海歸團隊創業與燃料電池自主技術産業化
——以氫璞創能為例
文｜億維智源
一
背景
按照新發展理念推動我國經濟社會發展，是目前和今後一個時期我國發展的總要求和大趨勢。新時代推動更高水準開放，要全面貫徹落實新發展理念，堅持引進來和走出去并重，發展更高層次的開放型經濟。十九大報告對新時代我國對外開放作出了總體部署，提出要“建設現代化經濟體系，推動形成全面開放新格局”。目前，我國正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期，建設現代化經濟體系是跨越關口的迫切要求和我國發展的戰略目标。新時代推動更高水準開放，要着力創新方式、優化布局、提升品質，深化供給側結構性改革，加快培育國際經濟合作和競争新優勢，促進我國産業邁向全球價值鍊中高端。
大力發展氫能産業，是建構清潔低碳、安全高效能源體系的重要途徑，也是促進我國實作碳達峰、碳中和目标的具體實踐。從産業技術體系建構情況來看，我國氫能技術特别是燃料電池技術出現了自主研發與國外引進并行發展的格局。其中，燃料電池自主技術研發以國家科技計劃支援下的科研院所和領軍企業為代表，而技術引進展現為直接引進國外燃料電池技術或相關研發團隊。需要指出的是，在我國燃料電池技術自主創新過程中，海歸團隊創業也發揮了主力軍的作用。本文聚焦我國氫能領域海歸創業的典型企業北京氫璞創能科技有限公司（以下簡稱“氫璞創能”），回顧其創業曆程及特點，分析其燃料電池自主技術産業化的經驗。最後，本文結合我國氫能領域海歸團隊創業特點，就如何支援其創業活動和實作産業化提出了對策建議。
二
海外團隊創業與技術研發國際化
1.海外技術團隊歸國創業
不同于我國科研院所或原有企業的燃料電池自主化技術創新，氫璞創能是海外燃料電池技術團隊回國創業和推進産業化的典型代表。氫璞創能創始團隊具有在歐美國家專業從事燃料電池研發及汽車自動化的經曆，在燃料電池電堆設計開發、燃料電池系統內建及控制研發、全自動化生産線設計等方面擁有豐富經驗。氫璞創能是我國氫燃料電池領域具有核心技術自主知識産權的典型企業，目前已經擁有相關技術專利及保密技術100多項。同時，氫璞創能還是全國燃料電池标委會成員機關，到2020年底已參與20多項燃料電池相關國家标準的研究與制定。
2.燃料電池技術研發國際化
得益于核心創業團隊的國際背景及優勢，氫璞創能形成了國際國内雙研發中心的格局，實作了燃料電池技術研發的國際化。其中，氫璞創能國内研發中心位于北京，有專業研發人員60餘人，占員工總數的50%以上。這些人員主要從事燃料電池電堆量産産品的設計開發及雙極闆、膜電極等關鍵材料的研發。氫璞創能國外研發中心位于美國紐約州，已建立10人左右的研發團隊，核心研發人員擁有豐富的車用大功率電堆設計經驗，主要從事氫能、燃料電池及金屬闆電堆等方向前瞻技術的研發。
三
燃料電池技術産業化的經驗
1.掌握核心技術
經過十餘年開發與積累，氫璞創能已經掌握了燃料電池電堆核心技術及生産工藝。一方面，氫璞創能在雙極闆、膜電極及催化劑等關鍵材料開發方面取得了突破，掌握了複合闆合成技術、金屬闆塗層技術、膜電極組裝技術，具備了複合闆材料開發、金屬闆材料開發及膜電極設計能力。2019年，氫璞創能成功研發碳複合闆模壓材料，并獲得了IATF-16949認證。另一方面，氫璞創能還在雙極闆流場設計、密封材料成型、膜電極生産工藝等方面取得突破，掌握了雙極闆、單電池封裝及燃料電池電堆疊堆工藝，并實作了所有電堆生産工藝的自動化。
2.雙元産品創新
氫璞創能是國内為數不多的堅持碳複合闆和金屬闆兩條技術路線的燃料電池電堆企業，碳複合闆電堆和金屬闆電堆雙元産品創新共同推進。複合闆電堆方面，氫璞創能已開發出T系列、F系列及V系列産品，能夠滿足低壓工況和高壓工況等不同技術內建路線。其中，氫璞創能第四代Nowogen F系列電堆子產品功率覆寫35-80kW，電堆核心材料和部件實作了100%國産化。該款電堆具有低成本、高性能、長壽命的特點，較為适合中重型燃料電池貨車。在中汽中心2021年全國燃料電池電堆評比活動中，氫璞創能ST70F電堆取得了綜合排名第一的好成績。目前，氫璞創能已推出第五代V系列碳複合闆燃料電池堆，整堆額定功率140kW，體積功率密度達到3.8KW/L。
圖1 氫璞創能T/F系統複合闆電堆
金屬闆電堆方面，氫璞創能自2018年至今已經完成三代金屬闆電堆研發。氫璞創能開發的第三代金屬闆電堆采用膜電極與雙極闆結合的單電堆技術等氫能行業最新技術，極闆采用液壓成型技術及獨創的流場嵌套設計，極闆厚度75um，含膜電極的單電堆厚度0.83mm，整堆額定功率120-200kW，體積功率密度高達5.7KW/L，适用于全系列車型。不難發現，氫璞創能燃料電池電堆産品在單堆功率、功率密度等關鍵技術名額方面處于行業領先水準。
