在高溫固體氧化物電解水制氫技術(SOEC)路線上,中國還處于非常早期的階段,最快也還僅到幾十KW級別,而國外已經(jīng)邁入到MW級別。
公開資料可以獲取的信息可以看到,只有為數(shù)不多的企業(yè)在研或在該技術上取得了一定的突破。其中,北京質(zhì)子動力(BPEC)應該是走得比較靠前的企業(yè)。
需要說明的是,由于SOEC和SOFC(固體氧化物燃料電池)互為可逆關系,所以研發(fā)SOFC的企業(yè),理論上也具備研發(fā)SOEC的能力或可能性。
01北京質(zhì)子動力(BPEC)
北京質(zhì)子動力發(fā)電技術有限公司(簡稱“質(zhì)子動力”),2019年創(chuàng)立,同時布局SOEC/SOFC的電池片、電堆、系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。
公司擁有“國家特聘”專家、巴黎高等礦院博士陳國飛,以及橫濱國立大學博士、江蘇省雙創(chuàng)人才、中國礦業(yè)大學教授博士生導師王紹榮共同領銜的研發(fā)團隊。質(zhì)子動力主要聚焦高溫電解制氫(SOEC)及固體氧化物燃料電池(SOFC)產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化;團隊深度掌握了20x20cm2單電池片技術(面積最大)。
公司總部在北京,在徐州(普羅頓研究院)、青島(融翔氫谷)落地研究院和生產(chǎn)基地,并在寧夏設立了子公司(寧夏國富質(zhì)子)、負責氫能及儲能市場開發(fā)和產(chǎn)品銷售。
到2023年年底,公司將至少有5套 SOEC制氫系統(tǒng)示范項目投運。產(chǎn)業(yè)化方面,公司已經(jīng)在青島落地了SOEC電池片及單電堆生產(chǎn)線,一期設計產(chǎn)能1MW/年,二期設計產(chǎn)能10MW/年。
中廣核:2021年質(zhì)子動力與中廣核集團簽約了2kW SOEC制氫系統(tǒng),首次將SOEC應用于核電制氫示范項目、項目落地大亞灣核電站。
2023年,中廣核新能源擬進行25kW-SOEC制氫系統(tǒng)研發(fā),特委托質(zhì)子動力研發(fā)SOEC專用電堆,單堆功率不低于3.5kW。質(zhì)子動力還將為中廣核新能源25kW-SOEC制氫系統(tǒng)研制一套25kW制氫用能源路由器,以保證制氫系統(tǒng)在波動性可再生能源供電時的安全性和穩(wěn)定性。
國家電網(wǎng):2022年,其為國家電網(wǎng)“雙創(chuàng)項目”提供了一期5kWSOEC制氫系統(tǒng),用于用戶側電解制氫。
目前,二期20kW SOEC制氫系統(tǒng)也將實施、系統(tǒng)樣機將在“國網(wǎng)安徽六安兆瓦級氫能綜合利用站科技示范工程”示范應用。項目建成后,將成為國內(nèi)首個同時應用PEM和SOEC兩種制氫技術的示范項目。
華電集團:與華電寧夏公司簽署了戰(zhàn)略協(xié)議,質(zhì)子動力為其規(guī)劃了可再生能源制綠氫示范項目,將成熟的堿性電解槽(ALK)、初步商業(yè)化的質(zhì)子交換膜電解槽(PEM)、以及全球最先進的固體氧化物電解槽(SOEC)三種電解槽技術在項目中搭配使用、同時示范。其中,5MW堿性電解槽系統(tǒng)一套、250kW質(zhì)子交換膜電解槽系統(tǒng)一套、25kW固體氧化物電池SOEC系統(tǒng)一套。
中石油:繼陰極支撐SOFC系統(tǒng)的項目合作后,中石油石化院再次向質(zhì)子動力提出了50kW大功率SOEC制氫系統(tǒng)的需求。2023年,項目建議書已提交中石油石化院。本項目完成后,將是國內(nèi)首臺商用50kW級固體氧化物電解池(SOEC)制氫系統(tǒng)。
國家電投:國家電投北京公司擬開發(fā)25kW SOEC制氫系統(tǒng),利用國家電投的光伏或風電電站產(chǎn)生的綠電,進行高溫SOEC電解水制氫示范。項目擬在國電投北京公司新能源基地實施,并計劃同步建設1套10kW氫燃料電池系統(tǒng)。
國華投資:項目擬利用國華投資公司兄弟單位——煤化工的廉價中間產(chǎn)物:H2、CO等的混合氣作為SOFC的燃料,進行熱電聯(lián)產(chǎn),在發(fā)電的同時產(chǎn)生高溫蒸汽,電、熱用于煤化工的生產(chǎn);SOFC系統(tǒng)煙氣中的高濃度CO2收集后,與煤炭結合生成煤化工必需的中間氣體CO。從而以相同的煤炭使用量和更少的電力、蒸汽投入,生產(chǎn)同樣量的煤化工產(chǎn)品,達到了資源循環(huán)利用和能源梯級利用的目的。
