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激活绿色中国的澎湃动力

大家好!我是来自北京亿华通科技股份有限公司的方川。今天,站在华北电力大学这片充满创新活力和青春梦想的热土上,能与在座各位朝气蓬勃的青年才俊相聚,分享我投身氢能事业的奋斗历程与实践思考,我感到无比荣幸,也倍感责任重大。

同学们,当你们走在城市的大街小巷,是否注意到越来越多的绿色牌照汽车穿梭于车流之中?细心观察的同学可能会发现,除了常见的“EV”标识(也就是纯电动汽车)外,还有一些车辆标注着“FCEV”。大家知道这三个字母代表着什么吗?没错,这正是氢燃料电池汽车(Fuel Cell Electric Vehicle)的标识!它并非遥不可及的科幻概念,而是已经驶入我们日常生活的现实科技,正在悄然改变着我们的出行方式和能源结构。

这些车辆搭载的燃料电池系统,通过氢气和氧气在电堆中发生高效的电化学反应,仅产生电能、热量和纯净水,真正实现了零污染、零碳排放的清洁出行。其能量转换效率超过60%,达到传统内燃机的2至3倍,完美诠释了“绿色动力”的深刻内涵。这项技术不仅代表着汽车工业的未来发展方向,更是我国实现能源转型和“双碳”目标的重要技术路径。

接下来,请允许我通过两段技术演示视频,为大家详细解析这项创新技术的奥秘。第一段视频展示的是燃料电池的单电池反应原理:氢气进入电池左侧,在铂基催化剂的作用下发生解离——质子穿过厚度仅20微米、相当于人类头发丝四分之一粗细的质子交换膜,电子则流入外电路形成电流;质子再与空气中的氧气结合生成水,整个过程清洁无污染,真正实现了“零排放”的环保目标。第二段视频展示的是由数百片单电池集成的电堆以及整个发动机系统:这个高度集成的系统如同车辆的“心脏”,再配合空压机、氢循环装置、水热管理系统等关键辅件,共同构成完整的燃料电池发动机系统,成为驱动汽车前行的核心动力来源。这个系统的研发涉及材料科学、电化学、热力学、控制工程等多个学科领域,是典型的多学科交叉创新成果。

在这里,我要告诉大家一个令人振奋的数字:截至目前,全国范围内运营的燃料电池汽车总量已突破2.8万辆,其中承担重型运输任务的商用车辆——如公交客车、物流重卡、环卫车等占比超过90%,这标志着我国氢能汽车产业正站在规模化、商业化爆发的重要历史节点。更让我作为一名研发人员感到自豪的是,在中国每五辆燃料电池汽车中,就有一辆搭载着我们团队自主研发的燃料电池发动机系统。这个数字背后,凝聚着我们研发团队无数个日夜的辛勤付出和技术攻关的汗水。

一、氢能时代的战略机遇与历史使命

当前,全球能源结构正在发生深刻变革。世界主要发达国家纷纷将氢能纳入国家战略,已有40余个国家制定了详细的氢能发展路线图。我国也在《能源法》中将氢能明确列为未来能源体系的重要组成部分,展现出大力发展氢能产业的坚定决心。

在2020年9月召开的第七十五届联合国大会上,习近平总书记庄严提出中国“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的“双碳”目标,这一承诺彰显了中国作为负责任大国对全球可持续发展的责任担当。

氢能作为清洁能源转型的核心支柱,正在加速从实验室走向产业化。燃料电池汽车作为氢能落地应用的先锋领域,其发展直接关系到整个氢能产业的推进速度和应用广度。国家五部委联合推动的燃料电池汽车示范城市群建设,发改委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》,这些政策举措为我们勾勒出清晰的氢能发展蓝图和实施路径。

可以说,氢能产业的发展不仅是构建现代化产业体系的关键一环,更是推动新质生产力成长、实现能源自主可控的重要路径。我们正在参与的,是一场关乎国家能源安全、生态环保和全球科技竞争的伟大事业。这项事业既需要技术突破,也需要产业化推进,更需要像在座各位这样的青年才俊加入其中,共同推动这场深刻的能源革命。

