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揭秘中国最早的液氢技术研究中心和产能最大的液氢生产基地

来源:  企观国资       作者:张恒 凡双玉      发布时间:2022-11-14 16:45  |  

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投资设立航天氢能科技有限公司 ▲

火炬,是历届奥运会中备受关注的核心元素之一。2022年,第二十四届冬季奥林匹克运动会在北京隆重召开,冬奥会火炬——“飞扬”,昂首阔步于双奥之城,尽显我国绿色科技之光。

北京2022年冬奥会火炬的外形极具动感和活力,其中就应用到了航天技术。这是世界首套高压储氢火炬,首次实现了冬奥会火炬的零碳排放。“飞扬”火炬包含高压储氢技术、大比例氢减压技术以及氢燃烧技术,完美地诠释了“绿色奥运”、“科技奥运”的理念。它的成功研制,体现了国家对氢能产业发展的重视。

承担此次国家级重大专项手持氢燃料火炬研制项目的单位正是航天科技集团六院一〇一所。一〇一所的项目研制团队经过两年多的集智攻关,攻克了十余项关键技术,完成了冬奥会手持火炬储氢装置研制、安全性及可靠性验证、产品定型试验等工作,为冬奥手持火炬赋予了新科技“生命”和纯绿色“血液”,充分展现了航天科技创新及氢能应用的硬实力。一〇一所是国内最早进行航天氢能利用技术研究的机构,我国长征系列火箭的发动机发射前都要在这里接受严峻考验。在航天工程的牵引下,目前已成为我国先进的液氢技术研究中心和产能最大的液氢生产单位。

一〇一所所长王成刚向《企业观察报》介绍:“从我国第一次导弹飞行试验成功到两弹结合试验、“两弹一星”研制,再从风云、东方红系列卫星等研制任务顺利实施乃至长征系列运载火箭享誉世界,一〇一所承担并圆满完成了从发动机单机到分系统试验、动力系统以及全弹试验等各类试验任务。自改革开放,特别是进入新时代以来,一〇一所贯彻新发展理念,踏上了“三高”发展新征程,研制试验能力大幅跃升,任务领域和范围极大拓展,承担和圆满完成了载人航天、探月工程、北斗导航、火星探测和空间站建造等国家重大科技专项工程任务。同时,依托于航天动力试验和机械设计与制造、测量技术、低温技术、液体推进剂技术等方面强大的核心技术能力,我所大力推动军民融合发展,航天技术转化应用成果丰硕,其中氢能应用就是落实军民融合发展任务的重要成果。”

一〇一所主管氢能业务的常务副所长杨思锋补充道:“一〇一所落实集团公司第八次工作会关于氢能的战略部署,结合航天六院对氢能工作的相关规划和布局,全面实施一〇一所关于氢能项目的总体规划和改革举措。基于一〇一所在航天液体火箭推进剂和氢氧发动机试验验证方面积蓄的六十多年的科研成果及工程应用经验,我所通过资本引入、核心技术产品化以及组织机构快速发展等措施,大力发展了氢能产业,推动项目实现了专业化、规模化、产业化发展。”

在国内的军工领域中,一〇一所的氢能制备水平可谓首屈一指,这也是它转战民用氢能领域的一大优势。

放眼全球,氢能源产业正迎来风口。长期以服务军品为主责主业的一〇一所又是如何将自身的氢能制备优势转移到民用氢能领域的呢?

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氢能基础设施一体化解决方案 ▲

强化战略引领作用

制定氢能发展战略

一〇一所贯彻落实习近平强军思想、履行军工集团成员单位首责和研究所自身转型升级高质量发展“三个迫切需求”,按照“聚焦主业、战略先行”原则,确立愿景目标和发展思路,谋求行业引领能力、科技创新能力、价值创造能力。以集团公司和六院在氢能领域的发展战略为牵引,编制氢能产业发展规划、启动总体规划和专题研究,对氢能产业发展定位、研发目标、实施路径等进行前瞻性布局,通过自主研发与投资手段形成了纵贯产业链上中下游,串联氢能与氢能装备研发领域、融合制造与应用发展的“1中心+3平台+3实施”创新发展战略,整合各方资源,制定产业发展路线图,建立氢能产品型谱体系,发展定位为氢液化装备、液氢加氢站、液氢储供系统等核心装备的供应商以及检测服务和液氢产品的提供商,确定以液氢为主线,以氢能装备国产化、产业化为辅,紧跟市场节奏和趋势,成为国际领先、国内一流的氢能装备制造企业。

“1中心”:依托集团公司“十三五”期间设立的氢能工程技术研究中心,启动氢能产业布局,聚焦发展、创新协调与战略合作。一〇一所作为航天科技集团氢能产业的核心成员,始终坚持全面落实航天技术应用产业发展规划,院、所两级亦积极联动进行战略布局。

