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AI催熱綠氫電源,SOFC要插隊(duì)先爆發(fā)?

2025-01-16 13:55
香橙會
關(guān)注

AI數(shù)據(jù)中心建設(shè)成為當(dāng)前最熱的話題。

亞馬遜在2024年底宣布,將在未來15年投資1500億美元建設(shè)數(shù)據(jù)中心;微軟也表示,在2025財年將投入800億美元建設(shè)數(shù)據(jù)中心。

與此同時,傳統(tǒng)算力模式高能耗與碳排放問題日益嚴(yán)重。高盛2024年5月發(fā)布的《全球電力激增與可持續(xù)性:AI數(shù)據(jù)中心的影響》報告預(yù)測,到2030年數(shù)據(jù)中心二氧化碳排放量將較2022年增長超100%,故亟需高效、清潔、可持續(xù)能源解決方案。

綠氫電源中的固體氧化物燃料電池(SOFC),具有獨(dú)特的優(yōu)勢,它能夠?qū)錃獾热剂系幕瘜W(xué)能高效地轉(zhuǎn)化為電能,同時還具備高能量轉(zhuǎn)換效率和良好的燃料適應(yīng)性。

因此,SOFC有望成為數(shù)據(jù)中心能源供應(yīng)的關(guān)鍵選擇,不僅能保障數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運(yùn)行,還能為全球能源轉(zhuǎn)型提供有力支持,其潛力將逐漸展現(xiàn)。

數(shù)據(jù)中心為什么要用綠氫電源

數(shù)據(jù)中心能源需求特點(diǎn)是高耗能、需穩(wěn)定供電、傾向綠色能源且電力需求波動大。目前清潔能源供電方案如分布式新能源、地?zé)崮艿龋嬖诠⿷?yīng)不足或成本高的問題,使柴油發(fā)電機(jī)仍是主流備用電源。但氫燃料電池作為新興清潔能源技術(shù),正成有力競爭者。

阿里巴巴于2022年發(fā)布的報告《“雙碳”背景下數(shù)據(jù)中心氫能應(yīng)用的可行性研究》顯示,現(xiàn)階段氫燃料電池設(shè)備的初投資遠(yuǎn)高于柴發(fā),發(fā)電成本基本相當(dāng)(均明顯高于市電),總體經(jīng)濟(jì)性不佳;但隨著能源價格的變化以及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,氫燃料電池全生命周期發(fā)電成本將逐漸逼近市電,若同時考慮氫能供電余熱綜合利用的收益,數(shù)據(jù)中心氫能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性將逐漸體現(xiàn),長遠(yuǎn)看,氫燃料電池在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用前景廣,有望替代柴油發(fā)電機(jī)成首選備用電源。

圖 1:用氫成本對比分析與預(yù)測

數(shù)據(jù)來源:《“雙碳”背景下數(shù)據(jù)中心氫能應(yīng)用的可行性研究》

目前數(shù)據(jù)中心主要采用的氫燃料電池技術(shù)包括質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC)。

PEMFC能快速啟動,提供穩(wěn)定電力,其模塊化設(shè)計便于擴(kuò)展和維護(hù),可根據(jù)需求靈活配置,適合數(shù)據(jù)中心備用電源。固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種高溫全固態(tài)設(shè)備,具備將綠氫等燃料的化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能的能力。

SOFC在電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換技術(shù)中以其清潔和高效的特點(diǎn)脫穎而出,具有諸多優(yōu)勢。首先,SOFC的材料成本較低,因?yàn)槠潆姶呋瘎o需使用貴金屬。其次,SOFC的能量轉(zhuǎn)換效率較高,自身發(fā)電效率接近60%,若將回收的熱能再利用,能源效率可達(dá)90%左右。此外,SOFC對燃料的適應(yīng)性廣泛,被認(rèn)為今后是大型固定電站及綜合能源供應(yīng)的優(yōu)選技術(shù)。

由于海外互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的早期發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的能耗和碳排放問題較早受到關(guān)注,使得氫能燃料電池在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用在國外較早起步。

微軟是較早將綠氫電源應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的企業(yè)之一。2022年,微軟與Plug Power合作,在紐約萊瑟姆數(shù)據(jù)中心測試了3MW的PEMFC系統(tǒng),驗(yàn)證了其在長時間斷電時支持10000+服務(wù)器運(yùn)行的可行性,驗(yàn)證了在100%綠電作為主電源的情況下,利用PEMFC氫燃料電池作為數(shù)據(jù)中心備用電源的可行性。