二、从技术突破到产业转化的艰辛跋涉

回顾我的个人成长历程,可以说深深烙印着国家培养和个人奋斗的轨迹。我在清华大学完成了本科、硕士和博士阶段的学习,期间获得国家留学基金委资助,赴德国亚琛工业大学深造,获得硕士学位。回国后,我加入清华欧阳明高院士团队从事博士后研究,专注于燃料电池关键技术攻关。

在国家政策的号召与产业前景的双重驱动下,我毅然投身氢能与燃料电池这一充满挑战的领域。自本科阶段起,我就开始参与相关研发工作,我们团队的技术成果先后服务于2008年北京奥运会、2010年上海世博会和2022年北京冬奥会等国际盛事。2015年,团队成功驱动全球首台燃料电池有轨机车上线运行;2020年,又实现全球首台液氢重卡研发落地,这些创新成果标志着我国在氢能交通领域取得了重要突破。

作为欧阳院士团队的核心成员,我参与并推动了中国氢能产业从技术追赶到局部领先的全过程。在这个过程中,我深刻体会到科技创新必须与产业需求紧密结合,实验室的成果只有转化为实际应用,才能真正发挥价值。

2020年,我加入国内燃料电池领军企业亿华通,带领研发团队秉持“干字当头、实字为要”的理念,开展从30kW到300kW的系列化燃料电池发动机产品开发。我们与三十余家主流车企建立战略合作,共同完成121款燃料电池车型的开发与配套,产品覆盖客车、重卡、环卫、冷链等多个应用场景,基本实现陆路交通全领域布局。

在实际推广应用中,我们创新性地提出“点-线-面”三级推进策略:首先选择氢能资源富集、政策支持力度大的城市作为示范点;然后沿着物流干线布局加氢设施,形成线状网络;最后通过规模化推广,实现区域化覆盖。截至目前,我们的发动机产品已在全国23个城市实现批量应用,累计装车近6000台,车辆总运营里程突破2亿公里,市场占有率约20%,真正推动氢能科技走出实验室、驶入百姓生活。

实干精神不仅体现在技术迭代与市场推广中,更在重大考验中淬炼成金。2022年北京冬奥会期间,由我们提供动力的724辆燃料电池汽车承担了赛事交通保障的重任。这些车辆驰骋于赛场内外,累计运行超过260万公里,减少碳排放超2200吨,创下全球最大规模燃料电池汽车示范运营纪录,并实现全程“零故障”,完美支撑了“绿色冬”的庄严承诺。国际奥委会官员和外国运动员纷纷表示,中国的氢能科技让他们“看到了未来的样子”,这是对我们技术实力的最高认可。

然而,氢能产业的发展并非一帆风顺。2015-2017年,行业迎来第一波投资热潮,但随后由于技术成熟度和基础设施不足,2018-2019年进入调整期。2020年“双碳”目标提出后,行业再次迎来发展机遇,但2022年以来又面临宏观经济环境和市场竞争的双重挑战。

在这个过程中,我深刻认识到:氢能产业是一项难而正确的伟大事业,它需要战略定力,更需要一批又一批实践者持之以恒地投入。资本有热有冷,市场有起有落,但技术创新和产业发展的脚步从未停歇。

让我印象深刻的是2012年亿华通初创时期的艰难岁月。当时团队仅十余人,研发中心设于北京郊区一处简陋车库。寒冬时节,室内没有暖气和空调,工程师们穿着摩托车手厚皮裤、脚贴暖宝宝坚持调试。就是在这样艰苦的条件下,我们完成了公司首台燃料电池发动机的研发与测试。那时,为模拟整车满载,我们用泥沙填充塑料桶充当配重,全体工程师挤在车厢内紧盯数据、随时调试——没有条件,就创造条件;没有经验,就摸索前行。这张当时拍下的照片里,尽管环境艰苦、工作至凌晨,每个人脸上却洋溢着攻克技术难关后纯粹的喜悦。这种创业初期的奋斗精神,至今仍然激励着我们团队不断前行。