中國建材集團:擬利用中國建材集團水泥、玻璃等產(chǎn)業(yè)的余熱,與綠電(自產(chǎn)或外購)生產(chǎn)廉價綠氫。綠氫可以用來替代浮法玻璃生產(chǎn),以及碳纖維、多晶硅制備過程用的部分灰氫。本項目成果實施后,將是國內(nèi)首臺商用耦合外部余熱的50kW固體氧化物電解池(SOEC)制氫系統(tǒng)。
02思偉特
北京思偉特新能源科技有限公司(簡稱“思偉特”)是一家專注于固體氧化物電解池(SOEC)制氫系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的高新技術企業(yè)。
公司創(chuàng)始人清華大學教授胡浩然博士(CEO),擁有美國麻省理工學院(MIT)博士學位,曾在美國伊頓公司、卡特彼勒公司、底特律柴油機公司等任首席科學家和高級工程經(jīng)理職位,2014-2020年任濰柴動力副總裁兼首席技術官。有超過15年的固體氧化物燃料電池(SOEC/SOFC)研發(fā)經(jīng)驗。
北京億華通是思偉特第二大股東;2022年8月,思偉特完成天使輪融資,由三峽基金、紅杉中國種子基金、寶湖投資和利尼克斯參與投資。
北京思偉特,已經(jīng)開發(fā)出3kW的SOEC系統(tǒng),10kW SOEC系統(tǒng)已經(jīng)完成組裝。專利方面,公司在單電池、電堆、系統(tǒng)等層面已獲得6項發(fā)明專利。項目方面,其在北京、張家口、內(nèi)蒙古等城市,已經(jīng)籌備建設了SOEC制氫及共電解二氧化碳示范應用項目。
03上海氫程科技
上海氫程科技有限公司的技術來源為中國科學院上海應用物理研究所(簡稱“上海應物所”)。
自2010年起,中科院上海應物所就布局了固體氧化物電解制氫技術研發(fā)工作,集中力量進行高溫制氫關鍵核心技術開發(fā)。形成了完整的1kW、5kW、20kW和200kW核能高溫電解制氫技術并具有自主知識產(chǎn)權,成果成功實現(xiàn)了轉化,成立上海氫程科技有限公司進行后續(xù)商業(yè)化發(fā)展。中科院上海應物所以其投資平臺“上海日環(huán)科技投資有限公司”持有氫程科技約20%的股份。
核心成員為肖國萍博士。正研級高級工程師,中國科學院上海應用物理研究所氫能技術部主任。入選中科院青年創(chuàng)新促進會、所青年科技之星、嘉定區(qū)第十四批高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)和急需緊缺人才等。帶領團隊攻克了高溫高濕環(huán)境下固體氧化物電解堆衰減快和系統(tǒng)能源效率低、穩(wěn)定性差等難題,發(fā)展了單個電解堆到多電堆的集成技術,實現(xiàn)了電解技術從實驗室原理驗證-原型樣機的研制-中試放大-示范應用。
2021年1月11日,上海應物所與上海氫程科技有限公司完成氫能技術領域制氫材料相關專利技術的知識產(chǎn)權交易,這也是上海應物所首個超千萬的現(xiàn)金轉讓知識產(chǎn)權項目。本次知識產(chǎn)權交易的主要內(nèi)容涉及固體氧化物電解制氫相關的核心專利和技術。
2023年2月26日,由中國科學院上海應用物理研究所承擔研制的200kW級高溫固體氧化物電解水(SOEC)制氫驗證裝置一次開車成功,制氫功率達到202kW,制氫速率達到64Nm3/h,直流電耗為3.16kWh/Nm3·H2。
04上海翌晶氫能
上海翌晶氫能科技有限公司(簡稱“翌晶氫能”),主要業(yè)務包括堿性電解水制氫(ALK)裝置、SOEC電解水制氫系統(tǒng)、固體氧化物燃料電池( SOFC)核心元件、關鍵材料及發(fā)電系統(tǒng)。是國內(nèi)唯一可提供堿性+SOEC制氫技術解決方案服務商。
2023年4月25日,翌晶氫能研發(fā)的國內(nèi)首條固體氧化物電解水制氫(SOEC)電堆自動化產(chǎn)線正式下線,年產(chǎn)能可達100兆瓦,可兼容多型號電堆生產(chǎn)。
