投资近4亿!壹石通SOFC布局再落子,SOFC技术能否赢得“双碳”机遇?
文章来源:全球氢能、壹石通、科创板日报、势银能链
10月12日,壹石通(688733)发布公告,安徽壹石通材料科技股份有限公司(简称“壹石通”)拟由全资子公司安徽壹石通材料科学研究院有限公司(以下简称“壹石通研究院”)作为实施主体,投资建设壹石通运营中心项目,预计总投资近4亿元。
根据公告,项目位于合肥市高新区创新大道与燕子河路交口东南角,占地面积约19.66亩。其中,研发办公主要用于搭建陶瓷基材料、金属基材料、聚合物材料三大研发平台,开展“卡脖子”类基础科学材料、5G电子通信用材料、固体氧化物燃料电池(SOFC)等碳中和关键产品及解决方案的技术研发。
预计本项目总投资金额约39,956.00万元(最终投资总额以实际投资为准),资金来源为自有资金和银行贷款,根据项目建设进度分批投入。
壹石通是一家发展迅速的新材料勃姆石行业龙头,也是一家十年研发投入增逾 17 倍的 " 小巨人 " 企业。近年来,壹石通入局氢赛道,布局减碳固碳技术领域的新产品,瞄准固体氧化物电池SOFC二次创业。
2021 年 8 月 17 日,壹石通正式登陆 A 股,时隔 7 个多月后,壹石通与怀远县人民政府签署了《壹石通碳中和产业园项目框架协议》。其中项目包括年产约 2GW 固体氧化物电池系统 ( SOC,固体氧化物燃料电池 ( SOFC ) 及其逆过程固体氧化物电解池 ( SOEC ) 的统称 ) 相关产能产线等。
壹石通相关人员表示,固体氧化物电池系统相关产能产线则是项目的主要发力点,也是二次创业的起点。通过 SOC 实现零碳循环,必将成为达成 " 双碳 " 目标的终极解决方案。
固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC)属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学能源转换装置,同时也是燃料电池理论中能量密度最高的一种。SOFC具有发电效率高、寿命长、成本低、燃料适应性广等突出优点,在分布式发电、热电联供、增程式汽车、无人机、船舶等领域均有广泛应用前景。
2022年1月24日,在中共中央政治局就努力实现碳达峰、碳中和目标集体学习会上,习近平总书记指出 “推动能源革命,要立足我国能源资源禀赋,坚持先立后破,通盘谋划”“要狠抓绿色低碳技术攻关,加快先进适用技术研发和推广应用。”在我国“富煤、缺油、少气”的能源资源禀赋下,SOFC技术为煤炭的清洁高效利用提供了重要思路。
除了煤炭等化石能源的高效清洁利用外,SOFC在数据中心冷电联供、船舶电源、沼气垃圾填埋气发电、医院酒店分布式发电等场景都有重要应用,能源利用效率高达85%以上。
SOFC正向运行可以发电,逆向运行即为固体氧化物电解池(SOEC)。
随着风能、太阳能等可再生能源装机容量不断上升,发电与负荷不匹配产生的弃电问题会越来越严重。SOEC可以通过电解水(H2O)制氢,把这部分原本浪费掉的电能储存到氢气中,电解效率高达85%~95%,远高于其他电解水技术。
3月23日,国家发改委发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,着重提到固体氧化物电解水制氢的技术攻关。
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。
国际市场研究机构Markets and Markets预计全球SOFC市场规模将从2020年的7.72亿美元增长至2025年的28.81亿美元,复合年增长率为30.1%。
SOFC有着研发周期长、成本高、风险高等特点,我国关于SOFC的研究最早始于1970年代,在国家科技部、国家发改委、中科院等的资助支持下,多家高校和机构展开了对SOFC关键材料和制备工艺的探索和研究工作。经过多年的攻克,对SOFC技术的研究已有了较大进展。当前,国内企业也开始着眼于SOFC产业,进行相关布局,部分企业已经取得进展。
