SOEC电解槽技术具备显著的优势与一定的挑战。其优势主要体现在高效能、可逆性、高温操作带来的高反应速率和低过电位、以及生产高纯度氢气的能力上,这些特点使得SOEC在可再生能源制氢、二氧化碳循环利用及绿色冶金等领域展现出巨大潜力。然而,该技术目前仍处于研发和示范阶段,面临商业化应用中的成本较高、技术成熟度不足等挑战。随着科研投入的增加和技术创新的推进,SOEC电解槽有望克服这些障碍,实现更广泛的应用和更低的成本,成为未来能源领域的重要技术之一。
SOEC电堆结构示意图
本次小编将就国内SOEC电解槽厂商进行盘点,按照地区划分,排名不分先后。
1 北京质子动力发电技术有限公司
由国家特聘专家、法国电力中国研究院首任院长、巴黎高等矿院博士陈国飞,和江苏省双创人才、横滨国立大学博士、中国固体氧化物燃料电池领域的顶级专家、中国矿业大学博士生导师王绍荣教授领衔创立。公司聚焦高温电解制氢(SOEC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)产品,同时布局SOEC/SOFC电池片、电堆、系统全产业链的研发及产业化。经过多年的技术积累,团队已在国内氢能领域拥有深厚积累,深度掌握了SOFC 20x20cm2单电池片技术和5kW单电堆技术、SOEC专用电池片及电堆技术、SOEC/SOFC可逆电堆技术。拥有SOFC 863项目及多个SOFC/SOEC示范系统打造经验,与国家电网、中广核、中石油、东方电气、大唐集团等多个央企有科技项目和示范项目合作。2020-2023年成功交付多套千瓦级-几十千瓦级SOEC、SOFC系统,相关性能指标国内领先。截至目前,公司已获得授权专利35项,软件著作权3项。
目前,质子动力已经形成了三地全产业链布局的发展态势:北京公司,承担项目整体方案设计及市场销售职能;青岛公司,承担上游SOEC/SOFC电池片及电堆研发生产以及能源路由器和制氢电源的研发生产职能;徐州公司,承担下游SOEC/SOFC大功率系统研发及生产职能。
2 中国石化(大连)石油化工研究院
3月20日,由中国石化(大连)石油化工研究院自主研发,中原油田承建的国内百千瓦级SOEC(固体氧化物电解水制氢项目)电解水制氢项目顺利开工。这个项目是中国石化兆瓦级可再生电力电解水制氢示范项目的子课题,被立项为中国石化氢能技术重大科技项目,项目施工预期30天,试验周期60天。
据悉,此次实验是以高纯氢气安全生产和高效生产为目标,针对百千万级SOEC电解水制氢系统,高温、高湿、涉氢、富氧及微正压环境这种苛刻条件下稳定运行,健康管控和低能耗为攻关,提高电堆和材料的运行稳定性,为下一步该技术的工业应用推广打下基础。
3北京低碳清洁能源研究院
隶属于国家能源集团,成立于2009年12月,是国家级海外高层次人才创新创业基地。目前设有北京、美国、德国3个全球研发基地,50%科研人员具有博士学位。拥有国家能源煤炭清洁转换利用技术研发中心(国家能源局)、煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室、北京市纳米结构薄膜太阳能电池工程技术研究中心等重点科研平台。
4北京思伟特新能源科技有限公司
是一家专注于固体氧化物电解池(SOEC)制氢系统研发及产业化的高新技术企业。
公司创始人清华大学教授胡浩然博士(CEO),拥有美国麻省理工学院(MIT)博士学位,曾在美国伊顿公司、卡特彼勒公司、底特律柴油机公司等任首席科学家和高级工程经理职位,2014-2020年任潍柴动力副总裁兼首席技术官。有超过15年的固体氧化物燃料电池(SOEC/SOFC)研发经验。
北京亿华通是思伟特第二大股东;2022年8月,思伟特完成天使轮融资,由三峡基金、红杉中国种子基金、宝湖投资和利尼克斯参与投资。
北京思伟特,已经开发出3kW的SOEC系统,10kW SOEC系统已经完成组装。专利方面,公司在单电池、电堆、系统等层面已获得6项发明专利。项目方面,其在北京、张家口、内蒙古等城市,已经筹备建设了SOEC制氢及共电解二氧化碳示范应用项目。
5潮州三环(集团)股份有限公司
成立于1970年,2014年在深交所上市(股票简称:三环集团,股票代码:300408),在潮州、深圳、成都、德阳、南充、苏州、武汉、香港、德国、泰国等地均设有公司,是一家专注于先进材料研发、生产及销售的综合性高新技术企业。