2024年9月30日,微軟宣布與愛爾蘭國家電力公司(ESB)合作在愛爾蘭開展綠色氫數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目, 該項(xiàng)目采用PEMFC氫燃料電池技術(shù)路線,氫燃料電池由英國公司GeoPura提供,該公司與西門子能源合作生產(chǎn)250kW的離網(wǎng)使用單元。該項(xiàng)目將首次使用氫燃料電池為微軟在歐洲的數(shù)據(jù)中心供電,在八周的時間內(nèi)為微軟都柏林園區(qū)提供高達(dá)250KW的清潔電力。

Bloom Energy是全球SOFC領(lǐng)域龍頭,2010年推出固體氧化物燃料電池微型電站,為蘋果、谷歌等數(shù)據(jù)中心,沃爾瑪、宜家等商場辦公樓,AT&T、Fedex等移動基站集散中心提供分布式電源。

2024年5月,Bloom Energy將在英特爾數(shù)據(jù)中心安裝兆瓦級燃料電池能源服務(wù)器,其SOFC技術(shù)高能效、靈活,能穩(wěn)定供電且通過熱電聯(lián)產(chǎn)綜合效率達(dá)90%。據(jù)Grand View Research測算,2023年SOFC終端應(yīng)用中,約40%用于數(shù)據(jù)中心電源,對應(yīng)市場規(guī)模約2.5億元,占數(shù)據(jù)中心電源總市場約1.1%。隨著技術(shù)進(jìn)步和成本降低,其在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用滲透率有望提高。

歐美都非常注重SOFC技術(shù)的發(fā)展,為此歐盟和美國都設(shè)立了專門的項(xiàng)目,并提供資金支持。美國SOFC技術(shù)之所以能夠順利推進(jìn),離不開政府的引導(dǎo)和財政資助。與美國主要將SOFC應(yīng)用于大中型工商業(yè)供電系統(tǒng)不同,歐洲的SOFC市場重點(diǎn)推廣的是微型熱電聯(lián)供系統(tǒng)。其中,德國是歐洲該領(lǐng)域的關(guān)鍵參與者,已投放超過五萬套微型熱電聯(lián)供系統(tǒng)。自2021年起,歐洲開始著重發(fā)展能夠滿足數(shù)據(jù)中心需求的燃料電池技術(shù)。

數(shù)據(jù)中心綠氫電源的中國機(jī)會

近年來,我國數(shù)據(jù)中心建設(shè)因數(shù)據(jù)量爆發(fā)和云計算興起而加速,但能耗問題日益突出。據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計,截至2024年11月,互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)用電量同比增長24.4%。數(shù)據(jù)中心作為耗電大戶,其規(guī)模擴(kuò)張導(dǎo)致能耗大幅增長。據(jù)中國數(shù)據(jù)中心工作組(CDCC)統(tǒng)計,我國算力以每年超20%的速度增長,預(yù)計到2030年,數(shù)據(jù)中心二氧化碳排放總量將達(dá)1.5億噸,占全國排放總量的1.5%,低碳發(fā)展迫在眉睫。

資料來源:中電聯(lián),香橙會研究院整理

圖 2:2018~2025年中國數(shù)據(jù)中心耗電量及增速預(yù)測

數(shù)據(jù)中心行業(yè)需綠色節(jié)能降耗,新型儲能系統(tǒng)是關(guān)鍵。它保障電力穩(wěn)定,優(yōu)化負(fù)載平衡,降低電費(fèi),支持可再生能源,助力數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型,滿足政策和市場要求。在新型儲能方式中,氫儲能技術(shù)作為唯一一種兼具物質(zhì)和能量屬性的儲能技術(shù),在能力、時間、空間三個維度上具有顯著優(yōu)勢,是目前唯一能夠達(dá)到太瓦級儲能容量且能跨季節(jié)儲存的儲能方式。氫能SOFC燃料電池以其高效率、燃料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢,可為數(shù)據(jù)中心提供穩(wěn)定可靠的電力支持。國家也支持模塊化氫電池等在小型或邊緣數(shù)據(jù)中心的規(guī)模化推廣應(yīng)用,結(jié)合儲能、氫能等新技術(shù),提升可再生能源在數(shù)據(jù)中心能源供應(yīng)中的比重。

