中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：日前，由中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)、中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)等共同支持，中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)等聯(lián)合主辦的2016中國(guó)國(guó)際能源峰會(huì)暨展覽會(huì)在北京國(guó)家會(huì)議中心召開(kāi)。
活動(dòng)同期舉辦了中國(guó)國(guó)際氫能與燃料電池技術(shù)應(yīng)用展覽暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)，來(lái)自德國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)等10余個(gè)國(guó)家和地區(qū)的近500位專家和企業(yè)代表，共同探討了氫能與燃料電池領(lǐng)域的政策、產(chǎn)業(yè)機(jī)遇和前沿技術(shù)。其中，固體氧化物燃料電池（SOFC）的技術(shù)進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)前景成為與會(huì)嘉賓、代表討論的熱點(diǎn)話題之一。
“SOFC可以直接利用天然氣、煤層氣等含碳燃料發(fā)電，擺脫了低溫燃料電池對(duì)純氫燃料的依賴，具有成本低、轉(zhuǎn)化效率高、安全、環(huán)保等特點(diǎn)，未來(lái)將在便攜式電源、動(dòng)力電源、熱電聯(lián)供等多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。”清華大學(xué)熱能工程系教授、中國(guó)能源研究會(huì)燃料電池專業(yè)委員會(huì)常務(wù)副主任委員兼秘書(shū)長(zhǎng)韓敏芳表示，從《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016~2030年）》（簡(jiǎn)稱“行動(dòng)計(jì)劃”）、《中國(guó)制造2025》等文件可以看出，在國(guó)家的未來(lái)能源規(guī)劃中，以固體氧化物、質(zhì)子交換膜等為電解質(zhì)的燃料電池將占有重要地位。
韓敏芳介紹，《行動(dòng)計(jì)劃》要求重點(diǎn)研發(fā)SOFC，實(shí)現(xiàn)百千瓦至兆瓦級(jí)SOFC發(fā)電分布式能源系統(tǒng)示范應(yīng)用，將其發(fā)電效率提升至60%以上，并開(kāi)發(fā)適用于邊防哨所、數(shù)據(jù)中心等的分布式電站。同時(shí)提出，到2030年，SOFC分布式發(fā)電系統(tǒng)使用壽命要達(dá)到4萬(wàn)小時(shí)以上。
《中國(guó)制造2025》也明確要求突破SOFC電催化材料、膜電極、高溫雙極連接體關(guān)鍵技術(shù)，掌握大于40000小時(shí)的長(zhǎng)壽命管型和板型SOFC，及其關(guān)鍵部件的批量制備與生產(chǎn)技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)。
“國(guó)家政策層面的推動(dòng)，對(duì)SOFC來(lái)說(shuō)是機(jī)遇，但也有挑戰(zhàn)?！表n敏芳認(rèn)為。
我國(guó)發(fā)展SOFC優(yōu)勢(shì)明顯電動(dòng)車等是熱門應(yīng)用領(lǐng)域
我國(guó)具有生產(chǎn)SOFC的諸多優(yōu)勢(shì)。
“SOFC的關(guān)鍵生產(chǎn)材料是功能陶瓷，以及一些輕稀土氧化物材料等，所有這些原料我國(guó)都有豐富的資源供應(yīng)?！表n敏芳說(shuō)，在所有種類的燃料電池中，只有SOFC具有多種結(jié)構(gòu)，用以滿足不同功能分類和市場(chǎng)的需求。
韓敏芳介紹，SOFC主要結(jié)構(gòu)分為板式、管式兩種。其中，板式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品比較容易制作，也是目前世界上應(yīng)用較多的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。“但是，管式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品也已經(jīng)開(kāi)始廣泛使用?！彼硎?，管式結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)越的性能。例如，絕緣陶瓷支撐的分段串聯(lián)管式結(jié)構(gòu)能夠輸出SOFC電池堆的高電壓低電流，實(shí)現(xiàn)更高的燃料利用率。
韓敏芳認(rèn)為，陽(yáng)極支撐管式結(jié)構(gòu)是管式結(jié)構(gòu)的研發(fā)方向，該結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，具有更高的功率輸出，尤其適用于大型發(fā)電系統(tǒng)。