新开发的50kW SOFC系统,体积和重量与第一代35kW相比持平,功率增加了30%,超过2000小时可靠性测试,初始发电效率达到65%,热电联供效率达到90%以上,无氮氧化物、硫氧化物排放,主要性能指标已经达到了国际先进水平。目前,公司已经成为全球SOFC、SOEC产业链的核心环节之一。
6氢鹏科技(深圳)有有限公司
是一家专注于固体氧化物燃料电池(SOFC)和电解池(SOEC)技术的工程化开发的企业,成立于2022年,核心成员为哈工大(深圳)资深科研团队。公司以其材料学、化学、力学等多学科综合研发能力,开发高效的氢能系统以满足全球ESG发展的绿色能源需求。产品涵盖固体氧化物燃料电池/电解池的电池片、电堆与系统,以分布式热电联供、绿氢制取为主要应用。
7上海翌晶氢能科技有限公司
是一家专注于可再生能源制氢系统开发的高科技企业,主要业务包括固体氧化物电解水制氢系统(SOEC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)核心元件、关键材料及发电系统,并提供与风电、光伏等可再生能源发电系统相互耦合的综合能源系统解决方案。公司以发展清洁、高效的绿色能源技术为己任,专注于研发面向未来的绿色能源制氢技术、提供单位制氢成本(LCOH)最佳解决方案,致力于探索高效的、灵活的、系统性的绿色能源转型技术。通过新技术的应用助力世界能源系统结构转型升级,推动无碳化社会发展。
公司定位为“可再生能源制氢全面解决方案服务商”,掌握“电池-电堆-模组-系统”的一体化设计能力。自主设计开发国内首条年产能100MW的SOEC电堆自动化产线,破除技术“掣肘”,实现了SOEC电堆的国产化,从源头解决了原材料不足和工艺不成熟的问题。
8上海氢程科技有限公司
上海氢程科技有限公司是一家以科技为导向,致力于氢能与燃料电池领域的高科技企业,公司专注于技术开发、产品生产及销售,凭借其丰富的专业知识和技术实力,为新能源领域提供了多元化的解决方案。
公司的产品线逐渐丰富,以固体氧化物电池为主打产品,为电池行业注入了新的活力。公司的固体氧化物电池具有安全、环保、高能星密度等优点,已经广泛应用于电力、通信、航空航天等领域。同时,公司还致力于研发和生产电池堆、模组等,不断拓展市场领域,提高产品的附加值和竞争力。此外,公司还提供制氨装置设备和技术方案供应商,为新能源领域的发展做出了积极贡献。这些产品不仅代表了公司的技术实力,更展现了公司对新能源领域的深入理解和独到见解。
上海氢程科技有限公司自主研发的多项核心技术,已经成功实现了关键材料、高性能电池和电堆等产品的国产化,打破了国外品牌垄断的市场格局,进一步提升了中国在这一领域的自主创新能力。
9中弗新能源科技股份有限公司
是集固体氧化物燃料电池(SOFC)发电技术及固体氧化物电解池(SOEC)制氢技术的科学研究、新技术开发、高科技产品制造生产为一体的高新技术企业,拥有独立自主的燃料电池技术知识产权,并提供相关装备及测试设备的设计、制造和技术服务。
中弗前瞻性开发了一体化的SOFC燃料电池分布式发电系统,打破了西方国家垄断,团队通过多年的艰苦攻关,已经突破了SOFC关键材料、元器件、电堆组装、千瓦级发电系统集成全产业链关键技术,已经可以给相关客户提供SOFC发电系统的示范样机。还完成了28项企业标准的制定。
中弗新能源团队已成功的建成第一代SOFC发电芯片的工业化中试生产线,公司以担负SOFC在中国产业化发展的历史重任为己任,并将团结全国先进的科研力量,共同努力,建立产学研发展平台,推动中国SOFC产业化发展,在不久的将来,随着SOFC在各行各业的广泛应用,必将还中国一个绿水青山。
10安徽壹石通材料科技股份有限公司
成立于2006年1月,于2021年8月17日在上海证券交易所科创板上市,目前注册资本2亿元。
9月19日,上市公司壹石通公告,安徽壹石通材料科技股份有限公司(简称“壹石通”)计划由全资子公司—安徽壹石通材料科学研究院有限公司(简称“壹石通研究院”)作为实施主体,预计总投资12.1亿元建设年产1GW固体氧化物能源系统项目。
这个项目的选址位于合肥高新技术产业开发区,建设周期为3年。项目建成达产后,将形成年产1GW固体氧化物能源系统的生产规模,包含固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解池(SOEC)产品。
