9月19日,安徽壹石通材料科技股份有限公司(下称壹石通)发布了公告,公告指出壹石通拟由全资子公司壹石通研究院作为实施主体,预计总投资12.1亿元建设年产1GW固体氧化物能源系统项目,项目建设周期计划为3年。这意味着我国固体氧化物电池(SOFC)将跨入规模化量产。
固体氧化物电池系统(SOC),是固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)的统称。SOEC和SOFC分别作为电解水制氢领域和燃料电池发电领域的新型技术路线,开始受到关注。
综合性能脱颖而出,为实现“双碳”目标提供新的解决方案
中国工程院院刊《Engineering》刊文指出,我国要构建“清洁、低碳、安全、高效”的现代能源体系,必须依托新型能源技术的突破,氢能是未来最重要的能源载体,而可以实现氢能和现有化石燃料清洁高效利用的SOFC,与我国现有能源供应系统兼容,必将担负起非常重要的历史使命。大力发展可以采用多种燃料的SOFC将助推我国供给侧能源改革,推动能源技术革命,为实现碳达峰、碳中和目标奠定技术基础。
固体氧化物燃料电池(SOFC)能够在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效地转化成电能。高工氢能数据指出,SOFC不受卡诺循环限制,能量利用率高达80%-90%。
作为第三代燃料电池,SOFC可以应用在分布式发电与固定电站、家用热电连供、便携式电源、车用辅助电源和增程器等。
SOFC的综合性能脱颖而出,具有发电效率高、寿命长、成本低、燃料适应性广等突出优点,未来前景十分广阔。
政策支持下,不仅科研机构在开展相关研究,国内企业也早已开始布局,并已经取得进展。
研发生产两手抓,国内企业实力不容小觑
2023年2月,壹石通与中国科学技术大学先进技术研究院签署合作协议,启动共建“中科大先研院-壹石通固体氧化物燃料电池联合实验室”,双方将联合开展固体氧化物燃料电池等相关方向的研究。
2023年以来,壹石通开展了SOC的电堆封装测试和SOFC、SOEC系统的相关开发工作。
壹石通相关人员表示:“固体氧化物电池系统相关产能产线是项目的主要发力点,实现SOC的零碳循环,将会成为达成‘双碳’目标的解决方案之一。”
2023年2月18日,潍柴动力股份有限公司发布全球首款大功率金属支撑商业化SOFC产品。官方数据显示,此产品的热电联产效率达92.55%,创下了大功率SOFC热电联产系统效率全球最高纪录。
应用场景的拓展和市场需求的增加促进了技术的进步,在市场需求的推动下,当前国内SOFC产业即将跨入规模化阶段。
可以看出,2023年以来,国内的SOFC系统已经从实验室阶段逐步走向示范应用,现在已经呈现出良好的产业化前景,头部企业已经获得了市场的认可,但产业化的道路上还存在着发展的阻碍。
产业化转型,首先要把价格打下来
SOEC/SOFC已经被发达国家普遍作为替代传统化石能源的一种战略前沿技术。这项技术有望成为我国实现双碳目标的一个重要抓手,如何解决成本和价格问题,形成规模化的发展是目前产业发展的重点之一。
公开数据显示,国内市场的SOEC售价总体在3-5万/kW不等,预计到2025年SOEC系统可降至1.5万/kW,2030年有望降至5000元/kW以内,降本空间超过80%。
中国工程院院士彭苏萍表示,“固体氧化物燃料电池工作寿命希望提高到10万小时,它要超过现在燃煤发电寿命设计的2万小时,制造的成本要降到1000元左右,因为现在燃煤发电的制造成本是1700元,我们通过效率的提高、成本的下降,认为今后转型发展才有希望。”
有专家指出,SOFC系统能量利用率高,燃料适用范围广,多种优势叠加使其成为解决能源和环境问题的重要途径之一。
虽然国内SOFC系统发展较晚,但在企业和科研院所的共同努力下,加以政策的扶持,可以预见到市场前景非常广阔,产业化发展即将进入新阶段。而SOFC的量产,也为“双碳”目标的实现提供了新的可能。
(作者:安熠)