国金证券报告指出,我国SOFC产业正处在工业示范向商业应用的过渡阶段。2024年国内示范项目密集落地——中广核100kW SOFC发电系统完成满功率测试、豫氢动力2MW级热电联供项目试运行成功、中广核6MW副产氢SOFC项目公示。国家能源集团兆瓦级IGFC试验基地建成。三环集团、潍柴动力、壹石通等企业加速布局,商业化曙光开始显现。
2024年国内SOFC示范项目密集落地,功率等级快速提升
2024年国内SOFC示范项目呈现功率等级提升、应用场景多元化的趋势。12月16日,中广核研究院和中海石油气电集团联合研发的100kW固体氧化物燃料电池发电系统完成满功率出厂测试并包装发货,标志着国内首套最大单机功率百千瓦级高温燃料电池发电系统研制成功【42†L7-L8】。
12月,潍柴动力开发的SOFC热电联供示范项目在西安港务区建成投运,引入全球首款大功率金属支撑SOFC【42†L9-L10】。9月,中广核6MW副产氢SOFC项目公示,采用先进SOFC技术利用工业副产氢高效发电,发电机组由数十套百千瓦级以上发电系统组成【42†L11-L12】。6月,清能股份旗下豫氢动力交付的全国首个2MW级氢燃料电池热电联供示范项目试运行成功,预计年消耗氢气1600万标方,年发电约1513万度【42†L13-L14】。
表:2024年国内SOFC主要示范项目| 时间 | 项目 | 规模 | 进展 |
|---|
| 2024年12月 | 中广核+中海油联合项目 | 100kW | 满功率出厂测试完成 |
| 2024年12月 | 潍柴动力西安港务区项目 | — | 建成投运 |
| 2024年9月 | 中广核副产氢SOFC项目 | 6MW | 公示 |
| 2024年6月 | 豫氢动力热电联供项目 | 2MW | 试运行成功 |
| 2024年5月 | 国家能源集团IGFC项目 | 兆瓦级 | 试验基地建成 |
国家能源集团建成兆瓦级IGFC试验基地
2024年5月,由国家能源集团牵头、北京低碳清洁能源研究院承担的“CO₂近零排放的煤气化燃料电池发电系统开发”项目成果通过中国煤炭工业协会鉴定,项目研究成果达到了“国际领先水平”【42†L16-L17】。该项目创建了CO₂近零排放的IGFC发电技术体系,突破了IGFC系统关键技术,建成了首个兆瓦级IGFC试验基地,研制了首套CO₂近零排放的百千瓦级IGFC示范系统【42†L16-L17】。项目列入了国家“十四五”能源领域科技创新规划,还可以进行分布式热电联供或者耦合逆向电解(SOEC)实现氢储能【42†L17-L18】。
国内SOFC产业链初步形成,核心企业加速布局
国内SOFC产业链主要包括单电池及上游材料、电堆及其辅助设备(BOP)、系统集成和应用三大部分【43†L15-L16】。国内数家单位已掌握大面积单电池量产技术,耐久性可达上万小时【43†L16-L17】。潮州三环是国内最早研发生产SOFC的企业,为全球最大SOFC电解质隔膜供应商(供货Bloom Energy),欧洲市场最大SOFC单电池供应商【44†L17-L18】。
潍柴动力2018年战略投资英国Ceres Power成为其最大股东,2023年2月发布的120kW产品是全球首款大功率金属支撑SOFC,净发电效率超60%,热电联产效率达92.55%【45†L8-L9】。壹石通2023年12月开工建设固体氧化物能源系统项目,总投资约12.1亿元,将形成年产1GW固体氧化物能源系统生产规模(含SOFC和SOEC)【45†L17-L19】。
国内SOFC仍处追赶阶段,技术差距与商业化路径
国内外在SOFC技术领域存在较大差距,美日欧技术日趋成熟并进入商业化初级阶段,但能实现大规模商业化供货的企业不多【22†L12-L13】。我国受制于国外对关键技术的封锁,整体技术水平存在差距,在政策扶持有限、产业链配套发展不成熟、市场未启动的环境下,国内SOFC市场应用尚未真正启动【22†L14-L15】。
国内SOFC系统功率范围为1-35kW,MW级产线超10条【42†L5】。电堆方面国内在电池结构设计、单电池组装方面仍较粗放,电池密封和连接体结合强度在长期运行中还存在不稳定,系统寿命约数千小时到1万小时,距商业化10年以上目标有差距【43†L17-L19】。电堆辅助系统(预重整器/加热器/压缩机/逆变器/换热器等)国内尚无专业生产公司【43†L19-L21】。面向2035年,我国需进行兆瓦级SOFC规模化的示范与试运行【44†L5】。