鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1722次 | 2018年08月27日
多家企業(yè)布局固體氧化物燃料電池 商業(yè)化是勢在必行
8月20日,博世與英國錫里斯電力公司(CeresPower)簽署了合作許可協(xié)議,雙方將共同研發(fā)下一代固體氧化物燃料電池(SOFC)技術(shù)。此外,雙方還簽署了股份購買協(xié)議,博世計(jì)劃770萬英鎊收購錫里斯電力公司4%的股權(quán)。
無獨(dú)有偶,濰柴動力也曾在5月16日宣布,投資4000余萬英鎊認(rèn)購CeresPower新發(fā)行的部分股份,認(rèn)購?fù)瓿珊蟪止杀壤_(dá)到20%,并攜手CeresPower在中國濰坊成立合資公司,在固體氧化物燃料電池領(lǐng)域展開全面合作。
據(jù)了解,CeresPower是低成本固體氧化物燃料電池開發(fā)商。其戰(zhàn)略是通過與合作伙伴大規(guī)模生產(chǎn)電池將其技術(shù)商業(yè)化,并將該技術(shù)用于電網(wǎng)發(fā)電和分布式發(fā)電,目的是將固體氧化物燃料電池用于城市、工廠和數(shù)據(jù)中心,以及為電動汽車充電點(diǎn)供應(yīng)電力。
固體氧化物燃料電池(SolidOxideFuelCell,簡稱SOFC)屬于第三代燃料電池,是一種在中高溫下直接將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化成電能的全固態(tài)化學(xué)發(fā)電裝置。被普遍認(rèn)為是在未來會與質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)一樣得到廣泛普及應(yīng)用的一種燃料電池。
從國內(nèi)外企業(yè)頻繁與CeresPower的合作來看,未來固體氧化物燃料電池商業(yè)化是勢在必行。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
固體氧化物燃料電池和質(zhì)子交換膜燃料電池區(qū)別
質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)使用固體聚合物作為電解質(zhì),含有鉑或者鉑合金催化劑的多孔碳作為電極,采用氫氣作為燃料,因此又被稱為氫燃料電池。質(zhì)子交換膜燃料電池主要應(yīng)用在交通運(yùn)輸和一些固定式的應(yīng)用,是目前燃料電池汽車動力的主流技術(shù)路線。但由于鉑貴金屬催化劑用量大和質(zhì)子交換膜成本高,導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下,地位受到固體氧化物燃料電池的挑戰(zhàn)。
而固體氧化物燃料電池屬于新一代燃料電池技術(shù),使用固態(tài)離子導(dǎo)體作為電解質(zhì),擁有約60%的轉(zhuǎn)化效率,可以使用多種燃料,例如天然氣、沼氣、煤氣、甲烷等,對燃料的適應(yīng)性強(qiáng);可用于固定電站、家庭電源、船舶動力、汽車動力、空間宇航和其他許多領(lǐng)域。因采用全固態(tài)電池結(jié)構(gòu),避免了使用液態(tài)電解質(zhì)帶來的腐蝕和電解液流失,抗硫性強(qiáng),是未來比較有前景的一種技術(shù)路線。
國外燃料電池技術(shù)路線
隨著氫燃料汽車推廣,燃料電池的發(fā)展勢頭日益增強(qiáng)。因質(zhì)子交換膜燃料電池生產(chǎn)成本太高,國外的公司及研究機(jī)構(gòu)更傾向于開展固體氧化物燃料電池電站的設(shè)計(jì)及試驗(yàn)。美國、英國為首,對該領(lǐng)域持續(xù)投入了巨額資金,培育了如BloomEnergy、CeresPower等眾多開發(fā)固態(tài)氧化物燃料電池的企業(yè)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