韓敏芳介紹，在具體應(yīng)用方面，美國(guó)BE公司（BloomEnergy）商業(yè)化的百千瓦級(jí)SOFC分布式發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于硅谷多家著名企業(yè)的辦公大樓、研發(fā)中心、數(shù)據(jù)中心等，實(shí)現(xiàn)了高可靠、高能效的分布式供電；日本推出的商業(yè)化家用700瓦熱電聯(lián)供系統(tǒng)，已經(jīng)安裝了上萬(wàn)套；三菱重工持續(xù)研發(fā)SOFC-燃?xì)廨啓C(jī)（SOFC-MGT）聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，于2012年12月在東京近郊安裝了第一套250千瓦聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)，目前正在東京附近安裝第三套改進(jìn)系統(tǒng)，其電池設(shè)計(jì)采用上述分段串聯(lián)管式結(jié)構(gòu)，宣稱發(fā)電效率高達(dá)90%。
“SOFC近期最熱門的應(yīng)用是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域。”韓敏芳表示，今年6月日產(chǎn)公司推出的配備30升油箱、5千瓦SOFC發(fā)電模塊的SOFC增程式電動(dòng)車，巡航里程達(dá)到600千米，超過(guò)豐田Mirai氫燃料電池500千米的巡航里程。她認(rèn)為，SOFC應(yīng)用開(kāi)啟了不用充電樁、不用加氫站的電動(dòng)汽車運(yùn)行新模式，市場(chǎng)前景廣闊。
推進(jìn)SOFC產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作
韓敏芳介紹，國(guó)際能源組織IEA每?jī)赡甓紩?huì)編寫(xiě)一版SOFC技術(shù)發(fā)展黃皮書(shū)，在其2016年的黃皮書(shū)中，IEA第一次收錄了我國(guó)的4家企業(yè)?！斑@表明我國(guó)SOFC產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)?！钡J(rèn)為，SOFC是技術(shù)門檻最高、難度最大的燃料電池。目前，以日本、美國(guó)等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)30年持續(xù)推進(jìn)技術(shù)研發(fā)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了SOFC產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)化運(yùn)行，并出臺(tái)了配套的補(bǔ)貼政策引領(lǐng)行業(yè)快速發(fā)展。
而我國(guó)的SOFC研究目前仍以高校、科研院所為主力，研發(fā)資金投入少，難以集成多專業(yè)的工程化團(tuán)隊(duì)，無(wú)法做出具有展示度的SOFC發(fā)電樣機(jī)。同時(shí)，業(yè)內(nèi)人士對(duì)SOFC的宣傳力度不夠，也影響了其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使得我國(guó)在SOFC領(lǐng)域與世界先進(jìn)水平還存在很大差距。
“我國(guó)已經(jīng)能夠獨(dú)立運(yùn)行自主生產(chǎn)的SOFC發(fā)電系統(tǒng)，雖然產(chǎn)品性能有待提升，但已經(jīng)解決了產(chǎn)品有無(wú)的問(wèn)題。接下來(lái)，我國(guó)在加大產(chǎn)品研發(fā)力度的同時(shí)，必須大力推進(jìn)SOFC產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！表n敏芳表示。同時(shí)，她認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)制定對(duì)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)SOFC產(chǎn)業(yè)化非常重要。
“可喜的是，我國(guó)已經(jīng)成立了隸屬于中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)的二級(jí)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)──中國(guó)能源研究會(huì)燃料電池專業(yè)委員會(huì)，我國(guó)燃料電池事業(yè)有了全新的發(fā)展平臺(tái)?！表n敏芳說(shuō)，委員會(huì)將全面啟動(dòng)SOFC標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作，同時(shí)推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中心的建設(shè)工作。這將利于我國(guó)SOFC產(chǎn)業(yè)與國(guó)際同行接軌并行，有效推動(dòng)我國(guó)SOFC產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化發(fā)展。
