聚焦经济新动能|发电能耗降一半 SOFC大规模商用“燃点”临近
原创
2023-03-03 20:45 星期五
财联社记者 方彦博
潍柴动力发布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,华清能源也宣布自主研发的SOFC热电联供系统产品下线,凯中精密、蜀道装备、壹石通、中环环保等也都在SOFC领域有所布局。随着SOFC成熟产品的相继发布落地,其产业化和大规模商用将拉开帷幕。

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全国两会即将召开,财联社推出“聚焦经济新动能”系列报道,从传统产业数字化升级、新兴产业持续技术创新中,寻找成长点、发现新动能。要加快构建新能源供给消纳体系,提升能源产业现代化水平,技术创新是重要推动力。打开2023年各地方《政府工作报告》,能源领域的新技术备受关注,多个省份提出以能源技术创新推动战略性新兴产业发展。其中,燃料电池在汽车、风光发电配套、分布式发电等领域的应用和推广已被提上日程。

财联社3月3日讯(记者 方彦博)1立方天然气可发6度电,净发电效率60%,比传统火电机组效率提升约20个百分点。日前,潍柴动力(000338.SZ;02338.HK)在山东济南发布了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。几乎与之同步,几百公里外的江苏徐州,由清华大学专家领衔的华清能源也宣布,其自主研发的SOFC热电联供系统产品下线。

在潍坊燃料电池产业园示范现场,财联社记者看到,有限的占地面积内,几台SOFC产品正安静工作。据项目负责人介绍,这组SOFC使用天然气为燃料,可同时输出电能和热能,一种燃料进来,解决了多类能源需求,“目前,园区用电的80%都靠这个SOFC机组。”据悉,该款SOFC产品已累计运行超过30000小时,热电联产效率最高可达92.55%。

据专家介绍,从能效看,目前国内的SOFC产品不仅大幅优于传统发电设备,且实现了对国际同类产品的超越,为分布式发电、微电网提供了新的解决方案。一家一线券商研究所的电新行业研究员对记者表示,相对其他技术路线的燃料电池,SOFC的材料和运营成本更低、安全性高,同时又低碳环保,可成为光伏、风电等绿色能源的补充。随着SOFC成熟产品的相继发布落地,其产业化和大规模商用将拉开帷幕。

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启动速度是国际竞品的3倍以上

“目前,园区80%以上的用电由SOFC提供,同时SOFC也向园区供热。相比之前使用天然气机组发电,能耗值降低约50%,按目前每立方天然气可发电6度来算,比从电网取电有明显的成本优势(对照波谷电价)。通过试运行情况看,后续如将SOFC作为唯一电源,园区方面也认为是可行的。”在潍坊燃料电池产业园示范现场,SOFC项目运营商负责人向财联社记者介绍道。

记者注意到,今年在多个省份的地方两会上,分布式能源及微电网建设成为关注点之一。湖南省政协委员、大唐华银电力公司董事长贺子波表示,分布式新能源紧靠用户侧,就地开发利用潜力巨大,更有利于降低化石能源生产和消费比重。

而对于分布式发电和微电网来说,光伏、风电都存在较大波动性,如何保证稳定的基础性电力供应是核心问题。随着国内企业在SOFC技术上的突破,这一问题有望得到解决。

“SOFC产品设计的初衷,便是要通过其热电联产效率高、安全环保、燃料选用范围广的特性,作为分布式发电/热电联产系统去开发的。但此前受限于启动时间长、电池寿命短等问题,一直无法真正投入到商业化的应用之中,即便是国外企业也在攻关。”一位业内人士对记者表示。

技术瓶颈制约着产业发展,但也给后来者提供了弯道超车的机会。

“此次发布的SOFC产品使用了新一代金属支撑技术,相比传统的电解质支撑和阳极支撑SOFC,新技术具有运行温度低、抗热冲击能力强等优势,系统可启停次数是国际竞品的4倍以上,启动速度是国际竞品的3倍以上,是未来的颠覆性的新能源技术路线。”潍柴动力相关负责人向记者介绍。

据透露,潍柴动力的这款SOFC产品已示范运行超过30000小时,实际使用中每立方米天然气可发电6度,净发电效率超过60%。有关测算显示,该SOFC产品作为分布式能源的装机容量达到1GW时,相比传统的火电,每年可减碳约200万吨。

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潍柴集团副总经理陈文淼接受财联社记者采访时表示,该SOFC产品可为分布式能源和微电网提供底层的电力供应,对风光新能源形成很好的补充,并在一定程度上降低储能环节的压力。

上市公司点亮SOFC科技树

虽然起步较国外同行稍晚,但财联社记者注意到,在SOFC这一科技树分支上,诸多国内企业实现了后来居上。

除潍柴外,三环集团(300408.SZ)早在2005年便开始研发固体氧化物燃料电池隔膜板,是目前全球固体氧化物燃料电池隔膜板、SOFC单电池的主要供应商之一。

“虽然SOFC尚处于推广阶段,但在数据中心、冷热电联产等分布式能源、船舶电源、煤气化发电场景下,有很好的应用前景。” 三环集团相关负责人向财联社记者表示,“SOFC并不是一个备用电源,而是可以直接作为主供电源,如超市、医院以及家用这类分布式的场景都可应用。”

据悉,目前三环集团牵头承担的国家重点研发计划“固体氧化物燃料电池电堆工程化开发项目”“大功率固体氧化物燃料电池电堆模组开发项目”也正在推进之中。

A股上市公司中,包括凯中精密(002823.SZ)、蜀道装备(300540.SZ)、壹石通(688733.SH)、中环环保(300692.SZ)等,也都在SOFC领域有所布局。

前期投入巨大 有待政策扶持

技术上弯道超车的背后,是巨大的研发投入成本。如潍柴从2018年开始布局SOFC业务以来,组建了以百名博士为骨干的研发团队,累计投入已达20亿元。

“其实,从材料成本和运营成本上来说,SOFC是有优势的,因为它不需要铂、铑、钯之类的贵金属,且可使用天然气、氢气、煤制气、甲醇等多种燃料,无需太多的基础设施投入。”陈文淼介绍,“(费用)主要还是在研发成本上,如果把这些年的研发投入都摊到成本里的话就太大了。”

潍柴相关负责人表示,在SOFC产品尚未大规模商业化的情况下,关键配套零部件开发投入较大,初期产品成本很高,仅靠产业链企业承担可能难度较大。该负责人建议,在商业化早期,可通过推广和扩大示范应用规模,探索技术与市场的更多交集。同时,政府可对使用方的购置成本进行补贴,帮助企业分担成本压力,“这对SOFC产业来讲将是一个很有益的帮助”。

三环集团相关负责人也表示,如何提高产品的性价比,是眼下SOFC产业关注的焦点,但这很难完全依靠某家企业去单独突破。

“像潍柴这样的大企业能够进行规模化的研发投入,但对于中小企业而言,这个门槛是很高的,这也是目前SOFC产业链企业所面临的普遍问题。”一位企业人士对记者表示。在该人士看来,SOFC要获得更大规模的应用,还须得到有关部门的支持。

陈文淼也表示,目前SOFC处于商业化的初期,“它当前的价格是很高的”。如果能在更大范围内推广示范应用的同时,给予适当的产业补贴,将有助于SOFC产品更早实现大规模商业化。

(编辑:曹婧晨)

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