1、氢邦科技
浙江氢邦科技有限公司(简称“氢邦科技”)成立于2019年12月,是一家专注于SOFC电堆的研发及制造的新能源科技公司,由中国科学院宁波材料技术与工程研究所燃料电池技术团队孵化,在2020年获得中科创星与东睦股份的天使轮投资。
今年1月13日,氢邦科技SOEC千瓦级电解堆研发成功并顺利运行,该电解堆基于SOC的高效P2X技术,开发了使用CO2与H2O电解的高效率电解堆。该电解堆已经在某央企开展了现场实地示范运行,并初步验证了电解合成燃料的可行性。
10月12日,东睦股份在互动平台表示,其间接投资参股的氢邦科技目前已掌握SOFC连接板制备的核心技术,已出电堆样品并小批量生产。
氢邦科技CEO曾表示,未来将实施阶梯化发展策略:
在2021年,将推出1KW和5KW电堆产品,完成电堆线中试;
2022-2023年,推出10-25KW电堆产品,同时打造下游应用示范案例;
2025年,建设10KW级的静态发电电堆模组,并实现全系列电堆产品量产出货,届时电堆年产能将突破10 MW。
2、三环集团
潮州三环(集团)股份有限公司(简称“三环集团”)是我国电子陶瓷领域的龙头企业,自2004年开始从事SOFC研发与生产,长达18年的持续投入和技术攻关,使三环集团成为全球SOFC产业链的核心环节之一。
随着SOFC系统的成功研发,三环集团掌握了从材料到单电池,再到电堆,最后到系统的研发和生产能力,贯穿了SOFC的全技术链条。
今年6月17日,三环集团和广东能源集团科学技术研究院合作开展的“高温燃料电池发电系统研发与应用示范”取得了里程碑进展——装机容量首次突破100kW,交流发电净效率高达64.1%,已连续并网发电超过1000小时并持续运行中,是国内首次实现百千瓦级的大功率固体氧化物燃料电池(SOFC)示范应用,主要技术指标达到国际先进水平。
9月21日,三环集团在投资者互动平台表示,公司目前主要布局SOFC,经过多年不断的技术创新,目前公司已成为全球SOFC电解质隔膜、SOFC单电池的主要供应商。公司是国家重点研发计划SOFC电堆工程化开发的牵头单位,具有一流的技术基础和技术团队。
三环集团燃料电池产品主要集中于固体燃料领域,主要有燃料电池隔膜板、SOFC单电池等。目前,潮州三环已经成为全球最大的 SOFC电解质隔膜供应商和欧洲最大SOFC 单电池供应商。
3、潍柴动力
潍柴动力股份有限公司(简称“潍柴动力”)积极布局SOFC的业务,2018 年成为英国 Ceres Power 的第一大股东,双方计划在中国潍坊成立合资公司,在SOFC领域开展全面合作,推动SOFC在中国市场商业化。
根据介绍,潍柴动力抢先在燃料电池产业链布局,先后投资英国锡里斯、加拿大巴拉德、德国欧德思等,构筑起“电池+电机+电控”为一体的新能源动力总成。潍柴动力又战略牵手瑞士飞速集团,并在国内布局燃料电池空压机业务。至此,潍柴动力在SOFC与PEM两个技术方向同时布局,储备了电堆及系统、电机、电控、空压机等一系列关键零部件,具备新能源动力总成及核心零部件的研发和生产能力,形成了从制氢到整车的产业生态体系。
2021年4月,潍柴动力发布《关于核准潍柴动力股份有限公司非公开发行股票的批复》,文件中提及要募集130亿元资金,其中5亿元将用于固态氧化物燃料电池及关键零部件产业化项目,建成后可实现年产3万台新型燃料电池及关键零部件的生产能力。
2022年2月,潍柴动力首款30kW SOFC热电联供系统在潍坊投入运行,使用的燃料是天然气,相比于传统的煤炭供热具有明显的节能减排优势。
4、中弗新能源
中弗无锡新能源有限公司(简称“中弗新能源”)成立于2018年,主要专注固态氧化物燃料电池的一家公司,现在主要集中在材料、电池片、电堆和系统的集成。
