海内外SOFC发展现状如何？

国外迈入商业化初期，国内尚处工业化示范阶段。

1.美国：SOFC 装机量和发展全球第一，大中型工商业用供电为主

美国适合应用和推广 SOFC 产品技术，基于以下五个特性：1）联邦政府补贴和地方财政的 支持；2）法律法规的支持；3）美国的自然灾害比较频繁，缺少可靠的电网，备用电源应 用场景比较丰富；4）主要客户为大型的公共服务提供商；5）国内自产自销等。

美国目前 SOFC 的累计装机量为全球第一，其主要的应用场景为大中型工商业用供电。 Bloom Energy 公司作为主要的 SOFC 供应商，产品累计投入 1GW 以上，应用的企业包括苹 果、谷歌等数据中心，以及银行、医院等其他相关机构。美国 SOFC 技术推进得益于美国 联邦政府的积极引导和财政支持，同时一些地方州政府也通过补贴或税收减免等方式，推 动 SOFC 投放。

联邦政府和部分地方政府共同扶持 SOFC 发展。联邦政府层面，在美国能源局（DOE）资助 下，国立能源技术实验室（NETL）成立 SECA(Solid State Energy Conversion Alliance) 项目，对 SOFC 相关项目和企业每年提供 3000~6000 万美元不等的补贴。同时，地方州政 府，以加利福尼亚和康涅狄格州为代表，也对 SOFC 的投放给与一定补贴或税收减免。加 州的自发电激励计划项目（Self Generation Incentive Program，简称“SGIP”）补贴力 度较大。自 2001 年起，加州共有 450 套固定式燃料电池系统获得 SGIP 补助，并且优先支 持生物质燃料的推广。目前，美国全国累计投放的 500MW 大型固定式电站，其中约有一半 位于加州（240MW）。根据 Bloom Energy 表示，其产品享受联邦和加州税收减免政策以及 公用事业地方纳税人补贴后，最终系统购置成本最高可降低 80%左右。

补贴逐步退坡，且向清洁能源生物质燃料倾斜。最初对使用生物质为燃料的 SOFC 给 予 4,500 美元/kW 补助，对使用天然气的 SOFC 电池补贴减半，为 2,750 美元/kW。随 着时间推移，补贴逐渐退坡，使用生物质为燃料的电池将给予 1,200 美元/kW 补助，而使用天然气燃料的电池仅给予 600 美元/kW 的补贴。自 2020 年起，仅使用 100%生 物质燃料的固定式燃料电池才能收到补助。

SOFC 开发取得阶段性成就，离完成目标仍有 1-5 年的时间。美国在 kW 级模组开发上已经 取得阶段性成就，Bloom Energy 的 Energy Server 产品发电效率目前可达到 54%、余热回 收效率达到 36%，但在 MW 级 SOFC 的开发以及成本目标上距离达标仍有一定距离，尤其在 中大型（100kW-1MW）SOFC 系统成本方面。虽然 SECA 在 2018 年便提出到 2020 年将系统 成本降至 900 美元/kW 的目标，但截至 2020 年，系统成本仍然高居 12000 美元/kW，900 美元/kW 的系统成本目标也被推迟至 2025/2030 年完成。

SECA 联盟长期的 SOFC 技术目标主要有以下五个方面：1）在没有碳捕捉和碳封存的 情况下，效率达到 60%；2）寿命达到 4 万小时或以上；3）衰减率小于 1000 小时 0.2%； 4）电堆成本降到 225 美元/kW；5）系统成本降到 900 美元/kW 以下。

阶段性目标主要有以下四个方面：1）2005 年：向特定市场供给初代产品，早期切入 的应用场景包括卡车辅助动力，休闲车，军用领域等；2）2010 年: SOFC 作为商业化 产品逐渐向住宅、商业、工业的热电联供、交通领域的辅助动力等方面推广，实现 400 美元/kw 的制造成本目标；3）2015 年: 在大规模发电领域应用，推出 MW 级燃料电池 组，效率显著提升（混合效率 60-70%），实现 400 美元/kw 的制造成本目标；4）2018- 2021 年：完成 MW 级燃料电池联合循环发电（IGFC）试验电厂。

