到年產(chǎn)3萬噸，每公斤用氫的成本便能降到20多元?！八袁F(xiàn)在要做的事情是要放大產(chǎn)業(yè)，做好技術和資金的準備?！表n立說。
據(jù)悉，一九零八公司新能源固態(tài)儲氫材料中試產(chǎn)線于2023年7月建成投產(chǎn)，是全球首個包含“制備-存儲-運輸-應用-回收”全過程的固態(tài)儲氫材料循環(huán)中試系統(tǒng)，可提供大規(guī)模工業(yè)用氫、加氫站供氫、MW以上級并網(wǎng)發(fā)電等氫氣源，而年產(chǎn)3000噸的示范場地需要大概1億資金。
資本押注：氫易能源的液態(tài)儲氫新賽道
2024年10月，長城戰(zhàn)略咨詢發(fā)布《GEI中國潛在獨角獸企業(yè)研究報告2024》《GEI中國潛在獨角獸企業(yè)榜單2024》，陜西氫易能源科技有限公司（簡稱“氫易能源”）成功入選2024年潛在獨角獸企業(yè)榜單。這意味著在投資者眼里，該公司發(fā)展速度快，具備較高的成長潛力和市場價值，能夠開辟新領域、新賽道。2023年，氫易能源獲得來自紅杉中國的數(shù)千萬級天使輪融資，成為紅杉中國種子基金在西北地區(qū)投資的第一家企業(yè)，還獲得國中資本、重塑集團、西安財金、陜西高?？苿?chuàng)基金等多家重量級機構企業(yè)的近億元A輪戰(zhàn)略投資。目前，氫易能源公司的估值已高達6億元。
氫易能源設立于2021年，與一九零八公司類似，以西安交通大學化工學院方濤教授團隊10余年研發(fā)成果為基礎轉化而來，他們是首批在全球范圍內(nèi)開展液態(tài)有機物儲氫研究的團隊之一，也是國內(nèi)唯一啟動氮雜環(huán)有機液態(tài)儲氫技術工業(yè)側線實證試驗的團隊。
據(jù)氫易能源創(chuàng)始人、董事長兼CEO王斌介紹，氫易能源的有機液態(tài)儲氫技術借助于芳烴類分子中不飽和碳碳雙鍵來實現(xiàn)氫在常溫常壓條件下的儲存和運輸，不僅液體有機介質可循環(huán)使用，還具有儲氫密度高、使用成本低、環(huán)境友好、儲運安全便捷的優(yōu)點。而且由于使用的有機氫載體熔點低、沸點高、不揮發(fā)，在常溫常壓下性質十分穩(wěn)定，與現(xiàn)有油氣基礎設施具有良好的兼容性，經(jīng)濟性佳、適用范圍廣。
王斌說，由于現(xiàn)行標準、操作性及經(jīng)濟性要求，氫易能源仍需解決供氫速率及穩(wěn)定性提升、與前后端設備和工藝條件匹配等關鍵技術問題，特別是儲放氫催化劑的性能提升，仍需原創(chuàng)性的技術突破。一旦突破了臨界點，該技術便可以有力地革新現(xiàn)有的氫供應體系，創(chuàng)造出巨大的價值。
據(jù)悉，氫易能源已與國電投集團、中國海工、鵬飛集團、舜華新能源、海德利森等多家氫能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)建立起合作伙伴關系，屆時，海上風電、“沙戈荒”光伏、工業(yè)副產(chǎn)等多種形式產(chǎn)出的氫氣均可與有機液態(tài)儲氫技術結合，以安全、低成本的形式儲運至應用地。
（圖片由受訪單位提供，特此致謝！）
責任編輯 王順利-《新西部》雜志-新西部網(wǎng)
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