固体氧化物燃料电池（SOFC）是目前全球范围内发电效率最高的新能源技术路线。伴随着我国双碳战略的推进，以消纳可再生能源为主的增量配电网、微电网和分布式电源的市场主体地位得到明确，加快发展中东部分布式能源、加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设的速度进一步提升，SOFC产品有望加速市场化应用进程。
固体氧化物燃料电池（SOFC）
作为燃料电池，SOFC 是目前几种燃料电池中，理论能量密度最高的一种，其能源利用效率高达 85%以上，还具有安静、燃料来源广泛、可热电联供、低排放等优点。
从下游应用来看，当前SOFC 技术可与 天然气、煤炭及氢能等多种能源结合，为 分布式能源、船舶、发电站等多个场景提供冷热电联供及储能应用。
据 Markets and Markets 测算，2020 年全球 SOFC 市场规模为 7.72亿美元，而 2025 年将发展到 28.81 亿美元，增速客观。
从电解槽领域来看，目前主流电解槽技术还是以 碱式电解槽（ALK）、 质子交换膜电解槽（PEM）为主，两者均已实现商业化销售。
该技术拥有目前电解槽中理论最高的电解效率（ 85%~95%）。但该技术目前受制于成本和研发门槛，在全球范围内也较少有商业应用。
在材料构成方面， 目前SOEC阴极材料一般采用多孔金属陶瓷，阳极材料主要是钙钛矿氧化物材料，中间电解质则采用 YSZ氧离子导体。
据国金证券测算，预计2025 年我国电解槽累计装机将超 15GW，潜在市场规模超 300 亿元。
潍柴全球首发SOFC新品
2月18日，伴随着全球首款大功率金属支撑商业化SOFC（固体氧化物燃料电池）产品的发布，潍柴再次被推上行业“热搜”。
潍柴给我们的惊喜就是，先人一步。不仅已经做了产品储备，且在关键指标和技术上创新全球纪录。首先，热电联产效率高达92.55%，是大功率SOFC系统全球最高指标。这一数据也就意味着，潍柴研发的SOFC燃料电池在发电时产生电能和热能效率更高、损耗更低，在保障客户用电的同时，还能把同步产生的热能提供给客户，是工业园区、楼宇等应用场景用电、用热的一大补充；第二，全球率先使用最先进的金属支撑SOFC技术，用金属板作为支撑体具有工作温度低、机械强度高、抗热冲击能力强的特点，这比传统支撑体如陶瓷更加耐用，启动迅速、启停次数多，更可满足客户对产品高可靠性、高安全性的需求。
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潍柴SOFC产品之所以能够快速推出，原因就在于潍柴的前瞻战略布局，在我国还没有出台相关政策时，潍柴就已经锁定更多的能源技术路线。2018年潍柴战略投资全球领先的SOFC技术公司英国希锂斯，投入20亿元组建研发团队、掌握新一代SOFC关键核心技术。截至目前，这款SOFC产品已经示范运营超过30000小时。
期盼大规模推广应用
随着新一轮科技革命和产业变革深入推进，全球能源体系和发展模式正在发生深刻变化。中国在“双碳”战略和“十四五”规划中均明确提出，要加快可再生能源发展，推进分布式发电和微电网建设。
在潍柴看来，这正是SOFC的机会。凭借热电联产效率高、可靠性好、燃料适应性广、电力能源输出稳定等优势，潍柴SOFC产品适用于工业园区、楼宇、数据中心等多个场景，可为分布式能源和微电网提供绿色低碳的解决方案。
“运行成本比较低，1方天然气能发6度电，并可根据峰谷电价进行调整、削峰填谷，相比原来用天然气发电机组，现在能耗降低50%。”潍坊市能源集团常务副总经理李建坤在现场接受经济导报记者采访时表示，潍柴SOFC产品已经在潍柴燃料电池产业园和潍坊市能源集团开展示范，累计运行超过30000小时。
据测算，潍柴SOFC产品作为分布式能源装机容量达到1GW时，相比从电网取电每年可减碳约200万吨，相比传统天然气内燃机发电机组可节约天然气约6亿方；若用生物质气、绿氢作为燃料，可实现零碳排放，助推国家双碳目标落地。
从作为分布式能源和微电网的全新解决方案、保障电力供应安全方面看，潍柴SOFC产品前景也颇为广阔。
“分布式能源、微电网的电力通常包括光伏、风电等可再生能源，其特点是波动性大，比如阴天、晚上光伏就无法发电，没有风了也无法发电。”陈文淼表示，微电网会需要一个稳定可靠、可调节的动力发电装置，来保证最恶劣情况下的电力供应，潍柴SOFC就是最好的补充，不仅发电效率高，而且具备可启停次数是国际竞品4倍以上、启动速度是国际竞品3倍以上的优势，能和微电网的其他电源形成更好的搭配。
不过，SOFC产品也面临大范围推广的难题，需要国家及有关方面给予政策支持。
陈文淼表示，SOFC产品目前处于商业化初期，国内产业链还不够完整，潍柴在拉动产业链前行。由此导致关键配套零部件的开发投入很大，产品初期成本很高，需要国家层面提供支持政策，扩大在合适场景的示范应用规模，对使用方的购置成本进行补贴。
“潍柴SOFC产品没有使用铂、铑、钯等贵金属，而是使用镍、金属氧化物等相对价格更低的材料。一旦大批量生产应用，从成本控制来说，会形成具有市场竞争力的价格。”陈文淼认为，作为全球能源领域的重大创新，SOFC大规模应用必将带来显著的经济效益和社会效益。
来源：商车邦，DT新材料，山东财经报道
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