2.日本：NEDO 牵头，发展家庭分布式热电联供系统 Ene-Farm

日本 SOFC 发展主要由 NEDO 牵头推动。日本 SOFC 的主要在新能源产业技术综合开发机构 （NEDO）的领导下发展，针对 SOFC 规划主要包括家用型（千瓦级）以及电厂型（兆瓦级 及以上）等。日本从 2005 年开始启动家用燃料电池热电联供（ENE-FARM）计划，对 ENEFARM 进行示范运行及政府补助，2011 年，NEDO 推出全球首个商业化的 SOFC 热电联供系 统（ENE-FARM type S）即标志着 ENE-FARM SOFC 路线的成功，因此以家用小型热电联供 系统最为成熟，保有量位居全球第一。除此之外，日本也致力于开发固定式电站 250kW 级 兆瓦级的 SOFC 和燃气轮机燃料电池联合发电（GTFC），以及推进综合煤气化，即 SOFC 燃 气轮机和中汽轮机联合循环系统（IGFC）。2017 年，工业用的 SOFC 燃料电池也开始进入 商用化阶段。

日本政府出台 SOFC 专项路线图，覆盖小型至大型煤电厂发电系统的效率、寿命和成本。 NEDO 对 SOFC 的未来规划覆盖家用型（kw 级）、商用型（数十到百 kw 级）、工业型（MW 级） 以及电厂型（数十与数百 MW 级）。根据最新发布的《固定式燃料电池路线图》，2025 年工 商用型机组成本目标为 50、100 万日元/kw（高、低压运行）；2030 年家用型机组为 50 万 日元/kw，工商用型机组 30、50 万日元/kw（高、低压运行），中等容量（数百千瓦至数兆 瓦级）联合发电系统价格低于 30 万日元/kw；2040 年固体氧化物燃料电池系统价格不超 过 30、50 万日元/kw（高、低压运行）。

3.欧洲：聚焦微型热电联供系统，具备一批已实现产品化的企业

欧洲主要推广微型热电联供系统。与美国的 SOFC 市场偏向大中型工/商业用供电系统不同， 欧洲市场的主要推广方向是微型热电联供（Micro-CHP）系统。并且欧洲具有一批成功实 现产品化的公司，包括英国 Ceres Power、德国 Sunfire、意大利 Solidpower、爱沙尼亚 Elcogen、丹麦 Topose、德国 Bosch Thermotechmology 等，近年来由于可再生能源的快 速发展，Sunfire、Topose 正在转向固体氧化物燃料电池的逆过程即固体氧化物电解池技 术研究。

欧盟实施 Ene-field 和 PACE 两大 SOFC 项目推动行业商业化。欧盟支持了众多 SOFC 和 SOEC 项目，例如 Ene-field 和 PACE 项目，分别开发了 1046 套和 2800 余套的微型固体氧 化物燃料电池系统，进而推动行业商业化。

欧洲市场中德国发展最为迅速。德国联邦政府于 2016 年发起了 Micro-CHP 市场激活计划 —KfW 433，根据输出功率的大小为装置安装提供 7050-28200 欧元的补助金。该项目在 2017 年的计划支持 1500 套 250W-1.5kW 的装置，长期目标是每年为 7.5 万套装置提供补 助。目前，德国已累计投放 5 万多套 Micro-CHP，是欧洲 Micro-CHP 投放最多的国家。除 德国以外，荷兰、丹麦、瑞典、比利时等国在该领域也有布局。

4.韩国：SOFC 主要应用于公用事业领域，主流技术来自国外引进

韩国 SOFC 主要应用于公用事业领域，市面上的主流技术来自国外的 Ceres Power 和 Bloom Energy两家公司，由斗山和SK E&C分别引进推广。2019、2020、2021年分别布署达370.7MW、 464MW、605MW。2024 年，韩国造船与海洋工程公司(HD KSOE)也将投资 8000 万美元收购 燃料电池专门企业 Convion，进入 SOFC 和 SOEC 市场。斗山也完成了世界首个船舶用 SOFC 产品挪威船级社环境测试，300KW 级 SOFC 开始量产验证。