2023年5月12日,武威翌氫紅沙崗可再生能源制氫及35kV綠電專線送變電工程、武威翌晶綠氫裝備制造產(chǎn)業(yè)基地項目開工建設。其中,該項目總投資9800萬元,預計2023年10月建成投產(chǎn),投產(chǎn)后,預計年銷售額可達3500萬元。該項目是甘肅省首個全綠電制氫項目及首條綠電制氫專線。翌晶綠氫裝備制造產(chǎn)業(yè)基地項目規(guī)劃建設年產(chǎn)500MW電解水制氫裝備制造工廠,預計于2024年5月建成投產(chǎn),總投資約1.05億元。
2023年5月25日,遼寧營口市老邊區(qū)政府與翌晶能源在上海嘉定簽署《遼寧營口500MW風光氫儲一體化示范項目》,擬定風電裝機容量300MW、光伏裝機容量200MW、電解制氫建設規(guī)模20000Nm3/h,年產(chǎn)綠氫1萬噸,副產(chǎn)高純氧氣8萬噸。
公開資料顯示,翌晶能源總經(jīng)理劉青,曾有過短暫的中國科學院上海應用物理研究所工作經(jīng)歷。
05上海中弗新能源
中弗新能源科技股份有限公司是集固體氧化物燃料電池(SOFC)發(fā)電技術及固體氧化物電解池(SOEC)制氫技術的研發(fā)制造為一體的國家級高新技術企業(yè)。
該企業(yè)可以查到的公開信息非常有限,其SOEC研發(fā)進展尚不可得知。
06武漢華科福賽
武漢華科福賽新能源有限責任公司 (簡稱“華科福賽”)是一家專業(yè)從事固體氧化物燃料電池SOFC發(fā)電系統(tǒng)、固體氧化物電解池SOEC研發(fā)的高科技企業(yè)。
華中科技大學材料科學與工程學院燃料電池研究中心始建于2004年,經(jīng)過10余年的發(fā)展,開發(fā)了國內(nèi)第一臺SOFC獨立發(fā)電系統(tǒng)。2016年,為加快固體氧化物燃料電池市場化進程,華科福賽在武漢成立。
李箭為華科福賽創(chuàng)始人、首席科學家;美國UIUC大學博士,華中科技大學教授、博士生導師。中國材料研究學會理事,中國能源研究會理事,中國可再生能源學會燃料電池專業(yè)委員會副主任,燃料電池標準委員會委員。
截止2022年5月,公司研發(fā)的15×15c㎡單電池SOEC穩(wěn)定運行時間已超過1040小時;在800℃工作溫度下,最大電解功率達到831瓦,最大電解效率高于97%,每立方米產(chǎn)氫電耗在2.86—3.35度之間,穩(wěn)定運行電解功率高于600瓦。
公司在四川南充在建設生產(chǎn)基地,一期投資2.5億元、年產(chǎn)20MW-40MW的SOFC發(fā)電系統(tǒng),預計2024年4月投產(chǎn)。
07浙江氫邦科技
浙江氫邦(H2-Bank)科技有限公司,2019年由中國科學院寧波材料技術與工程研究所燃料電池研究團隊孵化成立;天使輪融資數(shù)千萬元,由上市公司東睦新材料科技有限公司和北京中科創(chuàng)星硬科技投資有限公司投資。
公司專注于氫能與燃料電池核心技術SOFC電堆研發(fā)與工程化制造。2021年,H2-Bank入選第一批寧波市科技型中小企業(yè)、第五批國家科技型中小企業(yè)。2022年,榮獲第11屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽優(yōu)秀企業(yè)獎,獲批高新技術企業(yè)。
浙江氫邦建成了MW級電池與電堆制造試驗線,成功研發(fā)了5kW級電解堆,在央企開展了若干示范,實現(xiàn)了出口銷售。正在開發(fā)20kW級SOEC電解水制氫系統(tǒng)。
2023年5月氫邦科技與寧波材料技術與工程研究所聯(lián)合研制的5kW固體氧化物電池CO?電解合成燃料綜合系統(tǒng)成功交付。
08派瑞氫能
中船(邯鄲)派瑞氫能科技有限公司是中國船舶集團718研究所全資子公司,位于河北邯鄲。主要從事高能化學、制氫及氫能源的開發(fā)利用。
作為國內(nèi)氫能領域的領軍企業(yè),718所(派瑞氫能)擁有完備的電解水制氫、甲醇制氫、富氫尾氣提氫、燃料電池汽車車載氫系統(tǒng)、加氫站等產(chǎn)品和服務體系。公司主要從事 PEM 制氫裝置,制氫設備是718所支柱產(chǎn)業(yè)之一,現(xiàn)已形成 KZDQ、XCDQ 等八大系列,20 多種規(guī)格、產(chǎn)氣量 0.5Nm3/h~1500Nm3/h 的系列水電解制氫裝置。
2021年,中國船舶集團718研究所牽頭申報的國家重點專項項目“基于高溫電解水制氫聯(lián)合生物氣高效制甲烷的大型儲能關鍵技術研究”獲批立項。