2月,BloomEnergy分公司宣布與韓國韓東南電力公司(“KOEN”)簽訂了在盆唐發(fā)電廠8350千瓦機(jī)組中安裝BloomEnergy清潔電力系統(tǒng)的合同。該項(xiàng)目使用固體氧化物燃料電池技術(shù)發(fā)電,來滿足各種需要電力不間斷供應(yīng)位置的電力需求,如數(shù)據(jù)中心、制造業(yè)務(wù)、通信和高能耗設(shè)施。這是韓國首個(gè)工業(yè)和商業(yè)固體氧化物燃料電池(SOFC)安裝案例。
8月,CeresPower先是與日產(chǎn)(Nissan)合作開發(fā)一種緊湊型高功率密度的固體氧化物燃料電池,用于擴(kuò)展輕型電動商用車的行駛范圍。這個(gè)項(xiàng)目涉及到商用車輛,這是運(yùn)輸系統(tǒng)中去碳化最具挑戰(zhàn)性的方面之一,并對其他汽車領(lǐng)域運(yùn)用該技術(shù)具有示范意義,響應(yīng)了英國政府要求大幅減少二氧化碳排放的“零污染之路”(RoadtoZero)戰(zhàn)略,獲得英國政府800萬英鎊資助。
與此同時(shí),CeresPower又與博世在固體氧化物燃料電池領(lǐng)域建立合作關(guān)系,一起研發(fā)下一代固體氧化物燃料電池(SOFC)技術(shù)。新技術(shù)致力于為城市以及工業(yè)區(qū)建立小型發(fā)電站,其電站目標(biāo)是一個(gè)固體氧化物燃料電池模塊能產(chǎn)生10千瓦(kW)電力,在電力需求量大的情況下,任何輸出功率的電池模塊都可互相連接。
從此可以看出,今年國外政府和企業(yè)都在大力投入固體氧化物燃料電池技術(shù)。
國內(nèi)發(fā)展滯后正努力追趕
固體氧化物燃料電池技術(shù)對煤炭工業(yè)和能源工業(yè)的環(huán)境友好化進(jìn)程十分重要,因此世界上發(fā)達(dá)國家普遍把它作為一種戰(zhàn)略儲備技術(shù)。清華大學(xué)韓敏芳教授表示,與國外相比,我國固體氧化物燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后,國家的投入力度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及國外。
但今年一些大型企業(yè)開始布局固體氧化物燃料電池,開啟了“破冰”探索。
5月16日,濰柴動力宣布4000萬英鎊收購英國CeresPower20%股權(quán),進(jìn)軍固體氧化物燃料電池市場。雙方將聯(lián)合開發(fā)以CNG為燃料的30kWSteelCell?燃料電池,用于電動客車增程系統(tǒng),預(yù)計(jì)2019年上半年完成驗(yàn)證。
同時(shí),濰柴動力攜手CeresPower在中國濰坊成立合資公司,推動實(shí)現(xiàn)固體氧化物燃料電池技術(shù)在中國市場的商業(yè)化。CeresPower將在中國市場獨(dú)家授權(quán)合資公司使用SteelCell?技術(shù),產(chǎn)銷燃料電池系統(tǒng)、電堆和電池片,應(yīng)用于客車、卡車和特定發(fā)電市場。
8月2日,晉煤集團(tuán)煤化工研究院對外宣布,他們建設(shè)的全國首個(gè)以煤為原料的15kW固體氧化物燃料電池(SOFC)項(xiàng)目在晉煤集團(tuán)天溪煤制油分公司燃料電池實(shí)驗(yàn)室打通全流程,實(shí)現(xiàn)了煤經(jīng)氣化再通過固體氧化物燃料電池發(fā)電的工程示范。這是國內(nèi)投運(yùn)的首個(gè)煤基固體氧化物燃料電池示范工程。項(xiàng)目最終目標(biāo)是建立一個(gè)以煤為原料的SOFC整體示范工程。
綜合來看,中國目前對固體氧化物燃料電池的研究開發(fā)業(yè)已取得了很大的進(jìn)展,但仍存在許多實(shí)際應(yīng)用和基礎(chǔ)研究上的問題未得到妥善解決,遠(yuǎn)達(dá)不到商業(yè)化的要求。
面對技術(shù)落后,除了指望國家加大投入力度外,相關(guān)企業(yè)自身也應(yīng)該有所作為,除了埋頭攻關(guān)難點(diǎn)外,或許還可以向?yàn)H柴動力學(xué)一招——入股外資,引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),慢慢在固體氧化物燃料電池領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從追趕到反超國外的質(zhì)變。