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,只有為數不多的企業在研或在該技術上取得了一定的突破。其中,北京質子動力(BPEC)應該是走得比較靠前的企業。
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SOFC的企業,理論上也具備研發SOEC的能力或可能性。
北京質子動力發電技術有限公司(簡稱“質子動力”),2019年創立,同時布局SOEC/SOFC的電池片、電堆、系統全產業鏈的研發及產業化。
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、江蘇省雙創人才、中國礦業大學教授博士生導師王紹榮共同領銜的研發團隊。質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)產品的研發及產業化;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)落地研究院和生產基地,并在寧夏設立了子公司(寧夏國富質子)、負責氫能及儲能市場開發和產品銷售。
到2023年年底,公司將至少有5套 SOEC制氫系統示范項目投運。產業化方面,公司已經在青島落地了SOEC電池片及單電堆生產線,一期設計產能1MW/年,二期設計產能10MW/年。
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2021年質子動力與中廣核集團簽約了2kW SOEC制氫系統,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。
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2023年,中廣核新能源擬進行25kW-SOEC制氫系統研發,特委托質子動力研發SOEC專用電堆,單堆功率不低于3.5kW。質子動力還將為中廣核新能源25kW-SOEC制氫系統研制一套25kW制氫用能源路由器,以保證制氫系統在波動性可再生能源供電時的安全性和穩定性。
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2022年,其為國家電網“雙創項目”提供了一期5kWSOEC制氫系統,用于用戶側電解制氫。
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目前,二期20kW SOEC制氫系統也將實施、系統樣機將在“國網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,將成為國內首個同時應用PEM和SOEC兩種制氫技術的示范項目。
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與華電寧夏公司簽署了戰略協議,質子動力為其規劃了可再生能源制綠氫示范項目,將成熟的堿性電解槽(ALK)、初步商業化的質子交換膜電解槽(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堿性電解槽系統一套、250kW質子交換膜電解槽系統一套、25kW固體氧化物電池SOEC系統一套。
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繼陰極支撐SOFC系統的項目合作后,中石油石化院再次向質子動力提出了50kW大功率SOEC制氫系統的需求。2023年,項目建議書已提交中石油石化院。本項目完成后,將是國內首臺商用50kW級固體氧化物電解池(SOEC)制氫系統。
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國家電投北京公司擬開發25kW SOEC制氫系統,利用國家電投的光伏或風電電站產生的綠電,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。
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項目擬利用國華投資公司兄弟單位——煤化工的廉價中間產物:H2、CO等的混合氣作為SOFC的燃料,進行熱電聯產,在發電的同時產生高溫蒸汽,電、熱用于煤化工的生產;SOFC系統煙氣中的高濃度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,生產同樣量的煤化工產品,達到了資源循環利用和能源梯級利用的目的。
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擬利用中國建材集團水泥、玻璃等產業的余熱,與綠電(自產或外購)生產廉價綠氫。綠氫可以用來替代浮法玻璃生產,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。
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)制氫系統研發及產業化的高新技術企業。
公司創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)研發經驗。
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,已經開發出3kW的SOEC系統,10kW SOEC系統已經完成組裝。專利方面,公司在單電池、電堆、系統等層面已獲得6項發明專利。項目方面,其在北京、張家口、內蒙古等城市,已經籌備建設了SOEC制氫及共電解二氧化碳示范應用項目。
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工作,集中力量進行高溫制氫關鍵核心技術開發。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權,成果成功實現了轉化,成立上海氫程科技有限公司進行后續商業化發展。中科院上海應物所以其投資平臺“上海日環科技投資有限公司”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。入選中科院青年創新促進會、所青年科技之星、嘉定區第十四批高層次創新創業和急需緊缺人才等。帶領團隊攻克了高溫高濕環境下固體氧化物電解堆衰減快和系統能源效率低、穩定性差等難題,發展了單個電解堆到多電堆的集成技術,實現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權交易,這也是上海應物所首個超千萬的現金轉讓知識產權項目。本次知識產權交易的主要內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。
上海翌晶氫能科技有限公司(簡稱“翌晶氫能”),主要業務包括堿性電解水制氫(ALK)裝置、SOEC電解水制氫系統、固體氧化物燃料電池( SOFC)核心元件、關鍵材料及發電系統。是國內唯一可提供堿性+SOEC制氫技術解決方案服務商。
2023年4月25日,翌晶氫能研發的國內首條固體氧化物電解水制氫(SOEC)電堆自動化產線正式下線,年產能可達100兆瓦,可兼容多型號電堆生產。
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業基地項目開工建設。其中,該項目總投資9800萬元,預計2023年10月建成投產,投產后,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業基地項目規劃建設年產500MW電解水制氫裝備制造工廠,預計于2024年5月建成投產,總投資約1.05億元。
2023年5月25日,遼寧營口市老邊區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、電解制氫建設規模20000Nm3/h,年產綠氫1萬噸,副產高純氧氣8萬噸。
公開資料顯示,翌晶能源總經理劉青,曾有過短暫的中國科學院上海應用物理研究所工作經歷。
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)發電技術及固體氧化物電解池(SOEC)制氫技術的研發制造為一體的國家級高新技術企業。
該企業可以查到的公開信息非常有限,其SOEC研發進展尚不可得知。
武漢華科福賽新能源有限責任公司 (簡稱“華科福賽”)是一家專業從事固體氧化物燃料電池SOFC發電系統、固體氧化物電解池SOEC研發的高科技企業。
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,經過10余年的發展,開發了國內第一臺SOFC獨立發電系統。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,公司研發的15×15c㎡單電池SOEC穩定運行時間已超過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%,每立方米產氫電耗在2.86—3.35度之間,穩定運行電解功率高于600瓦。
公司在四川南充在建設生產基地,一期投資2.5億元、年產20MW-40MW的SOFC發電系統,預計2024年4月投產。
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、第五批國家科技型中小企業。2022年,榮獲第11屆中國創新創業大賽優秀企業獎,獲批高新技術企業。
浙江氫邦建成了MW級電池與電堆制造試驗線,成功研發了5kW級電解堆,在央企開展了若干示范,實現了出口銷售。正在開發20kW級SOEC電解水制氫系統。
2023年5月氫邦科技與寧波材料技術與工程研究所聯合研制的5kW固體氧化物電池CO?電解合成燃料綜合系統成功交付。
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利用。
作為國內氫能領域的領軍企業,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、加氫站等產品和服務體系。公司主要從事 PEM 制氫裝置,制氫設備是718所支柱產業之一,現已形成 KZDQ、XCDQ 等八大系列,20 多種規格、產氣量 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合生物氣高效制甲烷的大型儲能關鍵技術研究”獲批立項。
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原文始發于微信公眾號(H2說):中國SOEC電解水制氫研發企業梳理