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陈维荣:氢燃料电池今年将有更大的突破
作者:官方 来源:红星新闻 所属栏目:院士之声 发布时间:2022-01-04 10:20
[ 导读 ]2021年,56岁的陈维荣一直忙于技术研发、与企业沟通、与政府沟通、对接各种创新资源。同时,考虑到大功率燃料电池动力系统研究和...

2021年,56岁的陈维荣一直忙于技术研发、与企业沟通、与政府沟通、对接各种创新资源。同时,考虑到大功率燃料电池动力系统研究和应用的最新进程。

他是西南交通大学电气工程学院院长、博士生导师、教授、教育部重点实验室主任,长期担任国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心常务副主任。

然而,他现在有了一个额外的头衔,学校批准的四川荣创新能动力系统有限公司董事长。2021年,第一台国产氢燃料电池混合动力机车下线,标志着中国氢能利用技术的关键突破。该车采用的轨道交通大功率燃料电池发电系统来自荣创新能。

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大学院长、公司董事长,两个完全不同的身份似乎很难聚集在一个人身上。陈维荣是怎么做到的,不仅要破圈,还要跨界,还要创新?

破圈,突破卡脖子

14年前,陈维荣开始破圈,那一年,他只是西南交通大学的教授,主要研究如何利用电气化为铁路供电。

2008年,西南交通大学的一名学生参加了以氢燃料电池在汽车上的研发和应用为主题的海外学术交流。当时,我国氢燃料电池的研发还处于早期阶段。由于长期从事铁路电气化领域的研究,陈维荣立即联想:既然汽车可以使用,火车也可以使用氢能吗?

在完成初步研究后,陈维荣向学院提交了这一主题建议,但引起了很大的争议。许多教授反对,从零开始的技术往往未来不确定,投资巨大,即使他们能忍受漫长的夜晚,最终也可能没有结果。

幸运的是,这个项目得到了中国工程院院士钱清泉的肯定和支持,他主动向学校推荐了这个项目。但当时整个团队只有三个人,陈维荣带着两个学生,前期通过报告和设备进行研究。

2013年,陈维荣和他的团队成功开发了中国第一辆氢燃料电池电动机车——蓝天号。他特别邀请钱清泉亲自命名,意思是蓝天白云、干净环保。当时,陈维荣带着机车数据前往加拿大参加国际氢能机车大会。中国氢能研发首次登上世界舞台,并成功应用于电动机车。你知道,当时的研究主要集中在小功率汽车的应用上,蓝天号的出现引起了世界的极大关注。

此后,陈维荣和他的团队向更大功率的氢燃料电池迈进:2016年,世界首列氢能混合动力有轨电车成功开发;2021年,国内首款产业化氢燃料电池混合动力机车下线,获日内瓦国际发明展金奖。

“与同类氢能燃料电池相比,线下机车氢燃料电池转化效率最高,达到60%,也是所有发电类别中发电效率最高的发电方式。”陈维荣说,车内氢能燃料电池的反应过程是电化学催化反应,反应温度在65度左右。整个过程没有燃烧、噪音和污染,既绿色又节能高效。

当陈维荣再次回顾大功率燃料电池的研发和应用时,他认为这是带头组织解决脖子卡住问题的战略愿景。在采访中,陈维荣感慨道,从目前的研发进展来看,“可以说,在大功率燃料动力系统领域,我们已经走在了前列。”

跨境试验田

但是,从学术到产业,从应用到商业,都有一个过程。2021年,国内首台氢燃料电池混合动力机车下线,本质上是商业化的突破。

在陈维荣看来,单靠高校的单打独斗,几年内很难取得商业化突破。事实上,长期以来,高校和企业之间存在着一堵墙——例如,有些人认为研发是一种投资,只有形成产品,促进产业化,才能得到回报。因此,一些地方政府对具有研发能力的企业、科研机构和人才团队不放心,担心硬孵化培育的成果,飞到其他地方。

在西南交通大学工作的十多年里,陈维荣也创办或参与了许多涉及不同领域的企业的创办,许多投资者也主动找到他,寻求合作机会。

但在陈维荣看来,最大的转折点是几年前学校内部的改革浪潮。

当时,随着国家立法层面科技成果的使用、处置和收入的下放,西南交通大学率先探索全国职务科技成果混合所有制改革,转化了近10年研发的大功率燃料电池系统技术成果,成立了四川荣创新能公司,电气工程学院院长陈维荣兼董事长,钱清泉担任首席科学家。

此时,陈维荣已经54岁了,这次跨境也被称为科技领域的小岗村实验。荣创新成立后,陈维荣开始探索如何打破高校与企业之间的墙,完成从科技成果到市场产品转型的最后一公里。

例如,当地企业可以提出需求,定制技术,享受更完善的科技服务;当地科研力量也可以跨地区接受订单,科技人员可以投身创业,技术为王,看看对行业的贡献,享受科研成果的好处。

例如,为了澄清各方的分工,学校可以根据需求进行基础研发;企业开展生产制造和市场开发,在资源配置中发挥决定性作用。

经过两年的探索,荣创新能可以吸引人才,技术转型的速度和成果吸引了各行各业的关注。陈维荣认为,培育科技体制改革的试验场是一项光荣的使命。

创新·市场蓝海

近年来,陈维荣明显感受到氢能对整个行业的重要性不断提高。

一个细节是,过去氢燃料电池在轨道交通中的发展和应用也依靠陈维荣在各种论坛上的演讲来促进发展。自去年以来,越来越多的企业主动联系。“一些企业去年刚刚订购了一辆工程机车,今年又买了两辆。”陈维荣说。

虽然这是一种市场行为,但背后是碳达峰、碳中和的巨大影响。氢能作为一种清洁能源,近年来受到青睐。特别是在双碳的目标下,氢能产业正在全国各地布局。据中国氢能联盟预测,到2050年,氢能将至少占中国终端能源系统的10%,产业链年产值约12万亿元,成为引领经济发展的新增长极。

成都市委十三届十中全会提出,要推进能源结构调整,构建以电为主、多能互补的能源结构,加快建立清洁、低碳、安全、高效的现代能源体系,夯实城市绿色低碳发展基础。

此前,成都市经信局局长王凯曾提到,成都正在实施清洁能源替代,加快电气化进程,增加天然气消费,加快氢能应用,不断提高非化石能源比例,到2025年,非化石能源消费占50%以上。

氢能市场无疑将是一片巨大的市场蓝海。陈维荣表示,由于能源利用的充分性,氢能是集中可再生能源大规模、长期储存的最佳方式。有些电力电池不能储存,比如四川的季节性水电,但氢能可以避免这种储存问题。

在陈维荣看来,氢燃料电池将在2022年迎来更大的突破,无论是市场还是技术。

去年年底,荣创新能受到四川发展院士基金的青睐,成为首批获得院士基金投资的唯一氢能产业企业。陈维荣透露,2022年,在国家政策的鼓励下,荣创新能将加强轨道交通应用大功率氢燃料电池的研发、生产和产品市场拓展,努力从小批量生产转向更大订单,占领行业市场。

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