科技、预言与理想，质子动力吕大伟和他关于SOEC的7个观点

整理｜杨柳树

编辑｜马斯基

版式｜一道彩虹

ET前言

可能从未有哪个时代，像如今这样，可以看见科学与现实之间，产生密切和批量化的关联。 「新能源」作为一个符号，已无法与当下和未来的世界切割，新技术、新材料、新方向正走出实验室，此起彼伏地出现在我们的生活中，过往它们曾在不同时代，改变人类进程，而现在和未来，更会如此。

2023年6月，氢能中国行——中国（河北）氢能产业应用生态大会在河北省唐山市召开。这是继3月5日，中国氢能产业应用生态峰会及主题沙龙在北京举办之后，全国制、储、运、加、用、燃料电池、关键部件、核心技术等全产业链生态参与者的又一次集聚。大会通过一场论坛和一场沙龙，在区域化的场景中，探讨技术与生态的协同发展。

此次大会，是由河北省科学技术厅、河北省发展和改革委员会、河北省工业和信息化厅、唐山市人民政府指导，河北省科技成果展示中心、河北省科技成果展示交易中心、河北省科技成果转化促进中心、北京科技成果转化服务中心、天津市科技创新发展中心、唐山市科学技术局主办，中关村会展与服务产业联盟、唐山市曹妃甸区人民政府承办，中国产业发展促进会氢能分会、中国节能协会氢能分会支持，北京顺亿达运力科技集团、能镜、一束碳中和研究院、中咨海外•跨区域产业协作中心、北京国鸿盛世教育科技有限责任公司协办。

北京质子动力发电技术有限公司总经理吕大伟，以《SOEC发展趋势及研发产业化进展》为主题进行分享。作为高效绿色制氢技术，SOEC因能量转化效率高、且不需要使用贵金属催化剂等特点，正在被科学界和商业界给予很大期待。 科学和技术的先行者们，要改变和创造的，是一个全新生态，尽管他们还在路上，但持续的关注和关怀，就是给予探索者最好的力量。

以下是吕大伟先生的现场演讲，能镜将之编辑为7个观点，以飨读者。

01   电解槽市场今年新增将达2GW左右。

电解槽市场发展正在遭遇快速增长，来自中金和国际能源组织IEA的数据显示，2020年，国内总新增装机量100MW，2021年新增350MW，两年后，又新增700多MW。今年第一季度，国内招标量已突破800MW，预测今年新增可能会达到2GW左右。

02   SOEC在绿氢产业链定位清晰。 ‍‍‍

以质子动力三个产品SOEC、SOFC以及能源路由器为例来看绿氢产业链，可以非常清晰地明了它们在整个链条的位置和作用。最左侧是电源侧，包括风电、光伏、核电、电网、水电等电源，在进入三种电解槽前需进行电压转换，被称为能源路由器，或制氢电源；SOEC是制氢环节的最新技术；制氢完成后进入下游氢储和氢运环节，然后到达终端——氢的应用场景，SOFC作为燃料电池热电联供技术，将用于能源领域应用场景。

目前应用场景中存量市场最大的是工业和化工领域，三个增量市场分别是交通领域、能源领域（氢气逐步掺入天然气管道）和钢铁行业 。

03   SOEC为什么有机会？

相较于质子交换膜电解水制氢(PEM)、碱性电解水制氢(AEL)，SOEC的优势正逐渐显现。它从电堆到电池片，整体都是固体结构，因此比液态电解质更加稳定和安全；

SOEC原材料非常便宜，不需要昂贵的贵金属，电流密度大、模块化设计，可批量化生产，因此拥有巨大的成本下降空间。

曹妃甸有一家氧化锆工厂，就是做固体氧化物电解池原材料的，1KG大约5000元左右。除此之外，在中国，氧化镍、氧化钪都是非常富集的稀土合金。

SOEC制氢纯度比较高，可以达到99.99%，是所有电解水制氢技术路线中,效率、产率最高的制氢方式。

另外，高温下，SOEC除了可以电解水之外，还可以电解二氧化碳，因此SOEC技术有望被广泛应用于二氧化碳回收等多个领域。

04    国外发展速度快于国内。

近两年，国家对SOEC的支持力度在逐渐加强。国家层面，国家能源局、发改委、科技部明确表示，要发展固体氧化物电解池技术；省级层面，北京、辽宁、上海、广东也都表达了对SOEC技术路线的认可与支持。

但客观来讲，国外SOEC发展速度要快于国内。2020年，欧盟SOEC成熟度已达到7级，预计近几年会达到8级，具备产业化应用的条件。比较有代表性的公司，有法国的国家队级的Genvia，目前正在建GW级SOEC产线；德国的Sunfire，是该领域全球技术领先的公司，2021年，已经发布250KW样机，系统能耗大约做到了3.6度电/标准立方米；今年他们发布了2.6MW系统样机，正在建成200MW的SOEC电解槽产能，也是我们对标的企业。

除此之外，美国BE、康明斯以及韩国SK等传统能源、动力及化工企业也在这个领域积极布局。

05    成本有望持续降低。 ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

虽然目前SOEC技术成本仍处于高位，但效率高以及原材料成本不断下降，是业内对于SOEC发展的共识。

回想多年前，光伏领域从多晶到单晶切换之初，也面临类似境遇，但后来随单晶效率不断提升，引发新技术快速崛起，直至最后占领大部分光伏市场份额，我认为，SOEC具备同样可能性。

未来成本能降到多少？据美国国家能源局数据，去年美国SOEC企业平均系统成本约合人民币7000-8000元/KW；其预测年产达到1GW时，系统成本大约可降至2000-3000人民币/KW，销售价格约在5000元左右就可实现盈利，随着产能进一步提升，成本会进一步下降。在最终产业化之后，成本可降至 1000元/KW以下。

成本如果最终降到1000块钱以下，销售价格可能会降到3000块钱，对应制氢成本有希望逼近1元/标准平方米。 我们的目标是到2026年，SOEC系统销售价格降到15,000元/KW，基本上与美国统计的去年和今年的数据持平 。

06   应用场景在持续扩展。

以加氢站为例，目前很多地方政府允许建立制氢、加氢一体站。比如，唐山市前段时间做了很多突破，允许在非化工园区设立制氢项目，打破了之前制氢选址约束。下游客户群体，在购买电解槽后，现场制氢，运氢距离变近，成本降低。当然，这种情况也存在短板，比如电价较贵等。

按照规划，十四五期间年将有1200GW风电、光伏进行并网及消纳，制氢也将变成很好的消纳方式之一。另外，还有一些适用于SOEC的专用场景，比如，钢厂有大量高温蒸汽，制氢后还能适用未来氢炼钢需求，实现产业闭环。

现在国内在陆续在安装第四代核能系统，核电机组高温气冷堆产生800度以上的高温蒸汽，也在寻找适合的电解制氢技术路线。

07   储能效率可能实现新的突破。 ‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

目前，我们已经将应用场景拓展到氢储能领域。是国内第一家进行高效氢储能SOEC/SOFC（ReSOC）可逆电池堆研发立项的公司，通过这个技术，电堆既可以制氢也可以发电，它有两个优势：

第一，电堆结构接近，把FC电堆放在EC上可直接制氢；第二，两项技术的效率是各自赛道里最高的，因此，整合效率也最高，做到可逆系统后，氢储能效率可以超过50%。这个成果将会优先投运于国网宁夏电力公司。 ✪