另一张珍贵的照片,记录了我2014年在清华搭建实验台时的场景。为满足防爆要求,实验室内无法安装空调。盛夏的北京,气温逼近40摄氏度,我光着膀子、汗流浃背地完成所有管线与电气连接。令人欣慰的是,这个实验台至今仍服务于母校的科研工作,支撑着一代又一代青年学子继续探索氢能奥秘。我认为,实干不仅是一种工作方法,更是一种值得传承的科研精神。

如今,我们的研发条件早已从当年的车库和闷热实验室,发展为现代化、数字化的测试车间与中试基地;团队也从最初的十余人扩展为上百人的专业研发队伍。而我本人,也从一名初出茅庐的博士毕业生,成长为带领团队不断突破技术瓶颈的研发负责人。这个过程,正是中国氢能产业从无到有、从小到大的一个缩影。

更让我自豪的是,我们实现了从技术引进到国际合作的跨越式发展。2003年,戴姆勒奔驰的氢燃料公交车在北京示范运行时,我们还是技术的学习者;二十年后的今天,我们已成为向戴姆勒提供燃料电池发动机的合作伙伴。这一转变,不仅是中国氢能技术实力的体现,更是我们从跟跑、并跑迈向局部领跑的真实写照。目前,我们在燃料电池电堆功率密度、低温启动性能、系统集成度等关键指标上已达到国际先进水平,部分技术甚至实现领先。

三、创新创业文化的积淀与传承

在长期的技术研发和产业实践中,我们逐渐形成了以“两实三创”为核心的企业文化,与大家共勉:坦诚谦实、专注务实、开拓创新、协同创业、共创未来。我们研发团队平均年龄仅30.3岁,始终保持着创业初期那股“敢啃硬骨头”的冲劲与韧性。求变、求新、求是、求美,这八个字已经成为每一位团队成员的精神底色和价值追求。

面向未来,我们将继续深入贯彻落实“围绕产业链部署创新链”的重要方针,在燃料电池、PEM电解水制氢等关键技术领域持续深耕。特别是在催化剂、质子交换膜、碳纸等核心材料方面加快国产化替代进程,在电堆结构设计、系统集成控制等环节加强自主创新,努力突破成本、性能、寿命等产业瓶颈,为实现氢能全产业链的自主可控、安全高效持续贡献智慧与力量。

根据国际氢能委员会预测,到2030年,氢能将为全球创造3000万个就业机会,带动形成万亿级市场规模。需要强调的是,汽车只是氢能应用的起点和突破口,未来氢能还将广泛应用于船舶、航空、绿色化工、清洁冶金、智慧能源等领域,成为国家新型能源体系的核心组成部分。我们正在积极布局氢能制、储、输、用全产业链,推动氢能从交通领域向工业、建筑、电力等更多领域拓展,让氢能真正融入国家能源体系的筋骨血脉。

我坚信,中国的氢能事业不仅能“干出来”,而且一定能“干好”“干出一流水平”!这个信心来源于我们具备的四大独特优势:一是集中力量办大事的体制优势,能够整合资源重点突破;二是清晰稳定的顶层政策设计,为产业发展提供明确指引;三是全球最大的应用市场,为技术创新提供丰富的应用场景;四是日益完善、韧性强大的供应链体系与人才梯队,为产业发展提供坚实支撑。

最后,我想对各位同学说:我们正处在一个伟大的时代,一个能源革命和科技创新的时代。氢能的未来,充满无限可能与机遇。它需要更多年轻的力量加入其中,需要你们用专业知识和技术创新,共同推动这场深刻的能源变革。希望你们能够仰望星空、脚踏实地,以过硬的专业本领和坚定的家国情怀,为建设美丽中国和人类命运共同体贡献青春力量!