今年是上海國際科創中心建設十周年,正在加快從「建框架」向「強功能」邁進。布局戰略性新興產業和未來產業,加快培育發展新質生產力,上海勇爭先、走在前。發現更多的「科創之花」,結出更多的「產業之果」,是推出企業家訪談【科創解碼】的初衷。在阿基米德傳媒與寶山融媒體中心聯手策劃的第三季中,圍繞寶山打造上海科創中心主陣地的目標,我們走進區內街鎮、園區,對話成長中的科創帶頭人,以媒體視角,探訪套用場景、剖析創新案例、發現產業價值,解碼其成長之道,助力構建科創「熱帶雨林」。
今天推出第11期:
科創解碼|對話張波:新材料助力綠水青山,「綠氫」來了
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氫被稱為自然界能源之母,綠色清潔,被很多人看作是未來全球經濟發展的重要引擎。地球上70%是水,水裏是氫和氧,這樣看來氫的含量非常多。但想要生產出「綠氫」,也就是從源頭到過程,真正做到0碳卻並不簡單。今天的這家企業很早就開始入局探索。他們有什麽新的解題思路?在未來能源結構裏,讓綠氫作為主要能源,還有多遠?
電解水製氫是近年來許多企業做的嘗試。目前電解水領域有兩種方式,一種是比較老的方式——堿性電解水,一種是比較新的方式,叫PEM電解水(即質子交換膜電解水)。PEM電解水可以隨時啟停,更高效節電,完美適配風電光伏,且裝置體積更小;但相應的技術門檻高,成本也頗高。
山海氫這個名字很有意思,山是固體,海是液體,電解水的過程,就是把固體電極放到液體水裏,通上電後變成氫。
怎麽把這個成本降下來?張波團隊自研了最快連續化雙面直塗膜電極生產裝置,做到了關鍵生產裝置環節的國產化替代,不斷完善電解制氫技術、不斷研究更高效的催化劑。他們聚焦電解水過程中的核心零部件——膜電極的材料、工藝、精益生產研究,讓電解水裝備的公司得以生產出高效能、低成本的電解水製氫裝置。這樣轉化出來的氫更便宜,制氫裝置體積也更小。張波做了一個比喻,現在一個每小時產1000立方氫氣的制氫裝置,至少得占地50-100平方米;如果用到山海氫的新材料,同樣的產氫量只需一人高的裝置就行。
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「綠氫」離不開「綠電」
電解水「綠氫」離不開「綠電」。除了生產過程成本,源頭成本也是不可忽視的。國內現在的主力發電設施都是火電,電解產出來氫氣價格太昂貴,一個立方大概要4~5塊錢,也就是說產一個立方的氫氣需要4~5度電,如果換成公斤數,電解產生的氫氣一公斤大概55-60塊錢,但是汽油大概一公斤相當於25~30塊錢,價格差距由此而見。張波設想是否可以找到一種儲能方式,把西部的風電光伏產出來的綠電,轉化為氫能後源源不斷輸入到千家萬戶。
張波說,如果用了更低價格的綠電產出來的氫氣,比如一度電降到兩毛錢以內,一公斤氫氣10塊錢都不到,那交通成本的價格也會降下來,氫能燃料電池汽車也有望更加普及、走向社會。
而實際上在工業體系裏,早已發生了巨大變化。得益於寶山的區域資源支持,公司從去年3月成立到今年4月,搬到寶山的互聯寶地濱江園後,不斷跟周邊的用氫場景和用氫企業互動交流。比方說寶武,原來是用碳煉鋼,現在寶武湛江基地已經實作在天然氣豎爐中摻70%氫氣煉鋼。氫氣還原氧化鐵,變成鐵和水,而原來碳還原氧化鐵,變成鐵和二氧化碳。兩相比較,如果未來做到氫氣煉鋼,那麽整個工業尤其是在冶金行業,就可以深度脫碳,甚至可能降碳降到0。「慢慢地,綠氫大規模套用,我們的綠水青山就越來越多,不斷形成一個正迴圈。」張波認為,到2060年,國家的綠電比例會達到一個比較高的水平。「綠氫在整個能源體系裏一定會看到一個明朗燦爛的未來。」
未來
近20年來,張波一直在做電化學、新材料、催化劑相關研究。作為第一批嘗試讓電解制氫技術走向市場的公司,張波說,對未來相當有信心,他們還與加拿大多倫多大學、陜煤上海研究院、東嶽集團、賽克賽斯、重塑科技等研究院所和企業合作,不斷衍生新可能。
「新材料是最難琢磨、最難仿制的,如果想去破解它是相當難的。你有了自己的開發邏輯、開發平台,每天都有可能再出新的配方,技術在不斷叠代,我們也有信心和能力,保證我們的技術領先性。不斷創新,不怕仿制。」