中國出臺的促進(jìn)綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展的政策,有力地促進(jìn)了數(shù)據(jù)中心與氫能產(chǎn)業(yè)的協(xié)同共進(jìn)。具體措施涵蓋了推進(jìn)“東數(shù)西算”工程,通過優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的地理布局,充分利用西部地區(qū)豐富的可再生能源資源,從而有效降低數(shù)據(jù)中心的能耗和碳排放水平。目前,西北地區(qū)已經(jīng)規(guī)劃并建設(shè)了眾多綠氫項(xiàng)目,這為數(shù)據(jù)中心提供了穩(wěn)定的綠氫能源保障。

圖 3:“東數(shù)西算”規(guī)劃圖

資料來源:公開資料

圖 4:2023年全國氫能項(xiàng)目分布圖,協(xié)同數(shù)據(jù)中心將有效推動綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展

資料來源:公開數(shù)據(jù),香橙會研究院整理

隨著市場對清潔電源需求的擴(kuò)大,我國加大了對固體氧化物燃料電池(SOFC)核心技術(shù)攻關(guān)和關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)的投入,并出臺了一系列政策推動SOFC技術(shù)的發(fā)展。

《中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》、《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016—2030年)》和《能源技術(shù)創(chuàng)新“十三五”規(guī)劃》等戰(zhàn)略規(guī)劃文件,均將SOFC發(fā)展列為關(guān)鍵能源創(chuàng)新技術(shù)。

綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的推進(jìn),為SOFC技術(shù)提供了廣闊的市場空間,推動其在技術(shù)研發(fā)、成本降低和規(guī)模化應(yīng)用等方面取得突破。

SOFC領(lǐng)域中國企業(yè)的布局

近年來我國數(shù)據(jù)運(yùn)營企業(yè)面臨迫切的低碳發(fā)展需求,國內(nèi)企業(yè)和機(jī)構(gòu)因此加快了氫能在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的探索。例如,阿里巴巴集團(tuán)在2021年12月發(fā)布的《阿里巴巴碳中和行動報告》中就提出了到2030年實(shí)現(xiàn)運(yùn)營及云計算業(yè)務(wù)碳中和的目標(biāo),并推動氫能分布式數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用。

在市場的需求和政府政策的雙重驅(qū)動下,國內(nèi)眾多企業(yè)正積極投身于SOFC領(lǐng)域的開發(fā)與布局,以下是該領(lǐng)域內(nèi)一些具有代表性的企業(yè):

1. 華清京昆

蘇州華清京昆能源有限公司(簡稱“華清能源”)創(chuàng)立于2010年,是專注于氫能固體氧化物燃料電池的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用一體化科技型企業(yè),也是中國第一家專業(yè)從事SOFC技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化的公司。

目前已實(shí)現(xiàn)了SOFC關(guān)鍵材料、電池核心元件、電堆模塊集成和獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)四部分技術(shù)全線貫通,并開展了用戶現(xiàn)場示范運(yùn)行工作。華清能源現(xiàn)有員工70多名,研發(fā)團(tuán)隊(duì)包括博士12人,碩士20人,項(xiàng)目全部建成投產(chǎn)后,員工將增加為130人左右。公司已獲得64項(xiàng)專利,其中發(fā)明專利3項(xiàng),實(shí)用新型專利60項(xiàng),外觀專利1項(xiàng),參與了多項(xiàng)國家、省市級課題。華清能源是清華大學(xué)系企業(yè),由彭蘇萍院士、韓敏芳教授等人創(chuàng)建。目前已完成三輪戰(zhàn)略融資,投資方分別是昆山國科創(chuàng)投、同潤科投、賽摩電氣。

2018年,徐州華清京昆能源有限公司在徐州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)成立,注冊資本2億元。2019年2月在徐州開啟產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,歷時四年先后實(shí)現(xiàn)了電池量產(chǎn)、電堆量產(chǎn),完成了發(fā)電模組、重整器、電力電子及BOP控制等系統(tǒng)開發(fā),實(shí)現(xiàn)了1kW、5kW和25kW SOFC發(fā)電系統(tǒng)集成。2024年1月7日,華清能源、清華大學(xué)與陜西氫能正式簽訂固體氧化物燃料電池技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用示范項(xiàng)目技術(shù)開發(fā)合同。