“3平台”:一〇一所依托自身在氢能领域多年的技术积淀和经验积累,统筹氢能产业资源,成立氢能工程技术中心,合资设立浙能航天氢能技术有限公司,投资设立航天氢能科技有限公司,进行氢能源应用整体规划,驱动产业发展。氢能工程技术中心是军民协同的专业化研究创新中心。2020年成立之初,氢能中心就明确了主要任务,即依托一〇一所在氢能领域尤其是液氢领域的丰富经验和技术,发起对重大关键技术装备的攻关,支撑民用氢能产业发展。浙能航天氢能技术有限公司是多元化股权结构的公司平台,致力于整合相关产业和市场资源,提升市场化经营水平,加快巩固氢能源服务商的地位。航天氢能科技有限公司是由一〇一所代管的引入战略资本,以专利、专有技术排他使用等多种方式设立了股权多元化的参、控股三级公司。

“3实施”:通过技术攻关、资源整合、人才激励三项举措的实施,全面打造发展优势。一是加快关键核心技术攻关。加大氢液化“卡脖子”技术装备和核心部件的攻关力度,突破高效透平膨胀机、液氢泵、阀等氢能基础设施关键部组件技术和设备研发,完成氢液化装备样机系统演示,液态储氢加氢站示范等建设,实现成果转化和产业化发展,成为国内领先的氢能基础设施系统解决方案供应商。二是进行跨行业、跨领域的产学研合作,争取国家重大科技项目落地。围绕氢能产业链集聚创新资源,在基础研究、科技创新、成果转化与人才培养等方面建立紧密合作关系,争取国家科技部等重大课题,协调行业内资源共同推进氢能产业的完善与发展。三是强化氢能产业创新人才集聚与培育,同时丰富薪酬激励方式,提升薪酬激励效果。加快培育氢能技术及装备专业人才队伍,夯实氢能产业发展的创新基础。以项目为依托,培育一批氢能技术研究、产品开发、应用检测等方面的高技能应用型创新人才,推动氢能产业高质量发展。以员工绩效评价为核心,努力建设对内公平、对外具备一定竞争力的薪酬激励体系。不断激励骨干人员的工作热情,挖掘骨干人员的创新创造能力。以精准激励为引领,以创新机制为主线,推动氢能技术创新升级迭代。

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研制的我国首台套吨级氢液化设备亮相珠海航展 ▲

2021年9月,一〇一所氢能工程技术中心团队攻坚克难,业绩突出,突破多项关键技术,完成国内首台套吨级氢液化设备研制,并调试成功,实现了氢液化设备的国产化,填补了国内空白,充分体现了薪酬激励的效果。这一举措极大地激发了研发人员的工作热情,实现了由研发向提效的转变,产品研发与市场融合度全面提高,企业的核心竞争力和品牌影响力得到大大提升。

协同创新开放共赢

氢能产业培育成效凸显

正如习近平总书记所说,坚持创新发展,就是要把创新摆在国家发展全局的核心位置,让创新贯穿国家一切工作,让创新在全社会蔚然成风。在激烈的国际竞争中,唯创新者进,唯创新者强,唯创新者胜。

正是清晰地认识到了这一点,一〇一所在建设航天强国、对标世界一流的新征程上,坚持自主创新,持续探索氢能产业发展方向,践行市场化路线,以全新的形象向市场传达价值创造模式,树立产业标杆,引领产业发展。至2022年11月已取得一系列瞩目成绩。

为实现核心技术的自主可控,一〇一所锐意开展研发攻关,掌握了氢液化工艺包、撬装加氢站集成工艺、高可靠安全加氢和液态储氢加氢等关键核心技术;在氢能领域拥有专利技术102项,承担科技项目20项,技术水平处于国内领先地位;研制的我国首套具备自主知识产权氢液化系统调试成功,解决了氢能应用领域亟待突破的高效储、运装备难题,摆脱对进口设备的依赖,增强液氢应用可行性和自主可控;研制建成我国首座商用液氢加氢站、首个70MPa高压储氢气瓶检测平台、首个氢液化透平膨胀机测试平台、首套重型卡车车载液氢供氢系统,打通了氢液态化高效储运和供给的商用示范之路;起草的三项液氢国家标准于2021年成功发布,完善了我国氢能标准体系,使液氢民用有标可依。

