再创全球纪录!潍柴SOFC产品商业化进程更进一步
来源:商用汽车网    作者:隋一    浏览:2109    2023-02-18 22:30:16



构建“清洁、低碳、安全、高效”的现代能源体系,必须依托新型能源技术的突破。氢能是未来最重要的能源载体,固体氧化物燃料电池技术能够实现氢能和现有化石燃料清洁高效利用,在“双碳”目标背景下,SOFC 技术将有利助推我国能源结构绿色低碳转型和煤炭清洁利用,具有较高的战略意义。



内燃机与动力系统全国重点实验室主任谭旭光介绍潍柴SOFC产品技术及应用情况

2023年2月18日,潍柴发布全球首款大功率金属支撑商业化SOFC(固体氧化物燃料电池)产品。该产品的热电联产效率高达92.55%,创下了大功率SOFC热电联产系统效率全球最高纪录,并且获得了国际权威检测机构德国TÜV南德意志集团的现场认证。

布局SOFC,掌控核心技术

SOFC属于第三代燃料电池,是一种在高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的新型发电装置,是目前全球范围内发电效率最高的新能源技术路线,被普遍认为在未来具有很高的应用前景。与其他燃料电池相比,SOFC具有适应性强、发电效率高、能量密度高、转化效率高、安装便捷等优势。



在全球范围内,美国、欧洲、日本等发达国家和地区在SOFC技术方面处于领先水平,部分地区已实现SOFC技术商业化运行。与欧美日等发达国家相比,我国SOFC研究起步晚,目前市场仍处于发展初期,在技术水平、基础研究、商业化应用、人才培养、标准体系等方面存在一定差距。

潍柴从2018年开始布局SOFC业务,战略投资全球领先的SOFC技术公司英国希锂斯,并成为其第一大股东。截至目前,累计投入20亿元,双方组建了以百名博士为主的研发团队。经过5年努力,实现了SOFC技术的工程化突破,全面掌控了新一代SOFC关键核心技术。

功率扩展,实现重大突破

潍柴本次发布的全球首款大功率金属支撑商业化SOFC产品,系统功率达到120kW,支持模块化安装,可将功率扩展至兆瓦级,实现了重大技术突破:

第一,产品热电联产效率达到92.55%,在大功率SOFC系统中全球最高。

第二,全球率先使用最先进的新一代金属支撑SOFC技术,相比于传统的电解质支撑和阳极支撑技术,具有运行温度低、抗热冲击能力强的突出优势,特别是实现了从高温800度到600度的技术难关突破,系统可启停次数是国际竞品的4倍以上,启动速度是国际竞品的3倍以上,达到了国际领先水平。

第三,产品通过国际权威检测机构德国TÜV德意志集团的欧盟CE认证,完成39项全项认证测试。



国际权威检测机构德国TÜV南德意志集团为潍柴颁发产品欧盟CE认证证书

本次发布的潍柴SOFC产品具有热电联产效率高、可靠性好、燃料适应性广、电力能源输出稳定等优势。

性能突出,未来前景广阔

据测算,潍柴SOFC产品作为分布式能源装机容量达到1GW时,相比从电网取电每年可减碳约200万吨,相比传统天然气内燃机发电机组可节约天然气约6亿方;若用生物质气、绿氢作为燃料,可实现零碳排放,助推国家双碳目标落地。



SOFC技术的应用方向众多、意义重大,是实现天然气、煤炭等化石能源高效清洁利用,及氢能绿色高效利用的有效途径,适用于工业园区、楼宇、数据中心等多个场景,可为分布式能源和微电网提供绿色低碳的解决方案,在数据中心冷热电联供、医院酒店等分布式能源、船舶电源、沼气/垃圾填埋气发电、煤气化发电等场景都展现出广阔的应用前景。

潍坊市能源集团滨投分布式能源有限公司副总经理尹波表示:在实际使用中,潍柴SOFC产品运行稳定,净发电效率超过60%,一方天然气可以发6度电,并可根据峰谷电价进行调整、削峰填谷,具有良好的经济效益。

同时,潍柴SOFC产品作为分布式能源和微电网的全新解决方案,既能够有力保障电力供应安全,也为潍柴动力未来几十年的发展提供了技术储备和新业态颠覆的实力。作为全球能源领域的颠覆性创新,SOFC大规模应用必将带来显著的经济效益和社会效益。

积极扩展,期待商业化应用

由于SOFC涉及到多个学科的交叉融合,甚至需要在相矛盾的点上找到一种平衡,技术难度较高。据了解,SOFC商业化系统的期望是10年以上。潍柴SOFC产品可高效供应电能、热能,大幅减少客户用能成本,目前已经基于不同的应用场景,在潍柴燃料电池产业园和潍坊市能源集团开展示范,累计运行超过30000小时,商业化运营实现了阶段性突破。

随着市场发展、技术进步,SOFC应用在不断向无人机、新能源汽车、航空航空、船舶、储能电池、制氢、热电联产等场景扩展。在能源紧缺、环保要求趋严、技术进步等因素驱动下,SOFC这一颠覆性新能源技术路线将在未来有望得到普及应用。



为了更快推动SOFC在国内市场的发展,从整体原料制备、双极板制造、电堆的装配到最后系统的集成,全产业链上下游应形成合力,实现协同创新,才能推动SOFC技术进步。另外,作为研发企业应以市场为导向,终端的客户共同发现市场、培育市场、开拓市场,开发出更多应用潜力,使这一产业在更多层面获得更多关注,加速其商业化应用。

潍柴此次创下大功率SOFC热电联产系统效率全球纪录,向行业彰显了潍柴强大的技术研发实力和自主品牌的责任心,也将大幅提振整个行业的信心,对加速我国能源结构向绿色低碳转型又迈出了重要一步。