2. 潮州三環(huán)

潮州三環(huán)(集團(tuán))股份有限公司作為國內(nèi)最早研發(fā)生產(chǎn)SOFC的企業(yè)之一,2004年開展SOFC電解質(zhì)隔膜開發(fā)和生產(chǎn)業(yè)務(wù);2012年開始批量生產(chǎn)SOFC單電池;2015年收購澳大利亞CFCL公司,獲得其電堆和小功率SOFC系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ);2016年將SOFC專利授權(quán)SOLID power公司使用,并且為其供應(yīng)單電池;2017年開始向國內(nèi)市場推出SOFC電堆。

潮州三環(huán)出貨量最大的是電解質(zhì)隔膜、單電池,同時具備電堆量產(chǎn)能力,系統(tǒng)則主要由旗下子公司CFCL在德國的生產(chǎn)基地完成,以1.5kW系統(tǒng)為主。

目前潮洲三環(huán)成為全球最大的SOFC電解質(zhì)隔膜供應(yīng)商,歐洲市場上最大的SOFC單電池供應(yīng)商,關(guān)鍵部件的年出口額已超2億元。經(jīng)過近20年的持續(xù)投入與技術(shù)攻關(guān),三環(huán)集團(tuán)已成為全球SOFC電解質(zhì)隔膜片、SOFC單電池的主要供應(yīng)商,掌握從材料、單電池、電堆、到系統(tǒng)的SOFC/SOEC全技術(shù)鏈條研發(fā)及量產(chǎn)能力,擁有50余項(xiàng)關(guān)鍵基礎(chǔ)材料、單電池、電堆、系統(tǒng)的核心專利。率先推出國內(nèi)首臺35kW和50kW大功率SOFC發(fā)電系統(tǒng),并牽頭承擔(dān)“十三五”“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃。

2023年,廣東省能源集團(tuán)與潮州三環(huán)合作開展的“210kW高溫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用示范項(xiàng)目”順利通過驗(yàn)收,成為我國SOFC發(fā)展的重要里程碑節(jié)點(diǎn)。下一步,三環(huán)集團(tuán)將加速推動SOFC產(chǎn)品的規(guī);虡I(yè)應(yīng)用。

2023年,三環(huán)集團(tuán)首次對外公布展示新開發(fā)的50kW SOFC熱電聯(lián)供系統(tǒng),此新一代系統(tǒng)的功率密度提升了43%,并已進(jìn)行了超過2000小時的可靠性測試,初始發(fā)電效率達(dá)到65%,熱電聯(lián)供效率達(dá)到90%以上,是目前國內(nèi)單機(jī)功率、發(fā)電效率最高的SOFC系統(tǒng)。

3. 寧波索福人

2014年,中國科學(xué)院寧波材料所技術(shù)與工程研究所SOFC團(tuán)隊(duì)與聯(lián)想之星達(dá)成共識,聯(lián)想之星一期投資1500萬元,成立了寧波索福人能源技術(shù)有限公司。2015年,公司研發(fā)并運(yùn)行了25KW SOFC系統(tǒng);2016年,研發(fā)并運(yùn)行了200KW SOFC系統(tǒng);2019年以來,公司已簽署合同的包括俄羅斯公司的3kW、5kW訂單、南京越博的2kW SOEC訂單。在談客戶包括浙江省能源集團(tuán)、中石油廊坊勘探院、意大利FINCANTERI、泰國鋼廠、德國H2-INDUSTRIES等。

公司已經(jīng)形成了一個從原材料到單電池、電池堆,再到SOFC發(fā)電系統(tǒng)的完整產(chǎn)品系列。目前已完成三輪融資,投資方分別是聯(lián)想之星、智朗創(chuàng)投、綠河投資。寧波索福人能源技術(shù)有限公司專門從事SOFC系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化的工作,由原中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所燃料電池事業(yè)部創(chuàng)業(yè)而成。公司建立了SOFC單電池、電池堆以及發(fā)電系統(tǒng)的生產(chǎn)線,一直對外銷售SOFC單電池、SOFC電池堆以及SOFC發(fā)電系統(tǒng)等產(chǎn)品,產(chǎn)品客戶涵蓋國內(nèi)外。

