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(shí)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(jī)會窗口。
全球質(zhì)子交換膜領(lǐng)軍者戈?duì)柟荆╓. L. Gore & Associates)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?duì)栆呀?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(jì)體的戰(zhàn)略方向。2015年,聯(lián)合國193個(gè)成員國正式通過了17個(gè)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(jì)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?duì)栆恢北兄?/strong>Together, improving life (你我攜手,更美生活)的品牌承諾不謀而合。
戈?duì)栒谕七M(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(gè)項(xiàng)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(xiàng)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(jì)到2031年,戈?duì)栐谶@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?duì)柾嘎?。?jù)其最新發(fā)布的2022年企業(yè)可持續(xù)發(fā)展報(bào)告顯示,戈?duì)?9%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(qiáng)對可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注,戈?duì)杽?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(duì)。作為部門創(chuàng)新典范,清潔能源業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)全球碳中和。
戈?duì)栒J(rèn)為,氫能是解決氣候問題的關(guān)鍵,也是全球致力于實(shí)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(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,正是戈?duì)柕氖姑凇?/strong>
“早在90年代初戈?duì)柧烷_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?duì)栁磥韺?shí)現(xiàn)目標(biāo)的一大步!”戈?duì)柋硎尽?/p>
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(shí)代風(fēng)口。
目前戈?duì)柕腉ORE-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?duì)栙|(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(jī)發(fā)電的RE100解決方案示范試驗(yàn)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?duì)栆恢痹谕七M(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?duì)柋硎尽?/p>
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(yàn)。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(shí),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(diǎn)。
而這些重型長途汽車應(yīng)用更加強(qiáng)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(yùn)營成本等,更加注重降低運(yùn)營成本和提高燃料效率,而非初始購買價(jià)格。
燃料電池解決方案要實(shí)現(xiàn)對柴油發(fā)動機(jī)的替換,需要逐步實(shí)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?duì)柊l(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(shí),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(xiàng)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?duì)柕膬?yōu)勢就是幫助客戶推動技術(shù)發(fā)展的同時(shí)最大限度避免妥協(xié),優(yōu)化系統(tǒng)總擁有成本。”戈?duì)柋硎尽?/p>
為此,圍繞總擁有成本的優(yōu)化,戈?duì)栙|(zhì)子交換膜產(chǎn)品做出了以下創(chuàng)新:
•戈?duì)柂?dú)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(jì)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(shí)際應(yīng)用時(shí),戈?duì)柵c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(jì)的總擁有成本;
•戈?duì)杽?chuàng)新ePTFE增強(qiáng)技術(shù)能夠設(shè)計(jì)出能夠耐受RH循環(huán)應(yīng)力的增強(qiáng)型結(jié)構(gòu),可以提升質(zhì)子交換膜的機(jī)械耐久性,以提高功率并達(dá)到應(yīng)用的理想使用壽命;
•戈?duì)栆呀?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(shí),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?duì)栆劳袔资陙碓谌剂想姵刭|(zhì)子交換膜和膜電極組件的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),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(jì),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(jī)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?duì)栒掷m(xù)提升我們的材料能力,推動燃料電池在交通運(yùn)輸業(yè)的商業(yè)化。”戈?duì)柋硎尽?/p>
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