壹石通方面表示,基于在先进无机非金属材料和陶瓷材料领域长期积累的技术优势,并依托公司科学家团队深厚的基础理论研究成果,目前已掌握固体氧化物电池(SOC)电解质、阳极粉体、高性能阴极粉体的规模化和低成本制备能力,形成了燃料极活性粉体制备技术及应用该粉体制备高性能燃料极催化功能层的方法、高性能电解质制备技术及相关应用、空气极活性粉体的制备技术、SOFC平板单电池工程化制备技术和SOFC平板电池堆高温气密封接技术等关键技术。
11浙江氢邦科技有限公司
由中国科学院宁波材料技术与工程研究所及燃料电池团队核心成员领导创立。核心团队相关人员自2006年开始从事固体氧化物电池相关的研究与生产,拥有扎实的科研基础和丰富的工程经验。2019年,由中国科学院宁波材料技术与工程研究所、宁波东睦广泰企业管理合伙企业(有限合伙)和北京中科创星硬科技创业投资合伙企业(有限合伙)多方联合创建,正式成立氢邦科技。
历时3年研发,正式推出小型平管型SOEC高温电解系统系列产品。该系统电解槽制氢直流电耗低至3.6kWh/Nm³,电解系统电解效率可达85%,产品设计已通过EX防爆认证。
12宁波索福人能源技术有限公司
SOFCMAN由原中科院宁波材料技术与工程研究所的SOFC研发团队组成。该团队于2006年开始致力于SOFC的研究,拥有一支涵盖材料、化工、机械设计、热能和电气工程等各个专业的研发团队。经过多年的集中研究,SOFCMAN在固体氧化物燃料电池发电系统的发展上取得了卓越的成就。公司提供从粉末、电池、电堆到系统的整个产品链。
13浙江臻泰能源科技有限公司
臻泰能源由毕业于丹麦Risoe国家可再生能源实验室的胡强博士、吴剑博士联合创办。核心团队在相关领域具有多年一线经验积累,主要从事原创高温燃电技术的开发及产业化,并在自有高温燃电技术的基础上,进一步开发了低成本综合长时储能站技术。
目前,臻泰能源主要产品有新型ZTSOC高温燃料电池片、电堆及其集成应用系统,同时提供相关技术服务和项目研发设计支持服务。ZTSOC高温燃料电池作为可高效实现电能、化学能、热能相互转换的关键器件,有发电SOFC和电解SOEC两种工作模式。
14中船(邯郸)派瑞氢能科技有限公司
是中国船舶集团718研究所全资子公司,位于河北邯郸。主要从事高能化学、制氢及氢能源的开发利用。
作为国内氢能领域的领军企业,718所(派瑞氢能)拥有完备的电解水制氢、甲醇制氢、富氢尾气提氢、燃料电池汽车车载氢系统、加氢站等产品和服务体系。公司主要从事 PEM 制氢装置,制氢设备是718所支柱产业之一,现已形成 KZDQ、XCDQ 等八大系列,20 多种规格、产气量 0.5Nm³/h~1500Nm³/h 的系列水电解制氢装置。
2021年,中国船舶集团718研究所牵头申报的国家重点专项项目“基于高温电解水制氢联合生物气高效制甲烷的大型储能关键技术研究”获批立项。
15武汉华科福赛新能源有限责任公司
成立于2016年12月,是一家专业从事固体氧化物燃料电池(简称“SOFC”)发电系统、固体氧化物电解池(简称“SOEC”)研发的高科技企业,座落于武汉市东湖新技术开发区高新大道999号新能源研究院G3栋。
研发的15×15c㎡单电池固体氧化物电解池(SOEC)电堆稳定运行时间已超过1040小时;在800°C工作温度下,最大电解功率达到831瓦,最大电解效率高于97%,每立方米产氢电耗在2.86~3.35度之间,稳定运行电解功率高于600瓦。
本次共汇总15家,相比碱性和PEM电解槽的一片火热,SOEC就显得要清静许多。SOEC的技术流派相对小众,很多技术来自科研院校,很多处在实验室放大的阶段,产品成熟度和放量能力还在提升。
很多从事SOEC的企业大多是从SOFC转型而来。
主流做碱性和PEM电解槽的企业中,据小编不完全信息,只有中船派瑞氢能涉足,在2021年,牵头申报的国家重点专项项目“基于高温电解水制氢联合生物气高效制甲烷的大型储能关键技术研究”获批立项。
央企牵头:国家电网、中广核、中石油、东方电气、大唐集团等多个央企有科技项目和示范项目合作均在进行,主要是和质子动力合作。
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西门子作为自动化和数字化领域的创新先驱,对氢能产业的布局和发展始终保持着敏锐的洞察力。在近期对西门子的一次采访中,西门子数字化工业集团化工行业总经理徐一滨、过程工业软件部中国区总经理孟广田博士以及西门子氢能业务拓展经理李想 ,向我们分享了他们对于氢能行业发展看法、化工行业跨界氢能“新赛道”的破局之道以及西门子的创新模式。
作者:吴梦晗 胡静
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