2021年1月,寧波索福人25kW SOFC系統(tǒng)在索福人廠區(qū)順利開車升溫發(fā)電。目前,其在技術(shù)上可以提供適用于數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、賓館、工業(yè)園、工廠、社區(qū)的大功率SOFC系統(tǒng),且壽命長、全自動控制,自主化達(dá)到100%。

4. 濰柴動力

濰柴動力股份有限公司成立于2002年,是中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)首家在香港H股上市的企業(yè),也是首家通過換股吸收合并方式實(shí)現(xiàn)“H to A”兩地上市的企業(yè)。

2018年,濰柴動力通過投資4000余萬英鎊,持有英國Ceres Power 20%股權(quán)。同時雙方成立合資公司,在固態(tài)氧化物燃料電池領(lǐng)域展開全面合作。Ceres Power將在中國市場授權(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。首期合作聯(lián)合開發(fā)以CNG為燃料的30kW SteelCell燃料電池,用于電動客車增程系統(tǒng)。

2018年5月,濰柴動力戰(zhàn)略投資全球領(lǐng)先的SOFC技術(shù)公司英國希里斯,成為其最大股東。濰柴累計投入20億元,雙方組建了以百名博士為主的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。經(jīng)過5年努力,實(shí)現(xiàn)了SOFC技術(shù)的工程化突破,全面掌控了新一代SOFC關(guān)鍵核心技術(shù)。2023年2月18日上午,濰柴發(fā)布全球首款大功率金屬支撐固體氧化物燃料電池SOFC商業(yè)化產(chǎn)品。

5. 雄韜股份

雄韜股份在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的氫燃料電池投入主要體現(xiàn)在其對氫燃料電池技術(shù)的持續(xù)研發(fā)和應(yīng)用推廣上。公司通過其子公司雄韜氫雄,在武漢、廣州、大同等地投資設(shè)立子公司,致力于氫燃料電池的研發(fā)和生產(chǎn)。

雄韜股份在氫燃料電池領(lǐng)域已完成制氫、膜電極、燃料電池電堆、燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的布局。2025年1月,雄韜股份在上市公司公告中稱公司服務(wù)的數(shù)據(jù)中心和算力中心的終端客戶包括微軟、英偉達(dá)、字節(jié)跳動等。

6. 上海中弗

上海中弗新能源成立于2016年,專注于固體氧化物燃料電池(SOFC)發(fā)電技術(shù)及固體氧化物電解池(SOEC)制氫技術(shù),上海交大副教授屠恒勇?lián)问紫茖W(xué)家。公司已經(jīng)突破了SOFC關(guān)鍵材料、元器件、電堆組裝、千瓦級發(fā)電系統(tǒng)集成全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù),正在進(jìn)行SOFC發(fā)電系統(tǒng)的示范運(yùn)營階段。

中弗無錫新能源有限公司(簡稱“中弗新能源”)成立于2018年,是一家集科學(xué)研究、新技術(shù)開發(fā)、高科技產(chǎn)品生產(chǎn)和市場開發(fā)為一體的高科技企業(yè)。公司專注于商業(yè)化固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解池(SOEC)的材料、電池片、電堆、發(fā)電系統(tǒng)和制氫系統(tǒng)等核心材料、元器件和成套設(shè)備研發(fā)。

2018年,中弗新能源在無錫建立了一條電池片的連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)線,年產(chǎn)能力在3MW;2020年,中弗新能源實(shí)現(xiàn)了電池和電堆的工業(yè)化量產(chǎn),同年在無錫建成了一個10KW的SOFC超級充電站,目前已經(jīng)對外試運(yùn)營,該超級充電站的功率可達(dá)100kW。

7. 蜀道裝備

蜀道裝備通過參股企業(yè)徐州銘寰參與數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的SOFC氫燃料電池投入。徐州銘寰擁有SOFC相關(guān)技術(shù)和專利,并已提供過SOFC產(chǎn)品,但尚未形成規(guī)模。SOFC燃料電池具有發(fā)電效率較高、燃料適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn),可以作為熱電聯(lián)供系統(tǒng)、分布式發(fā)電系統(tǒng)等,應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心等場景。