3.引領行業降成本
為了滿足規模化推廣的需要，燃料電池電堆産品降成本較為關鍵。通過關鍵材料國産化和生産工藝自動化，氫璞創能實作了電堆産品壽命、可靠性、一緻性提升和成本大幅下降的目标。從2012年起，氫璞創能開始通過優化産品設計降成本，2015年開始通過優化生産工藝降成本，2017年通過生産自動化的手段降成本。2019年開始，氫璞創能在專業人才和專業機構的支援下實作了生産精益化和産品成本顯著下降。這些措施取得了顯著效果，到2020年，氫璞創能燃料電池電堆成本已達到1500元/kW水準，引領了我國氫能行業降成本趨勢。未來，氫能創能将把握燃料電池汽車規模化示範推廣的機遇，通過燃料電池電堆批量化生産和循環材料、零部件的循環利用來進一步實作降成本。
生産能力建設方面，氫璞創能堅持生産裝置自主研發及生産線自主設計，2013年起建立起我國首條半自動化燃料電池電堆生産線，2016年建立起我國首條自動化電堆生産線。到2020年，氫璞創能已建成智能化全自動生産線，充分保障了規模化高品質電堆生産。目前，氫璞創能已在江蘇揚州、山東德州、河南新鄉建設了3條生産線，燃料電池電堆單班産能可達100MW，雙班産能可達200MW。
圖2 氫璞創能揚州基地生産線
4.産品多元化應用
氫璞創能與燃料電池系統企業及整車企業等行業夥伴合作，結合實際應用場景開發了包括燃料電池叉車、中型物流車、公共汽車、環衛車、重卡及乘用車等多款車型。目前，搭載氫璞創能燃料電池電堆産品的終端應用覆寫國内長三角、珠三角、華中、華北等區域，累計行駛裡程超過500萬公裡。
圖3 搭載氫璞電堆的燃料電池叉車
物流車應用方面，搭載氫璞創能燃料電池電堆的30輛8噸氫能物流車2019年5月在山東德州投入營運。叉車應用方面，2020年8月起，搭載氫璞電堆的3.5噸氫能叉車開始陸續傳遞天津臨港集團，到2020年底已完成首批100輛傳遞并投入營運，2021年10月則有37輛氫能叉車傳遞到燕山石化。重卡應用方面，2020年9月，搭載氫璞電堆的49噸氫能重卡通過工信部第337批《道路機動車輛生産企業及産品公告》。2021年6月-8月，搭載氫璞電堆的20輛氫能重卡陸續傳遞河北鋼鐵集團和天津榮程聯合鋼鐵集團。據了解，2021年年底，氫璞創能将與合作夥伴傳遞30輛49噸氫能重卡用于北京冬奧會。專用車應用方面，搭載氫璞電堆的13輛18噸氫能環衛車已中标廣州黃埔區招标項目，氫璞創能與東風柳汽合作開發的國内首款氫能抗疫車已釋出，燃料電池發動機功率達100kW，效率高達55%。
四
政策建議
以上分析表明，氫璞創能掌握了燃料電池核心技術，實作了持續的産品創新。通過關鍵材料國産化、生産工藝自動化等手段，氫璞創能引領了氫能行業降成本程序，其産品在燃料電池叉車、物流車、環衛車、重卡、特種車輛等終端實作了多元化應用。可見，氫璞創能已成為我國氫能領域海歸團隊創業和推進燃料電池自主技術産業化的典範。
随着我國進一步擴大開放和氫能産業的不斷發展，氫燃料電池領域海歸創業團隊數量也在持續增加。然而，我國氫燃料電池領域對海歸創業團隊和海歸創業企業缺乏足夠重視。為此，國家主管部門、地方政府、行業平台、領軍企業等主體需要共同發力，為氫能領域海歸團隊創業營造必要條件，助力我國氫燃料電池技術産業化和産業高品質發展。
第一，國家層面應對氫燃料電池海歸創業團隊給予必要支援。首先，國家重點研發計劃、“專精特新”企業等國家支援措施有必要對掌握核心技術、有能力推進産業化的海歸創業團隊進行适當傾斜；其次，燃料電池汽車示範應用、“氫進萬家”等國家試點示範項目可将擁有核心技術及産品競争力的海歸創業企業列為重點對象；最後，為推進氫能及燃料電池汽車領域進一步擴大開放，國家氫能産業頂層設計有必要将掌握核心技術、産品競争力強、産業化進展良好的海歸創業企業納入其中。
第二，地方政府應為氫能領域優質海歸創業團隊做好必要支撐。一方面，一些海歸創業團隊及創業企業集中的地區可探索建立國際氫能産業平台，為國外氫燃料電池領域技術、人才、創業團隊、創業企業等資源流動和落地生根提供必要保障。另一方面，地方政府在推進氫能産業培育和燃料電池汽車示範過程中應對海歸創業企業給予重視，留足相應發展空間。
第三，進一步支援海歸創業企業和挖掘發展潛力。優質海歸創業團隊是創業企業是促進氫能産業高品質發展的核心主體，具有成為主力軍的潛力。為充分發揮海歸創業企業對氫能産業的支撐帶動作用，地方政府有必要圍繞其技術創新、研發團隊建設及産業化能力、産品應用等特點，研究制定相應政策，優化區域産業環境。同時，為進一步挖掘海歸創業企業潛力，各級政府部門有必要引導氫能領域現有領軍企業與優質海歸創業企業開展多種形式合作，促進優勢互補及強強聯合。
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