在高溫固體氧化物電解水制氫技術(shù)(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(shù)上取得了一定的突破。其中,北京質(zhì)子動力(BPEC)應(yīng)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(guān)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(shù)有限公司(簡稱“質(zhì)子動力”),2019年創(chuàng)立,同時(shí)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(xué)博士、江蘇省雙創(chuàng)人才、中國礦業(yè)大學(xué)教授博士生導(dǎo)師王紹榮共同領(lǐng)銜的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。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(tuán)隊(duì)深度掌握了20x20cm2單電池片技術(shù)(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(shè)立了子公司(寧夏國富質(zhì)子)、負(fù)責(zé)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(xiàng)目投運(yùn)。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(shè)計(jì)產(chǎn)能1MW/年,二期設(shè)計(jì)產(chǎn)能10MW/年。
中廣核:2021年質(zhì)子動力與中廣核集團(tuán)簽約了2kW SOEC制氫系統(tǒng),首次將SOEC應(yīng)用于核電制氫示范項(xiàng)目、項(xiàng)目落地大亞灣核電站。
2023年,中廣核新能源擬進(jìn)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(shí)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(xiàng)目”提供了一期5kWSOEC制氫系統(tǒng),用于用戶側(cè)電解制氫。
目前,二期20kW SOEC制氫系統(tǒng)也將實(shí)施、系統(tǒng)樣機(jī)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(yīng)用。項(xiàng)目建成后,將成為國內(nèi)首個(gè)同時(shí)應(yīng)用PEM和SOEC兩種制氫技術(shù)的示范項(xiàng)目。
華電集團(tuán):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(xiàng)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(jìn)的固體氧化物電解槽(SOEC)三種電解槽技術(shù)在項(xiàng)目中搭配使用、同時(shí)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(xiàng)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(xiàng)目建議書已提交中石油石化院。本項(xiàng)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(fēng)電電站產(chǎn)生的綠電,進(jìn)行高溫SOEC電解水制氫示范。項(xiàng)目擬在國電投北京公司新能源基地實(shí)施,并計(jì)劃同步建設(shè)1套10kW氫燃料電池系統(tǒng)。
國華投資:項(xiàng)目擬利用國華投資公司兄弟單位——煤化工的廉價(jià)中間產(chǎn)物:H2、CO等的混合氣作為SOFC的燃料,進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn),在發(fā)電的同時(shí)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(jié)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(dá)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(tuán):擬利用中國建材集團(tuán)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(jià)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(xiàng)目成果實(shí)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(shù)企業(yè)。
公司創(chuàng)始人清華大學(xué)教授胡浩然博士(CEO),擁有美國麻省理工學(xué)院(MIT)博士學(xué)位,曾在美國伊頓公司、卡特彼勒公司、底特律柴油機(jī)公司等任首席科學(xué)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(shù)官。有超過15年的固體氧化物燃料電池(SOEC/SOFC)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
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(xiàng)發(fā)明專利。項(xiàng)目方面,其在北京、張家口、內(nèi)蒙古等城市,已經(jīng)籌備建設(shè)了SOEC制氫及共電解二氧化碳示范應(yīng)用項(xiàng)目。
03上海氫程科技
上海氫程科技有限公司的技術(shù)來源為中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所(簡稱“上海應(yīng)物所”)。
自2010年起,中科院上海應(yīng)物所就布局了固體氧化物電解制氫技術(shù)研發(fā)工作,集中力量進(jìn)行高溫制氫關(guān)鍵核心技術(shù)開發(fā)。形成了完整的1kW、5kW、20kW和200kW核能高溫電解制氫技術(shù)并具有自主知識產(chǎn)權(quán),成果成功實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)化,成立上海氫程科技有限公司進(jìn)行后續(xù)商業(yè)化發(fā)展。中科院上海應(yīng)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(xué)院上海應(yīng)用物理研究所氫能技術(shù)部主任。入選中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)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(lǐng)團(tuán)隊(duì)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(gè)電解堆到多電堆的集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)了電解技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室原理驗(yàn)證-原型樣機(jī)的研制-中試放大-示范應(yīng)用。
2021年1月11日,上海應(yīng)物所與上海氫程科技有限公司完成氫能技術(shù)領(lǐng)域制氫材料相關(guān)專利技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)交易,這也是上海應(yīng)物所首個(gè)超千萬的現(xiàn)金轉(zhuǎn)讓知識產(chǎn)權(quán)項(xiàng)目。本次知識產(chǎn)權(quán)交易的主要內(nèi)容涉及固體氧化物電解制氫相關(guān)的核心專利和技術(shù)。
2023年2月26日,由中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所承擔(dān)研制的200kW級高溫固體氧化物電解水(SOEC)制氫驗(yàn)證裝置一次開車成功,制氫功率達(dá)到202kW,制氫速率達(dá)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(wù)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(guān)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(shù)解決方案服務(wù)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(dá)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(xiàng)目開工建設(shè)。其中,該項(xiàng)目總投資9800萬元,預(yù)計(jì)2023年10月建成投產(chǎn),投產(chǎn)后,預(yù)計(jì)年銷售額可達(dá)3500萬元。該項(xiàng)目是甘肅省首個(gè)全綠電制氫項(xiàng)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(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)年產(chǎn)500MW電解水制氫裝備制造工廠,預(yù)計(jì)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(fēng)光氫儲一體化示范項(xiàng)目》,擬定風(fēng)電裝機(jī)容量300MW、光伏裝機(jī)容量200MW、電解制氫建設(shè)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(xué)院上海應(yīng)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(shù)及固體氧化物電解池(SOEC)制氫技術(shù)的研發(fā)制造為一體的國家級高新技術(shù)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(jìn)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(zé)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(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)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(dú)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(jìn)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(xué)家;美國UIUC大學(xué)博士,華中科技大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。中國材料研究學(xué)會理事,中國能源研究會理事,中國可再生能源學(xué)會燃料電池專業(yè)委員會副主任,燃料電池標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)行時(shí)間已超過1040小時(shí);在800℃工作溫度下,最大電解功率達(dá)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(yùn)行電解功率高于600瓦。
公司在四川南充在建設(shè)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(yù)計(jì)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(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所燃料電池研究團(tuán)隊(duì)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(shù)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(shù)企業(yè)。
浙江氫邦建成了MW級電池與電堆制造試驗(yàn)線,成功研發(fā)了5kW級電解堆,在央企開展了若干示范,實(shí)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(shù)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(tuán)718研究所全資子公司,位于河北邯鄲。主要從事高能化學(xué)、制氫及氫能源的開發(fā)利用。
作為國內(nèi)氫能領(lǐng)域的領(lǐng)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(wù)體系。公司主要從事 PEM 制氫裝置,制氫設(shè)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(tuán)718研究所牽頭申報(bào)的國家重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)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(guān)鍵技術(shù)研究”獲批立項(xiàng)。
原標(biāo)題:中國SOEC電解水制氫研發(fā)企業(yè)梳理