在引进技术的同时，韩国政府也支持本土企业和机构对 SOFC 的研发制造。韩国政府曾扶 持三星及 POSCO Power 进行家用型 SOFC 系统开发，并提出 2030 年发电效率 40%，热能效 率 50%，持续时间 9 万小时，成本 5000 美元等目标。韩国也拥有本土 SOFC 上下游的专门 企业：KCERACELL 是 SOFC 部件原材料公司、提供正负极、电解质和连接板材料；HNPOWER 是一家氢能和氢燃料电池设备公司，具有 SOFC 电堆技术。 在韩国，1000 平米以上的楼层需要保证至 30%的能耗来自可再生能源。若住宅和商业用户 使用太阳能发电、太阳能供暖、燃料电池、地热和风能的任意一种，韩国产业通商资源部 （MOTIE）将为其提供补贴。其中，补贴燃料电池 80%的安装费，最多不超过 9900 韩元/kW， 住宅用燃料电池补贴不超过 10000 韩元/kW。韩国政府还为住宅、商业和公用事业燃料电 池提供特价天然气，大约比正常价格低 6.5%。

5.中国：起步较晚，尚处工业示范阶段

国外固体氧化物燃料电池的研发方向主要聚焦于降低成本和提高稳定性方面，中国则起步 较晚，尚处于初步探索阶段。目前美国、日本的 SOFC 技术和产品都对国内禁止出售和转 让，国内需要发展自己的 SOFC 技术。中国的 SOFC 研究开发工作主要在科研院所和高校， 资金来源主要是国家或地方科技项目支持。经过几十年的积累，已经初步掌握了从原材料 生产、大面积单电池批量生产制备、电堆组装到整个 SOFC 系统的设计开发技术。但是同 欧美日的先进水平及商业化应用相比，我国的 SOFC 产业处在工业示范向商业应用的过渡 阶段，示范案例包括晋煤集团 15kW SOFC、华清京昆 1 kW SOFC、国家能源 20 kW SOFC、 索福人 25 kW SOFC、潍柴 30 kW SOFC、京瓷 700W SOFC。目前国内 SOFC 发电系统功率范 围为 1-35kW,MW 级产线超 10 条。

SOFC 产业链主要包括单电池及上游材料、电堆及其辅助设备（BOP）、系统集成和应用部 分。电池层面，国内数家单位己经掌握了大面积单电池量产技术，耐久性可达到上万小时， 潮州三环尤为突出。在电堆方面，国内企业在电池结构设计、单电池组装方面仍然比较粗 放，电池密封和连接体结合强度在电池长期运行中还存在不稳定等问题，这很大程度上影 响着 SOFC 系统的使用寿命。比如，目前国内的水平大概在数千小时到 1 万小时左右，但 SOFC 商业化系统的期望是 10 年以上。在电堆辅助系统（BOP）上，包括预重整器、加热 器、压缩机、电压调节器、逆变器、换热器等，目前国内还没有专业生产公司，主要原因 是 SOFC 市场还未起量、涉足企业的积极性不高，参与 SOFC 的开发和产业化的企业不多； 缺乏相应的配套政策，补贴力度与欧美等国家相比较少。除了配套部件(BOP)产业链问题， 还有系统效率优化问题、大功率系统的构建问题、电池寿命问题等。

我国应该加快研发固体氧化物燃料电池系列关键技术，实现固体氧化物燃料电池系统的规 模性示范，面向 2035 年进行兆瓦级固体氧化物燃料电池规模化的示范与试运行。目前我 国固体氧化物燃料电池产业化发展仍存在很多亟待解决的问题，例如：1）应用基础研究 薄弱，关键技术缺失；2）固体氧化物燃料电池产业链长、国内技术无法共享；3）缺少足 够的资金投入，产业化成本较高等等。针对此，一方面应该加强突破关键性技术，同时立 足国情，坚持多元应用与示范先行，因地制宜开展固体氧化物燃料电池技术的商业应用示 范。

不少能源巨头公司已经开始了 SOFC 技术的储备。比如，潍柴动力在 2018 年就斥资 4000 万英镑收购了英国公司 Ceres 的 20%股份；中广核集团、晋煤集团等已经开展了相应的 SOFC 破冰，推进相关示范项目落地。国家能源集团、中石油、中石化、广东能源集团、南 方电网等央企也在积极布局 SOFC 产业，基于企业自身有燃料、有市场、偏向于实际应用。 另外，自 2022 年以来，壹石通、中自科技、佛燃能源、新奥股份、中环环保等企业纷纷 布局 SOFC 领域。