燃料電池按電解質的類型分類,可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PEMFC)五大類。其中固體氧化物燃料電池,是一種采用電化學反應發電的裝置,無卡諾循環,其效率遠高于其他發電設備,主要產物是CO2和水。SOFC具備發電效率高(自身發電效率接近60%,與熱氣輪機聯用效率可達80%以上)、余熱品質高、燃料選用范圍廣(可使用天然氣、煤制氣、生物質氣、甲醇等),且不需要貴金屬催化劑,適應性強,是一種具有很高應用前景的燃料電池。目前主要應用在便攜式電源、電站、數據中心、通信基站、分散式供電供暖等領域。
憑借日本ENE-Farm項目、德國發展電轉氣項目、以及韓國在電站方面大力推廣,SOFC成為PEMFC之外在全球出貨量最大的燃料電池類型。2018年全球SOFC出貨量29000套,同比增長22%。
2012-2018全球SOFC出貨量(千套)
2009年后,在日本政府補貼政策和松下、東芝等廠商大力推廣下,家用燃料電池系統順利開啟商業化應用階段。截至2017年,日本共安裝使用家用燃料電池系統約25萬套,規模效應明顯,成本迅速降至120萬-150萬日元/套(約8萬元/套),2012年成本下降80%以上,逐步減少補貼依賴。在此期間日本政府從2010年開始對于安裝燃料電池系統的家庭提供140萬日元或制造成本一半的補貼,到2015年開始政府補貼額度降低至50-60萬日元。
2019年3月11日,日本產業經濟省發布關于“《支持ENE-FARM等燃料電池擴大利用運營費補助金”財年預算提案》,(簡稱《財年預算提案》)對ENE-FARM項目中的SOFC(固體氧化物燃料電池)和PEFC(聚合物電解質燃料電池)燃料電池設備和安裝費用進行補貼。
補貼范圍:燃料電池設備和安裝費用的總價,1)低于參考價格(123萬日元,即73800人民幣):SOFC補助8萬日元(即4800元人民幣);2)高于參考價格而低于最高價格(134萬日元,即80400人民幣):SOFC補助4萬日元(即2400元人民幣);3)如果超過最高價格,不予補貼;4)PEFC(聚合物電解質燃料電池)沒有統一補助標準;5)另外,對可支持液化石油氣的設備、可應用在寒冷地區、可用在公寓等環境中的FEMFC和SOFC進行額外補貼。
日本對ENE-FARM項目中燃料電池設備和安裝費用的最新補貼標準
根據規劃,ENE-FARM計劃2020年、2030年分別實現家用燃料電池累計裝機量達140萬套和530萬套,對應成本有望進一步下降到50萬日元/套(約3萬元/臺套)左右。
從生產企業來看,日本主要有松下、東芝、愛信精機等公司,美國有bloom energy、歐洲有power cell、Ceres Power、Sun fire,韓國有KCERACELL、KOREA SOFC FORUM、HNPOWER等企業,國內在SOFC方面的企業有潮州三環、寧波索福人、中廣核、華清能源、佛山索弗克等企業。
目前來看SOFC主要應用于家庭熱電聯產項目,還無法適用于大型發電站,這與SOFC自身還存在很多缺點有關,如:工作溫度高(800-1000℃)、啟動時間長(10min)、對材料要求高,密封問題一直存在、部件制造成本高等。
為詳細了解當前固體氧化物燃料電池產業發展現狀、企業發展思路、各環節主要的瓶頸、未來的發展核心等,GGII通過對全國主要固體氧化物燃料電池產業鏈企業、配套企業的實地調查,結合對固體氧化物燃料電池行業領軍人物的面對面采訪,收集大量第一手資料,對中國固體氧化物燃料電池產業的發展特點、主要產品、主要企業、下游應用、技術水平、未來發展趨勢等進行了較為詳細的研究和分析,并對未來三年固體氧化物燃料電池產業的發展趨勢進行預測。
