燃料電池按電解質(zhì)的類型分類,可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)五大類。其中固體氧化物燃料電池,是一種采用電化學(xué)反應(yīng)發(fā)電的裝置,無卡諾循環(huán),其效率遠(yuǎn)高于其他發(fā)電設(shè)備,主要產(chǎn)物是CO2和水。SOFC具備發(fā)電效率高(自身發(fā)電效率接近60%,與熱氣輪機(jī)聯(lián)用效率可達(dá)80%以上)、余熱品質(zhì)高、燃料選用范圍廣(可使用天然氣、煤制氣、生物質(zhì)氣、甲醇等),且不需要貴金屬催化劑,適應(yīng)性強(qiáng),是一種具有很高應(yīng)用前景的燃料電池。目前主要應(yīng)用在便攜式電源、電站、數(shù)據(jù)中心、通信基站、分散式供電供暖等領(lǐng)域。
憑借日本ENE-Farm項目、德國發(fā)展電轉(zhuǎn)氣項目、以及韓國在電站方面大力推廣,SOFC成為PEMFC之外在全球出貨量最大的燃料電池類型。2018年全球SOFC出貨量29000套,同比增長22%。
2012-2018全球SOFC出貨量(千套)
2009年后,在日本政府補(bǔ)貼政策和松下、東芝等廠商大力推廣下,家用燃料電池系統(tǒng)順利開啟商業(yè)化應(yīng)用階段。截至2017年,日本共安裝使用家用燃料電池系統(tǒng)約25萬套,規(guī)模效應(yīng)明顯,成本迅速降至120萬-150萬日元/套(約8萬元/套),2012年成本下降80%以上,逐步減少補(bǔ)貼依賴。在此期間日本政府從2010年開始對于安裝燃料電池系統(tǒng)的家庭提供140萬日元或制造成本一半的補(bǔ)貼,到2015年開始政府補(bǔ)貼額度降低至50-60萬日元。
2019年3月11日,日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)省發(fā)布關(guān)于“《支持ENE-FARM等燃料電池擴(kuò)大利用運營費補(bǔ)助金”財年預(yù)算提案》,(簡稱《財年預(yù)算提案》)對ENE-FARM項目中的SOFC(固體氧化物燃料電池)和PEFC(聚合物電解質(zhì)燃料電池)燃料電池設(shè)備和安裝費用進(jìn)行補(bǔ)貼。
補(bǔ)貼范圍:燃料電池設(shè)備和安裝費用的總價,1)低于參考價格(123萬日元,即73800人民幣):SOFC補(bǔ)助8萬日元(即4800元人民幣);2)高于參考價格而低于最高價格(134萬日元,即80400人民幣):SOFC補(bǔ)助4萬日元(即2400元人民幣);3)如果超過最高價格,不予補(bǔ)貼;4)PEFC(聚合物電解質(zhì)燃料電池)沒有統(tǒng)一補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn);5)另外,對可支持液化石油氣的設(shè)備、可應(yīng)用在寒冷地區(qū)、可用在公寓等環(huán)境中的FEMFC和SOFC進(jìn)行額外補(bǔ)貼。
日本對ENE-FARM項目中燃料電池設(shè)備和安裝費用的最新補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)規(guī)劃,ENE-FARM計劃2020年、2030年分別實現(xiàn)家用燃料電池累計裝機(jī)量達(dá)140萬套和530萬套,對應(yīng)成本有望進(jìn)一步下降到50萬日元/套(約3萬元/臺套)左右。
從生產(chǎn)企業(yè)來看,日本主要有松下、東芝、愛信精機(jī)等公司,美國有bloom energy、歐洲有power cell、Ceres Power、Sun fire,韓國有KCERACELL、KOREA SOFC FORUM、HNPOWER等企業(yè),國內(nèi)在SOFC方面的企業(yè)有潮州三環(huán)、寧波索福人、中廣核、華清能源、佛山索弗克等企業(yè)。
目前來看SOFC主要應(yīng)用于家庭熱電聯(lián)產(chǎn)項目,還無法適用于大型發(fā)電站,這與SOFC自身還存在很多缺點有關(guān),如:工作溫度高(800-1000℃)、啟動時間長(10min)、對材料要求高,密封問題一直存在、部件制造成本高等。
為詳細(xì)了解當(dāng)前固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、企業(yè)發(fā)展思路、各環(huán)節(jié)主要的瓶頸、未來的發(fā)展核心等,GGII通過對全國主要固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、配套企業(yè)的實地調(diào)查,結(jié)合對固體氧化物燃料電池行業(yè)領(lǐng)軍人物的面對面采訪,收集大量第一手資料,對中國固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點、主要產(chǎn)品、主要企業(yè)、下游應(yīng)用、技術(shù)水平、未來發(fā)展趨勢等進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究和分析,并對未來三年固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。