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氢液化工艺 ▲

为探索创新共赢合作新模式,一〇一所作为中国氢能联盟委员单位、航天科技氢能联盟秘书长单位、全国氢能标准化委员会成员单位,积极与国内外优秀企业和研究机构开展合作,推动航天科技创新与地方经济社会发展深度融合,与200多家单位合作交流,与定西市人民政府、中石化、浙江省能源集团、中国华能集团、中国特检院、海马汽车等签署氢能战略合作及框架协议20余项,以氢能关键技术攻关和大规模产业链项目为依托,上下游联动,打造氢能相关生态链和产业链,合作推动氢能产业快速发展。

为实现氢能项目规模化发展,一〇一所坚持以市场为导向,大胆探索和尝试建立适应市场经济发展的组织体系、管理模式、商业模式和激励机制;围绕战略客户,制定对应的市场开拓策略,主动出击,持续跟踪,不断拓展合作范围;积极做好客户沟通,结合浙能集团、中国石化、长江三峡等客户对经营业绩、新业务推广、能力提升等多方面的需求,帮助客户制订氢液化生产线投资计划,同时利用好客户投资为新产品研发铺路,实现产品研发与示范应用的有机结合;累计签订合同30余项,总金额达3亿元,形成了良好市场口碑,为氢能产业规模化发展奠定了良好的市场基础。

不忘初心再攀高峰

致力打造世界一流

氢基础设施产业链主导企业

虽然一〇一所在液氢制备、氢能的安全应用等方面具有丰富的经验和独特的优势,但氢液化系统的核心设备(如透平膨胀机)仍依赖进口,低温阀等单体零部件以及全系统可靠性亦尚未得到充分验证,还有日益激烈的市场竞争环境和客户对产品的高效、高可靠性、快速响应和低成本等诸多要求,都是一〇一所发展民用氢能产业所面临的巨大挑战。

在民用氢能领域,国家及各地方政府都在积极推动行业发展。在市场前景看好的当下,充分利用航天品牌优势及经验基础,加速技术研发和产品化进程,有利于一〇一所迅速占有市场份额。例如,与浙能集团建立的产业化公司及研究机构,就为一〇一所的产业化发展带来机遇。但在当前的体制机制下,还是难以取得大额资金的支持。这无疑让技术的深入开发、产品化与产业化和跨越式发展受限。反观国外同行,如德国林德、法国法液空,它们的技术及产品成熟度更高,且已在国内市场开展了广泛的业务布局。

风险与收益同在,挑战与机遇共存。

核心技术为国外垄断的局面,让开发自主知识产权的氢能相关产品、填补国内空白的任务更加迫切。同时,在氢能大规模应用的阶段,市场竞争者也不会因货期、价格等因素受制于人,这都迫使一〇一所在民用氢能领域快速进取。

一〇一所的突围之道包括三个方面:一是加快关键核心技术攻关。加大氢液化“卡脖子”技术装备和核心部件的攻关力度,务求突破高效透平膨胀机和液氢泵、阀等氢能基础设施关键部组件技术和设备研发的瓶颈,完成氢液化装备样机系统演示,液态储氢加氢站示范等建设,争取早日实现成果转化和产业化发展,成为国内领先的氢能基础设施系统解决方案供应商。二是争取国家重大科技项目落地。围绕氢能产业链集聚创新资源,进行跨行业、跨领域的产学研合作。在基础研究、科技创新、成果转化与人才培养等方面建立紧密合作关系,争取国家科技部的重大课题,协调行业内资源,共同推进氢能产业的完善与发展。三是加强氢能产业创新人才的集聚与培育。以氢能技术创新需求为导向,引进和培育氢能领域的高端领军人才,提升氢能基础前沿技术研发能力,加快培育氢能技术及装备专业人才队伍,夯实氢能产业发展的创新基础。

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中国产能最大的液氢生产基地 ▲

“十四五”期间,一〇一所将完成系列化大型氢液化装备的研制,形成液态储氢加氢站产品系列,车载液氢供气系统完成小批量生产,液氢贮运装备形成批量制造,建成集冷箱、控制系统等核心设备及组件研发、生产、装备、调试于一体的现代化生产车间;具备加氢站与车载供氢系统的集成及核心部件的研发、生产、调试条件和产业化能力;建设国家能源液氢技术研发(实验)中心,具备氢液化工厂核心部件及整机检测能力;掌握加氢站及车载供氢系统核心装备及系统检测能力,逐步形成以北京为中心,辐射全国多点布局的产业化发展格局。

未来,一〇一所将继续聚焦氢能基础设施领域,争做氢液化装备、液氢加氢站、液氢储供系统等全球知名的氢能装备供应商,以及检测服务和液氢产品的提供商,致力成为液氢领域创新链上的引领企业,强力支撑国家液氢产业链发展,用科技创新持续助力我国“双碳”目标实现!

(编辑:张娜

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