憑借日本ENE-Farm項目、德國發展電轉氣項目、以及韓國在電站方面大力推廣,SOFC成為PEMFC之外在全球出貨量最大的燃料電池類型。2018年全球SOFC出貨量29000套,同比增長22%。
2012-2018全球SOFC出貨量(千套)

注:2012-2017年數據來自E4tech;
數據來源:E4tech、高工產研氫電研究所(GGII),2019年3月
截止日前,ENE-Farm項目已在日本推廣了29000套SOFC家用系統,保有量位居全球第一,日本之所以能推廣這么多,與其從2005年開始進行示范運行及政府補助有直接關系。2005年日本啟動家用燃料電池熱電聯供(ENE-FARM)計劃,在2005-2009年建設家用燃料電池示范項目3300臺套,并在2009年進行大規模商業化推廣。2009年后,在日本政府補貼政策和松下、東芝等廠商大力推廣下,家用燃料電池系統順利開啟商業化應用階段。截至2017年,日本共安裝使用家用燃料電池系統約25萬套,規模效應明顯,成本迅速降至120萬-150萬日元/套(約8萬元/套),2012年成本下降80%以上,逐步減少補貼依賴。在此期間日本政府從2010年開始對于安裝燃料電池系統的家庭提供140萬日元或制造成本一半的補貼,到2015年開始政府補貼額度降低至50-60萬日元。
2019年3月11日,日本產業經濟省發布關于“《支持ENE-FARM等燃料電池擴大利用運營費補助金”財年預算提案》,(簡稱《財年預算提案》)對ENE-FARM項目中的SOFC(固體氧化物燃料電池)和PEFC(聚合物電解質燃料電池)燃料電池設備和安裝費用進行補貼。
補貼范圍:燃料電池設備和安裝費用的總價,1)低于參考價格(123萬日元,即73800人民幣):SOFC補助8萬日元(即4800元人民幣);2)高于參考價格而低于最高價格(134萬日元,即80400人民幣):SOFC補助4萬日元(即2400元人民幣);3)如果超過最高價格,不予補貼;4)PEFC(聚合物電解質燃料電池)沒有統一補助標準;5)另外,對可支持液化石油氣的設備、可應用在寒冷地區、可用在公寓等環境中的FEMFC和SOFC進行額外補貼。
日本對ENE-FARM項目中燃料電池設備和安裝費用的最新補貼標準

資料來源:METI,高工產研氫電研究所(GGII)編譯,2019年3月
根據規劃,ENE-FARM計劃2020年、2030年分別實現家用燃料電池累計裝機量達140萬套和530萬套,對應成本有望進一步下降到50萬日元/套(約3萬元/臺套)左右。
從生產企業來看,日本主要有松下、東芝、愛信精機等公司,美國有bloom energy、歐洲有power cell、Ceres Power、Sun fire,韓國有KCERACELL、KOREA SOFC FORUM、HNPOWER等企業,國內在SOFC方面的企業有潮州三環、寧波索福人、中廣核、華清能源、佛山索弗克等企業。
目前來看SOFC主要應用于家庭熱電聯產項目,還無法適用于大型發電站,這與SOFC自身還存在很多缺點有關,如:工作溫度高(800-1000℃)、啟動時間長(10min)、對材料要求高,密封問題一直存在、部件制造成本高等。
為詳細了解當前固體氧化物燃料電池產業發展現狀、企業發展思路、各環節主要的瓶頸、未來的發展核心等,GGII通過對全國主要固體氧化物燃料電池產業鏈企業、配套企業的實地調查,結合對固體氧化物燃料電池行業領軍人物的面對面采訪,收集大量第一手資料,對中國固體氧化物燃料電池產業的發展特點、主要產品、主要企業、下游應用、技術水平、未來發展趨勢等進行了較為詳細的研究和分析,并對未來三年固體氧化物燃料電池產業的發展趨勢進行預測。