蜀道裝備一直對該技術(shù)的研究進(jìn)展及相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化保持關(guān)注,并積極探索其在數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的應(yīng)用。

8. 壹石通

壹石通是全球鋰電池用勃姆石行業(yè)龍頭,主營產(chǎn)品包括新能源鋰電池涂覆材料、電子通信功能填充材料、低煙無鹵阻燃材料等三大類。近年來,壹石通入局氫賽道,布局減碳固碳技術(shù)領(lǐng)域的新產(chǎn)品,瞄準(zhǔn)固體氧化物電池SOFC二次創(chuàng)業(yè)。

2022年10月,壹石通發(fā)布公告擬由全資子公司安徽壹石通材料科學(xué)研究院有限公司作為實(shí)施主體,投資建設(shè)壹石通運(yùn)營中心項(xiàng)目,預(yù)計總投資近4億元; 2023年2月,與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)技術(shù)研究院發(fā)起共建“固體氧化物燃料電池聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”,致力于實(shí)現(xiàn)零碳循環(huán)和二氧化碳的資源化利用;2023年12月,公司在合肥南崗的固體氧化物能源系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目開工,總投資約12.1億元,建設(shè)周期為3年,將形成年產(chǎn)1GW固體氧化物能源系統(tǒng)的生產(chǎn)規(guī)模(含SOFC和SOEC)。

9. 中弗無錫新能源有限公司

中弗無錫新能源有限公司(簡稱“中弗新能源”)成立于2018年,是一家集科學(xué)研究、新技術(shù)開發(fā)、高科技產(chǎn)品生產(chǎn)和市場開發(fā)為一體的高科技企業(yè)。公司專注于商業(yè)化固體氧化物燃料電池(SOFC)和固體氧化物電解池(SOEC)的材料、電池片、電堆、發(fā)電系統(tǒng)和制氫系統(tǒng)等核心材料、元器件和成套設(shè)備研發(fā)。

2018年,中弗新能源在無錫建立了一條電池片的連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)線,年產(chǎn)能力在3MW;2020年,中弗新能源實(shí)現(xiàn)了電池和電堆的工業(yè)化量產(chǎn),同年在無錫建成了一個10KW的SOFC超級充電站,目前已經(jīng)對外試運(yùn)營,該超級充電站的功率可達(dá)100kW。

10. 質(zhì)子動力

北京質(zhì)子動力發(fā)電技術(shù)有限公司(簡稱“質(zhì)子動力”),2019年創(chuàng)立,同時布局SOEC/SOFC的電池片、電堆、系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化。公司總部在北京,已在徐州、青島落地研究院和生產(chǎn)基地,并在寧夏設(shè)立了子公司,主要負(fù)責(zé)氫能、儲能市場開發(fā)及相關(guān)產(chǎn)品銷售。

質(zhì)子動力主要聚焦高溫電解制氫(SOEC)及固體氧化物燃料電池(SOFC)產(chǎn)品的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化;團(tuán)隊(duì)深度掌握了20x20cm2單電池片技術(shù)(面積最大),2021-2022年成功交付千瓦級SOEC、SOFC系統(tǒng),相關(guān)性能指標(biāo)國內(nèi)較高水平。同時開展綜合能源的高端裝備研發(fā)以及能源規(guī)劃咨詢服務(wù)。

氫能領(lǐng)域,公司深度掌握高溫電解制氫(SOEC)/固體氧化物燃料電池(SOFC)關(guān)鍵技術(shù),擁有SOFC 863項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)及SOFC/SOEC樣機(jī)打造經(jīng)驗(yàn),經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)與積累,在國內(nèi)氫能領(lǐng)域擁有多項(xiàng)成果。2023年3月31日,質(zhì)子動力在青島上合示范區(qū)工廠舉辦了SOEC/SOFC青島生產(chǎn)基地暨電池片和電堆一期MW級產(chǎn)線投運(yùn)儀式。

11. 浙江臻泰

浙江臻泰能源科技有限公司成立于2016年,具有獨(dú)立開發(fā)并掌握有原創(chuàng)SOFC核心技術(shù)及其完整底層制備工藝。公司2019年獲水木創(chuàng)投天使投資,2021年獲水木創(chuàng)投、杭鍋股份Pre-A輪投資。

