2022年全球固体氧化物燃料电池(SOFC)行业现状及前景分析

2022年全球固体氧化物燃料电池(SOFC)行业现状及前景分析一、SOFC综述燃料电池是一种使用非燃烧过程，利用燃料气和氧气以电化学反应方式将化学能转化为电能的装置，具有无污染、成本低、效率高等优点。与干电池、蓄电池等贮存电能的储能装置不同，燃料电池本质上是发电装置。燃料电池主要分为6类：固体氧化物燃料电池(SOFC)、质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔断碳酸盐燃料电池(MCFC)和碱性燃料电池(AFC)。固体氧化物燃料电池(SOFC)，也称陶瓷燃料电池，采用全固态电池结构，单电池由阳极、阴极和固体氧化物电解质组成，阳极为燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都使用薄陶瓷膜用作催化剂。各种燃料电池特征及参数对比注：1atm=1.01325×105Pa二、燃料电池行业相关政策梳理中国对于氢能及燃料电池的研究始于20世纪50年代，“十三五”期间相关政策陆续出台，氢能与燃料电池发展进入快车道。2020年4月，国家能源局发布《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》，提倡优先发展可再生能源，并将氢能纳入能源范畴。此后，国家相关部门针对氢能的制备、储运及燃料电池技术等方面出台相关政策支持。2021年6月，工信部出台《2021年汽车标准化工作要点》，聚焦燃料电池在电动汽车上的应用环节。2020-2021年中国燃料电池行业相关政策梳理三、SOFC行业现状分析1、燃料电池市场现状全球燃料电池装机量持续上升，2018-2019年增长迅速，2020年受到新冠疫情的影响，但在亚太地区的拉动下仍然保持增长态势，达1318.7MW。2021年增长势头强劲，出货量同比增长77%，达到2330.4MW。2015-2021年全球燃料电池出货功率及增速情况从产品结构来看，PEMFC和SOFC是目前全球主流燃料电池类型。据统计，2020年PEMFC出货量占全部燃料电池出货量的78.08%，其次是SOFC，占比为11.19%。2020年全球燃料电池行业细分产品出货量占比情况从下游应用情况来看，燃料电池目前主要应用为固定式发电及车辆辅助动力电源。据统计，2020年全球燃料电池固定式、交通搞运输和便携式应用领域占比分别为64%、32%、5%。2020年全球燃料电池下游应用领域占比情况2、SOFC市场现状从全球SOFC市场规模来看，据MarketsandMarkets数据,2020年全球固体氧化物燃料电池市场规模为7.72亿美元，到2025年将达到28.81亿美元，年复合增长率为30.1%。2020-2025年全球SOFC燃料电池市场规模及增速情况国内SOFC燃料电池相关企业情况从出货情况来看，据数据显示，全球SOFC燃料电池总出货量由2017年的2.3万套增长至2021年的2.47万套，整体呈上升趋势；由于单堆输出功率不断提升，2017-2021年全球SOFC出货功率从75MW增长到约240MW，年复合增长率为33.74%。2017-2021年全球SOFC燃料电池出货量及增速情况四、SOFC行业竞争格局情况美国、欧洲、日本等发达国家在固体氧化物燃料电池技术方面一直处于领先地位，其经过几十年的技术研发，基本实现了固体氧化物燃料电池的商业化运行。美国是世界上最早开始布局固体氧化物燃料电池研发的国家，由美国能源部(DOE)牵头，美国知名的固态氧化物燃料电池厂商有BloomEnergy、FuelcellEnergy等；日本在新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的领导下，于2005年开始启动家用燃料电池热电联供(ENE-FARM)计划，主要的日系厂商包括松下、东芝、爱信精机等；欧洲的固体氧化物燃料电池市场主要应用为微型热电联供(Micro-CHP)系统，主要的欧系厂商有如CeresPower、Sunfire、SolidPower、Elcogen、Convion、Topose等。中国固态燃料电池探索前期主要以科研院校为主体，经过20多年的技术积累，已经基本掌握了固体氧化物燃料电池关键材料的制备技术和大面积单电池的量产技术。潮州三环集团目前是全球固态氧化物燃料电池隔膜板主要供应商之一，客户包括全球固态燃料电池领军企业BloomEnergy，同时企业业务延伸至SOFC固体燃料电池发电系统领域。五、SOFC行业未来发展前景燃料电池技术是继水力、火力、核能之后的第四代发电技术，主要是利用电化学反应，将燃料分子中的电子直接取出来供给用电侧，也就能将燃料中的化学能直接转换成电能。其整个反应过程更可控、更充分，能量转换效率更高，排放物也更清洁。固体氧化物燃料电池(SOFC)，也称陶瓷燃料电池，即为一种新型高效清洁的能量转换技术。SOFC发电方式具有多种优点，包括过程简单高效、安静无噪音、燃料来源广泛(可利用氢气、沼气、天然气、焦炉气、煤制气等燃料)、可热电联供、绿色低排放等。重要的是，SOFC技术的能源利用效率高达85%以上，而传统火电的能量转换效率仅为30~40%。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，也是实现我国碳达峰、碳中和目标的重要发展方向。除此之外，SOFC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。此外，SOFC正向运行可发电，逆向运行可实现电解，即为固体氧化物电解池(SOEC)。SOEC可以通过电解水制氢，把与负荷不匹配而浪费的电能储存到氢气中，且电解效率高达85%~95%，远高于其他电解技术。国家发改委发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中，提到推进固体氧化物电解池制氢的技术研发，而国家发改委发布的《能源技术革命创新行动计划 (2016-2030年)》、