憑借日本ENE-Farm項目、德國發(fā)展電轉(zhuǎn)氣項目、以及韓國在電站方面大力推廣,SOFC成為PEMFC之外在全球出貨量最大的燃料電池類型。2018年全球SOFC出貨量29000套,同比增長22%。
2012-2018全球SOFC出貨量(千套)

注:2012-2017年數(shù)據(jù)來自E4tech;
數(shù)據(jù)來源:E4tech、高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII),2019年3月
截止日前,ENE-Farm項目已在日本推廣了29000套SOFC家用系統(tǒng),保有量位居全球第一,日本之所以能推廣這么多,與其從2005年開始進(jìn)行示范運行及政府補(bǔ)助有直接關(guān)系。2005年日本啟動家用燃料電池?zé)犭娐?lián)供(ENE-FARM)計劃,在2005-2009年建設(shè)家用燃料電池示范項目3300臺套,并在2009年進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化推廣。2009年后,在日本政府補(bǔ)貼政策和松下、東芝等廠商大力推廣下,家用燃料電池系統(tǒng)順利開啟商業(yè)化應(yīng)用階段。截至2017年,日本共安裝使用家用燃料電池系統(tǒng)約25萬套,規(guī)模效應(yīng)明顯,成本迅速降至120萬-150萬日元/套(約8萬元/套),2012年成本下降80%以上,逐步減少補(bǔ)貼依賴。在此期間日本政府從2010年開始對于安裝燃料電池系統(tǒng)的家庭提供140萬日元或制造成本一半的補(bǔ)貼,到2015年開始政府補(bǔ)貼額度降低至50-60萬日元。
2019年3月11日,日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)省發(fā)布關(guān)于“《支持ENE-FARM等燃料電池擴(kuò)大利用運營費補(bǔ)助金”財年預(yù)算提案》,(簡稱《財年預(yù)算提案》)對ENE-FARM項目中的SOFC(固體氧化物燃料電池)和PEFC(聚合物電解質(zhì)燃料電池)燃料電池設(shè)備和安裝費用進(jìn)行補(bǔ)貼。
補(bǔ)貼范圍:燃料電池設(shè)備和安裝費用的總價,1)低于參考價格(123萬日元,即73800人民幣):SOFC補(bǔ)助8萬日元(即4800元人民幣);2)高于參考價格而低于最高價格(134萬日元,即80400人民幣):SOFC補(bǔ)助4萬日元(即2400元人民幣);3)如果超過最高價格,不予補(bǔ)貼;4)PEFC(聚合物電解質(zhì)燃料電池)沒有統(tǒng)一補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn);5)另外,對可支持液化石油氣的設(shè)備、可應(yīng)用在寒冷地區(qū)、可用在公寓等環(huán)境中的FEMFC和SOFC進(jìn)行額外補(bǔ)貼。
日本對ENE-FARM項目中燃料電池設(shè)備和安裝費用的最新補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)

資料來源:METI,高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII)編譯,2019年3月
根據(jù)規(guī)劃,ENE-FARM計劃2020年、2030年分別實現(xiàn)家用燃料電池累計裝機(jī)量達(dá)140萬套和530萬套,對應(yīng)成本有望進(jìn)一步下降到50萬日元/套(約3萬元/臺套)左右。
從生產(chǎn)企業(yè)來看,日本主要有松下、東芝、愛信精機(jī)等公司,美國有bloom energy、歐洲有power cell、Ceres Power、Sun fire,韓國有KCERACELL、KOREA SOFC FORUM、HNPOWER等企業(yè),國內(nèi)在SOFC方面的企業(yè)有潮州三環(huán)、寧波索福人、中廣核、華清能源、佛山索弗克等企業(yè)。
目前來看SOFC主要應(yīng)用于家庭熱電聯(lián)產(chǎn)項目,還無法適用于大型發(fā)電站,這與SOFC自身還存在很多缺點有關(guān),如:工作溫度高(800-1000℃)、啟動時間長(10min)、對材料要求高,密封問題一直存在、部件制造成本高等。
為詳細(xì)了解當(dāng)前固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、企業(yè)發(fā)展思路、各環(huán)節(jié)主要的瓶頸、未來的發(fā)展核心等,GGII通過對全國主要固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、配套企業(yè)的實地調(diào)查,結(jié)合對固體氧化物燃料電池行業(yè)領(lǐng)軍人物的面對面采訪,收集大量第一手資料,對中國固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展特點、主要產(chǎn)品、主要企業(yè)、下游應(yīng)用、技術(shù)水平、未來發(fā)展趨勢等進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究和分析,并對未來三年固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。