目前,臻泰能源主要產(chǎn)品有新型ZTSOC高溫燃料電池片、電堆及其集成應(yīng)用系統(tǒng),同時提供相關(guān)技術(shù)服務(wù)和項(xiàng)目研發(fā)設(shè)計支持服務(wù)。ZTSOC高溫燃料電池作為可高效實(shí)現(xiàn)電能、化學(xué)能、熱能相互轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵器件,有發(fā)電SOFC和電解SOEC兩種工作模式。在下游應(yīng)用方面,則包括了分布式熱電聯(lián)供、離網(wǎng)電源、車載電源;制綠氫同時合成綠色燃料(甲醇、甲烷、氨);風(fēng)光發(fā)電配套儲能或其他分布式儲能。2023年7月,完成近億元Pre-A輪融資,資金用于高溫燃料電池技術(shù)的產(chǎn)品化、電池及關(guān)鍵設(shè)備的產(chǎn)線建設(shè)。

12. 華科福賽

武漢華科福賽新能源有限責(zé)任公司成立于2016年,基于華中科大李箭博士團(tuán)隊(duì)技術(shù)。目前已經(jīng)形成了一個從原材料到單電池、電堆、發(fā)電系統(tǒng)的完整產(chǎn)品鏈。日前,華科福賽自主研發(fā)出kW級SOFC發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)以加濕甲烷為燃料運(yùn)行,功率高于1500W,在額定功率下燃料利用率為69.8%,電效率為49.7%。與美國、歐洲、日本等燃料電池公司報道數(shù)據(jù)相當(dāng)。2016年、2021年分別完成天使輪、戰(zhàn)略融資。

13. 佛山索弗克

佛山索弗克氫能源有限公司設(shè)立于2015年,致力于單管SOFC電池、管式電堆、管式系統(tǒng)集成及無人機(jī)等領(lǐng)域應(yīng)用開發(fā)。主要產(chǎn)品有:微管式固體氧化物燃料電池系統(tǒng),燃料電池微管,關(guān)鍵陶瓷器件,燃料催化重整系統(tǒng),減壓閥、專用氫氣丙烷罐,無人機(jī)用氫燃料發(fā)電系統(tǒng),SOFC教學(xué)裝置。

14. 新奧燃?xì)?/strong>

2019年,新奧股份立項(xiàng)研發(fā)固體氧化物燃料電池。2019年12月,公司自主設(shè)計研發(fā)的6kW SOFC發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)經(jīng)過嚴(yán)格測試,系統(tǒng)發(fā)電功率達(dá)到6kW的設(shè)計額定值,系統(tǒng)發(fā)電效率達(dá)到60%以上。整個系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),達(dá)到設(shè)計預(yù)期目標(biāo)。新奧天然氣股份有限公司業(yè)務(wù)覆蓋平臺氣交易、天然氣分銷、產(chǎn)業(yè)智能平臺建設(shè)與運(yùn)營、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營、綜合能源、工程建造及安裝業(yè)務(wù)在內(nèi)的天然氣全場景。此外也積極在氫能、生物質(zhì)等新能源領(lǐng)域儲備技術(shù)并拓展業(yè)務(wù)。

在SOFC項(xiàng)目方面,公司牽頭負(fù)責(zé)國家科技部重點(diǎn)研發(fā)計劃《固體氧化物燃料(SOFC)電池?zé)犭娐?lián)供關(guān)鍵技術(shù)研究》課題,實(shí)現(xiàn)將天然氣、焦?fàn)t煤氣、生物沼氣等多種復(fù)雜燃料的化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能和熱能,報告期內(nèi)已完成30 kW SOFC工程樣機(jī)的技術(shù)開發(fā)、建造,和以焦?fàn)t煤氣為燃料的熱電聯(lián)供工業(yè)應(yīng)用示范。整體系統(tǒng)的凈發(fā)電功率平均達(dá)35.6 kW(最大達(dá)到47 kW),發(fā)電效率達(dá)60.72%,熱電聯(lián)供效率超過95%,連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行時間達(dá)3000小時,并于2023年11月完成了科技部專家組現(xiàn)場見證工作。

