高工氫電/原創(chuàng)
摘要：細(xì)分領(lǐng)域龍頭的決策與修煉。 燃料電池行業(yè)在過去十年取得了巨大進(jìn)展，并有望在未來十年實現(xiàn)更大的飛躍。面向商業(yè)化初期，燃料電池供應(yīng)鏈企業(yè)需要在變局中明確發(fā)展思路和商業(yè)化路徑，抓住氫能變革的機會窗口。 全球質(zhì)子交換膜領(lǐng)軍者戈爾公司（W. L. Gore & Associates）（點此查看：戈爾，質(zhì)子交換膜“王者”的煉成）自有成算。依托可持續(xù)視角下的戰(zhàn)略決策和創(chuàng)新型產(chǎn)品策略，向內(nèi)修煉可靠的性能、技術(shù)支持，并不斷提升安全性。精明的商業(yè)化打法下，戈爾已經(jīng)踏準(zhǔn)燃料電池商業(yè)化初期的發(fā)展節(jié)奏，穩(wěn)健前行。 ★可持續(xù)視角下的戰(zhàn)略決策 隨著全球環(huán)境問題的加劇，“可持續(xù)發(fā)展”成為各國家政府、經(jīng)濟體的戰(zhàn)略方向。2015年，聯(lián)合國193個成員國正式通過了17個可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，旨在呼吁全球共同采取行動，使社會、經(jīng)濟與生態(tài)、環(huán)境的目標(biāo)相協(xié)調(diào)，改善所有人的生活和未來。 這與戈爾一直秉承著的Together, improving life （你我攜手，更美生活）的品牌承諾不謀而合。 戈爾正在推進(jìn)的可持續(xù)發(fā)展工作包括具使命感的創(chuàng)新、保護(hù)環(huán)境和提升對社會的影響等，目前有超過110個項目專注于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和維持及改善人類福祉。 “這些項目都是專注于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和維持及改善人類福祉。我們預(yù)計到2031年，戈爾在這些領(lǐng)域的創(chuàng)新組合將占新產(chǎn)品營業(yè)收入的80%以上。”戈爾透露。據(jù)其最新發(fā)布的2022年企業(yè)可持續(xù)發(fā)展報告顯示，戈爾39%的工廠獲得了ISO 14001環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，碳排放量與2016年的基準(zhǔn)相比下降了17%。 為了加強對可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注，戈爾創(chuàng)新方案事業(yè)部在2021年初成立了新的清潔能源業(yè)務(wù)團(tuán)隊。作為部門創(chuàng)新典范，清潔能源業(yè)務(wù)團(tuán)隊專注于產(chǎn)品研發(fā)和制造，以確保能源更為清潔、更具可持續(xù)性并且能效更高，進(jìn)而提供創(chuàng)新的材料解決方案，助力實現(xiàn)全球碳中和。 戈爾認(rèn)為，氫能是解決氣候問題的關(guān)鍵，也是全球致力于實現(xiàn)更清潔、更環(huán)保能源未來的重要催化劑。當(dāng)前，氫燃料電池技術(shù)已在全球商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大潛力。然而，要真正與傳統(tǒng)燃燒技術(shù)競爭，燃料電池技術(shù)必須助力氫能成為更容易獲取、數(shù)量更大、質(zhì)量更高、且成本更低的替代能源。 以領(lǐng)先的創(chuàng)新材料推動燃料電池技術(shù)實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，正是戈爾的使命所在。 “早在90年代初戈爾就開始開發(fā)燃料電池部件，沒有人預(yù)料到氫能在20年后會成為能源轉(zhuǎn)型的重要方向，但我們相信這是一件對社會發(fā)展有益的創(chuàng)新事業(yè)，看似微小的漸進(jìn)式行動，卻會成為戈爾未來實現(xiàn)目標(biāo)的一大步！”戈爾表示。 正是這種刻在品牌基因里的可持續(xù)發(fā)展理念和具有使命感的創(chuàng)新精神，讓這家公司以氫能應(yīng)用關(guān)鍵材料龍頭的姿態(tài)，屹立在氫能源應(yīng)用發(fā)展的時代風(fēng)口。 目前戈爾的GORE-SELECT®質(zhì)子交換膜已應(yīng)用于超過60,000輛燃料電池汽車，涵蓋100多款車型，包括豐田的新一代Mirai、現(xiàn)代汽車的NEXO以及本田的Clarity燃料電池汽車，并已在全球范圍內(nèi)減少超過200,000噸的二氧化碳排放。 