2018年,中弗新能源在无锡建立了一条电池片的连续化工业生产线,年产能力在3MW。
2020年,中弗新能源实现了电池和电堆的工业化量产,同年在无锡建成了一个10KW的SOFC超级充电站,目前已经对外试运营,该超级充电站的功率可达100kW。
中弗经过多年的发展,在本体材料、电池片、密封件、双极板等方面也获得了SOFC相关专利32项,基本形成了全产业链的立体保护,自主化超过90%。公司目前的系统发电效率在国内处于领先水平,实验室最长运行接近3000小时,理论寿命超过4万小时。
5、宁波索福人
宁波索福人能源技术有限公司(简称“宁波索福人”)专门从事SOFC系统产业化的工作,由原中国科学院宁波材料技术与工程研究所燃料电池事业部创业而成。该公司也是国内少数几家真正具备SOFC产业化能力的企业,公司建立了SOFC单电池、电池堆以及发电系统的生产线,一直对外销售SOFC单电池、SOFC电池堆以及SOFC发电系统等产品,产品客户涵盖国内外。
去年1月,宁波索福人25kW SOFC系统在索福人厂区顺利开车升温发电。目前,其在技术上可以提供适用于数据中心、医院、宾馆、工业园、工厂、社区的大功率SOFC系统,且寿命长、全自动控制,自主化达到100%。
6、国家能源集团
国家能源集团北京低碳院自主研发的国内首套20kW级固体氧化物燃料电池(SOFC)发电系统于2020年10月在宁夏煤业实验基地试车成功,首套系统工况设计发电15kW,实际发电15.7kW,一次试车成工,达到预期目标。
此次试车成功是国内首套20kW级固体氧化物燃料电池发电系统试车成功,也是国内首套IGFC核心装备的成功运行。
7、中科润谷
中科润谷智慧能源科技(佛山)有限公司(简称“中科润谷”)成立于2021年。
2022年2月,由中科润谷牵头的佛山南海中日韩智慧能源产业基地项目落地,项目计划总投资80亿元,将由日本京瓷提供数百套SOFC系统,打造全国首个“氢能进万家”智慧能源示范社区。
8、华清能源
苏州华清京昆新能源技术有限公司(简称“华清能源”)致力于固体氧化物燃料电池(SOFC)技术产业发展和创新,是燃料电池智慧功能整体方案供应商,现已完成产品中试试验,实现SOFC关键材料、电池核心元件、电堆模块集成和独立发电系统技术贯通。
华清能源在国内率先实现了SOFC关键材料、电池核心元件、电堆模块集成和独立发电系统技术知识产权全产业链技术贯通,完成国内首个15kW SOFC示范项目,建成国内首条SOFC自动化生产线,是我国第一家SOFC走向产业化生产的企业 。目前,年产电池片100 万 片、电堆4万套、重整设备1500套,总年产能25MW。
2019年6月,苏州华清京昆成功运行了自主启动、以液化石油气光燃料的kW级SOFC系统。
9、佛燃能源
佛燃能源集团股份有限公司(简称“佛燃能源”)在SOFC、氢能装备制造研发、管道检测、窑炉热工装备制造与节能减排等方面进行研发及业务规划,并取得了一定进展。
2021年6月,佛燃能源对旗下全资子公司广东佛燃科技有限公司进行增资,此次对子公司进行增资,将有助于佛燃科技投资研发固体氧化物燃料电池(SOFC)项目等项目。
作为第三代燃料电池,SOFC综合性能突出,未来应用前景广阔。
近年来,在政府大力扶持下,我国SOFC市场也迎来良好发展契机,不过我国SOFC研究起步晚于欧美日国家,目前市场仍处于发展初期,技术水平、商业化水平较低,未来我国SOFC企业仍需加大技术研发投入,培养专业人才,完善标准体系,以推进SOFC商业化进程。现如今,我国步入构建现代能源体系的新阶段,SOFC技术在推动能源革命进程中必将发挥重要作用。
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编辑:戴戴
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