15. 北京低碳院

北京低碳清潔能源研究院(以下簡稱“低碳院”)隸屬于國家能源集團(tuán),成立于2009年12月。2020年10月,低碳院自主研發(fā)的國內(nèi)首套20kW級固體氧化物燃料電池(SOFC)發(fā)電系統(tǒng)在寧夏煤業(yè)實(shí)驗(yàn)基地試車成功,達(dá)到運(yùn)行條件。首套系統(tǒng)工況設(shè)計發(fā)電15kW,實(shí)際發(fā)電15.7kW,一次試車成工,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2023年8月,中國石油首套千瓦級固體氧化物燃料電池(SOFC)熱電聯(lián)供系統(tǒng)開車成功并穩(wěn)定運(yùn)行超千小時。石化院SOFC團(tuán)隊(duì)立足中國石油綠色轉(zhuǎn)型重大需求,高質(zhì)量完成系統(tǒng)設(shè)計集成、安裝調(diào)試、優(yōu)化運(yùn)行等任務(wù),千瓦級SOFC熱電聯(lián)供系統(tǒng)試車成功,實(shí)現(xiàn)了發(fā)電效率≥40%、蒸汽效率≥25%、熱電綜合效率≥80%。

16. 氫鵬科技

自2022年成立以來,氫鵬科技以材料學(xué)、化學(xué)、力學(xué)等多學(xué)科綜合研發(fā)能力為基礎(chǔ),致力于開發(fā)高效的氫能系統(tǒng)以滿足全球ESG發(fā)展的綠色能源需求。該公司擁有深厚的電池和電堆生產(chǎn)工藝、電堆和系統(tǒng)仿真設(shè)計等領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)和研發(fā)經(jīng)驗(yàn),目前正專注于固體氧化物燃料電池(SOFC)和電解池(SOEC)技術(shù)的工程化開發(fā)。

氫鵬科技的產(chǎn)品涵蓋固體氧化物燃料電池/電解池的電池片、電堆與系統(tǒng),主要應(yīng)用于分布式熱電聯(lián)供和綠氫制取。該公司建立了材料微結(jié)構(gòu)-宏觀電池/電堆-系統(tǒng)的跨尺度的多物理場應(yīng)力分析方法及材料-工藝-結(jié)構(gòu)-功能一體化設(shè)計方法,實(shí)現(xiàn)了Powder-to-Power的全生命周期設(shè)計。2024年2月,氫鵬科技完成千萬級天使輪融資,資金將用于加速固體氧化物燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)和固體氧化物電解池制氫系統(tǒng)的工程樣機(jī)開發(fā)以及中試產(chǎn)線建設(shè)。

17. 翌晶能源

上海翌晶能源技術(shù)有限公司是一家專注于固體氧化物燃料電池及清潔能源系統(tǒng)開發(fā)的高科技企業(yè)。公司主要業(yè)務(wù)包括堿性電解水制氫(ALK)裝置、SOEC電解水制氫系統(tǒng)、固體氧化物燃料電池(SOFC)核心元件、關(guān)鍵材料及發(fā)電系統(tǒng),并提供與風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電系統(tǒng)相互耦合的綜合能源系統(tǒng)解決方案。目前已建立完善的產(chǎn)業(yè)布局,具備核心材料、電堆、SOEC制氫系統(tǒng)“三位一體”的研發(fā)能力。2023年4月25日,上海翌晶氫能科技有限公司國內(nèi)首條SOEC電堆自動化產(chǎn)線下線。

結(jié)語

綜上所述,隨著全球數(shù)字化進(jìn)程的加速和對可持續(xù)發(fā)展的迫切需求,數(shù)據(jù)中心的能源消耗和碳排放問題日益凸顯。在此背景下,綠氫電源憑借其高效、清潔、可持續(xù)的特點(diǎn),成為解決數(shù)據(jù)中心能源問題的重要途徑。特別是固體氧化物燃料電池(SOFC)技術(shù),憑借其高能量轉(zhuǎn)換效率、燃料適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢,在數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。

中國眾多企業(yè)如華清京昆、潮州三環(huán)、寧波索福人等,正在積極布局SOFC領(lǐng)域,推動其技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。未來,在政策支持和市場需求的雙重驅(qū)動下,SOFC技術(shù)有望在數(shù)據(jù)中心等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛的應(yīng)用,為中國能源轉(zhuǎn)型和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

       原文標(biāo)題 : AI催熱綠氫電源,SOFC要插隊(duì)先爆發(fā)?

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報。

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