不僅如此，戈爾質(zhì)子交換膜在不同類型的清潔能源和固定式應(yīng)用上也成績斐然。例如，GORE-SELECT@質(zhì)子交換膜近期被應(yīng)用于松下開發(fā)使用純氫燃料電池發(fā)電機發(fā)電的RE100解決方案示范試驗中，還在松下ENE-FARM系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新和性能改進(jìn)方面也發(fā)揮了重要作用。 “可持續(xù)理念和創(chuàng)新也體現(xiàn)在業(yè)務(wù)拓展方面，無論是燃料電池車用還是固定式發(fā)電，以及其他新應(yīng)用的探索，都是戈爾一直在推進(jìn)的事情，希望用我們創(chuàng)新的產(chǎn)品力量去加速燃料電池技術(shù)在不同領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。”戈爾表示。 ★如何推進(jìn)燃料電池商業(yè)化？ 燃料電池商業(yè)化推廣面臨著電動產(chǎn)品的競爭發(fā)展，以及高額的總擁有成本（TCO）等的考驗。但在重量更大或需要更長的里程的車輛——例如商用車和替代柴油的應(yīng)用時，燃料電池技術(shù)有著確定的發(fā)展優(yōu)勢，這也是目前推進(jìn)燃料電池商業(yè)化的重要突破點。 而這些重型長途汽車應(yīng)用更加強調(diào)使用的總擁有成本，包括初始成本、燃料成本、維護(hù)和其它運營成本等，更加注重降低運營成本和提高燃料效率，而非初始購買價格。 燃料電池解決方案要實現(xiàn)對柴油發(fā)動機的替換，需要逐步實現(xiàn)在總擁有成本上的持平，如降低燃料使用成本、提升效率、降低初始系統(tǒng)成本、延長系統(tǒng)壽命等途徑。 作為PEM供應(yīng)商，戈爾發(fā)現(xiàn)，通過對PEM部件特性的改進(jìn)，并將它們集成到更加優(yōu)化的系統(tǒng)控制中，可以最終幫助降低總擁有成本。
以質(zhì)子交換膜電阻的降低為例，可以縮小電堆面積，從而有助于降低生產(chǎn)成本，材料成本和系統(tǒng)成本，最終使車輛的初始成本更低；同時，降低質(zhì)子交換膜電阻還可以提升電堆效率或減少冷卻需求，抑或減少系統(tǒng)尺寸和重量，從而提升車輛效率和增加負(fù)載，最終達(dá)到降低總擁有成本的目的。 “但從總擁有成本角度考慮，PEM特性優(yōu)化不可能將各項單一指標(biāo)都做到極致，如需要對功率密度、氣體滲透性和耐久性的權(quán)衡和選擇；此外，不同的終端應(yīng)用往往對應(yīng)著不同的總擁有成本優(yōu)化方案，戈爾的優(yōu)勢就是幫助客戶推動技術(shù)發(fā)展的同時最大限度避免妥協(xié)，優(yōu)化系統(tǒng)總擁有成本。”戈爾表示。 為此，圍繞總擁有成本的優(yōu)化，戈爾質(zhì)子交換膜產(chǎn)品做出了以下創(chuàng)新： •戈爾獨特的膨體聚四氟乙烯(ePTFE)和樹脂的進(jìn)步為PEM性能開創(chuàng)了新的設(shè)計空間，可以在不影響氫氣滲透性的情況下，使PEM電阻減少50%；或者在不影響PEM電阻的情況下，使氫氣滲透性降低50%。在實際應(yīng)用時，戈爾與電堆和系統(tǒng)開發(fā)人員合作確定如何平衡PEM電阻與氣體滲透性，從而優(yōu)化燃料電池汽車制造和設(shè)計的總擁有成本； •戈爾創(chuàng)新ePTFE增強技術(shù)能夠設(shè)計出能夠耐受RH循環(huán)應(yīng)力的增強型結(jié)構(gòu)，可以提升質(zhì)子交換膜的機械耐久性，以提高功率并達(dá)到應(yīng)用的理想使用壽命； •戈爾已經(jīng)開發(fā)了幾代不同的添加劑技術(shù)，當(dāng)將其加入PEM中時，可顯著降低因樹脂性能衰減而導(dǎo)致的氟化物釋放率，并顯著延長PEM的使用壽命； …… 除了利用創(chuàng)新產(chǎn)品性能降低總擁有成本，推進(jìn)燃料電池商業(yè)化，戈爾依托幾十年來在燃料電池質(zhì)子交換膜和膜電極組件的生產(chǎn)經(jīng)驗，通過了ISO 9001和14001質(zhì)量體系認(rèn)證，持續(xù)投資產(chǎn)品應(yīng)用和測試保證產(chǎn)品適用性的深刻理解，并在2020年對PEM產(chǎn)能進(jìn)行了重大投資，以支持更大的規(guī)模經(jīng)濟，鞏固其供應(yīng)鏈安全性。 “總的來說，我們正置身于一場競賽，來證明燃料電池可以成為替代柴油發(fā)動機的可行技術(shù)，展示出具有吸引力的總擁有成本來替代柴油動力系統(tǒng)。戈爾正持續(xù)提升我們的材料能力，推動燃料電池在交通運輸業(yè)的商業(yè)化。”戈爾表示。 掃碼關(guān)注戈爾 
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