京城机电天海工业智能工厂气瓶产线有序运转。                        ■记者 张军/摄

  走进京城机电旗下天海工业位于北京城市副中心的智能化工厂,年产8万支复合气瓶的产线正有序运转。从这里下线的IV型储氢气瓶,内胆材料、碳纤维、制造装备全线国产化,配套国内主流氢能重卡,市场占有率位居第一梯队。液氢储运装备完成从研发到示范应用的全流程验证。

  从受制于人到自主可控,从“标准追随”到“规则制定”——天海工业的七年,恰是中国氢能装备从零起步的缩影。而其背后,京城机电以战略定力勾勒出“储运加用制”全链布局的氢能版图,为这场突围提供了关键支撑。

  从零起步到全链自主

  故事始于2017年。那一年,天海工业正式立项研发IV型储氢气瓶。这种采用“塑料内胆+碳纤维缠绕”路线的产品,比传统金属内胆Ⅲ型瓶减重约30%,储氢密度更高、疲劳寿命更长,是国际公认的下一代车载储氢主流装备。但彼时,核心技术完全掌握在少数海外企业手中,国内在这一领域近乎空白。

  为破解技术封锁等问题,天海工业组建20人的研发团队,用一年多时间从头学起:查阅海外文献,搭建仿真模型,一个配方一个配方地筛选材料。没有制造设备,就引进样机消化吸收;没有氢循环试验装置,就把样瓶送往德国和加拿大排队检测。“光等一个试验周期就是半年,迭代速度被卡得死死的。”天海工业党委书记、董事长张继恒说,“碳纤维是IV型瓶的核心增强材料,供应完全受制于海外厂商。现在国产碳纤维不仅品质稳定,成本也降下来了。用我们自己的供应链,心里才踏实。”

  内胆材料的国产化更为复杂。IV型瓶内胆需在零下40摄氏度至85摄氏度极端温差下保持韧性,同时耐受高压氢气的长期渗透,技术门槛极高。京城机电选择与北京化工集团联手,合资成立公司,专门攻关材料配方改性与成型工艺。材料要能上产线、产品要能过认证、成本要有竞争力。这种以终端需求反向牵引研发的模式,让两家国企实现真正的“化学反应”——化工集团主攻配方改性,天海同步进行工艺验证,研发成果直接对接量产条件。目前,国产内胆材料已完成多轮迭代,进入第三方验证的关键阶段。

  2021年,天海工业成为国内首批取得IV型瓶制造许可的企业。2024年6月,配套整车登上工信部公告,成为国内首家实现IV型瓶氢系统批量应用的企业。从材料、装备到工艺,从批量生产到市场销售,Ⅳ型瓶产品已销售近万只,实现了从“0到1”再到N的突破,七年时间,完成了从“完全依赖进口”到“基本全面国产”的跨越。

  企业攻坚筑牢行业底座

  “产品研发出来,发现国内没有检测标准、没有试验装备——连做型式试验都要送到国外。”张继恒说,“那就大家一起建。”正是在天海等先行企业的迫切需求拉动下,中国氢能装备检测体系实现了从无到有的跨越,国内多家单位已建成全球领先的氢能装备检测能力体系。

  标准领域的突破同样深远。IV型瓶是全新产品,没有现成标准,产品就无法上公告、无法装车。天海的策略是“以产品推标准”:先联合行业建立团体标准,在示范运营中积累数据,再逐步升级为行业标准、国家标准。截至目前,企业已参与制修订氢能标准38项,其中国家标准9项,覆盖车用氢气塑料内胆气瓶、组合阀门、液氢压力容器等核心领域。曾经的“标准追随者”,已成为行业规则的重要制定者。

  “用一家企业的技术攻关,带动材料、装备、检测、标准全链条自主化——这是最有价值的突破。”张继恒说,“不仅解决了‘能不能做’的问题,更解决了‘能不能检测、能不能认证、能不能产业化、能不能商业化’的体系性问题。这才是真正把产业命脉攥在自己手里。”

  从气态到液态的全场景覆盖

  在攻克气态储氢的同时,天海将目光投向液态储氢。液氢的能量密度远高于高压气态氢,体积密度约为标况气态氢的近千倍,是破解跨区域长距离运输成本瓶颈的关键路线。但零下253摄氏度的超低温对材料和绝热技术提出了近乎苛刻的要求。就像一个保温瓶,内胆与外层之间要绝对隔热,又必须有支撑连接,如何将漏热降到最低、将真空度做到极致,这些全是最硬的物理极限,也是一个从零开始的新领域。

  如今,天海工业自主研发的车载液氢储供系统已成功配套多款重型商用车样车,首次集成液氢蒸发转换装置,实现全工况“氢气零排放”。在北京市液氢重卡示范重点项目中,该系统作为核心关键部件,匹配北汽福田全新发布的液氢Beacon重卡,成功实现产品研发、标准体系搭建、试验验证、整车搭载测试与公告评审,成为液氢重卡上路公告的领跑样板。在2026年5月启动的荣程新能液氢全链条示范项目中,该系统与加氢站同步投运,成为京津冀液氢商业化的标杆案例。气态与液态双线并进,天海实现了高压气氢从35兆帕到70兆帕、低温液氢从储罐到车载系统的全覆盖。

  天海工业的突围,得益于京城机电对氢能产业的前瞻布局。京城机电以天海工业和上海舜华为主力军,构建起以氢能为核心的气体储、运、加、用、制装备制造及服务全产业链,大力开展关键核心技术攻关,打造原创技术策源地,积极从零部件配套商转变为场景方案提供者,从氢能示范走向商业化,迅速成为氢能行业的领军企业。

  张继恒说:“京城机电的战略规划为天海工业氢能产业的发展指明了方向。向上对接风光清洁能源制氢,提供‘绿氢消纳’整体方案;向下为整车企业和加氢站提供从站用储罐到车载系统的成套装备。”

  全力推动氢能发展“加速跑”

  当前,持续推进氢能全链条自主创新、扩大多元场景示范应用,是现阶段契合我国能源转型战略、适配产业发展基础的务实路径。

  对于未来氢能产业发展,张继恒提出三点建议:一是场景开放方面,建议在国企系统内为自主研发的装备开辟应用通道,让研发成果在市场化“最后一公里”有路可走、有力可借。二是激励机制方面,对承担战略性任务的业务板块,宜实行独立核算与差异化激励,给予“十年磨一剑”的研发人员留足容错空间,也为产业长远发展积蓄持久动力。三是标准建设方面,液氢等新兴领域的产品研发已走在前面,标准体系需加速跟进,助力商业化真正从‘示范’走向‘规模’。