SOEC市场热闹了

由于电解工作效率高、原材料成本便宜，固态氧化物电解水（SOEC）做为电解水制氢关键技术方案之一正被“看到”。一方面，销售市场端已经多次释放出来购置SOEC制氢商品订单；另一方面，更多的企业与高等学校组织开始布局SOEC跑道，一部分早已发布示范工程，落地式生产线。

释放出来订单信息是指南方电网公司、国网、中广核集团等有关单位，以及一些钢材化工厂等公司；进行规划的公司、高等学校组织则包括：北京市反质子驱动力、浙江省氢邦高新科技、北京市思伟特、武汉华科福赛新能源技术、清华核技术与新能源研究所等。

SOEC跑道长期至今给人的感觉处于产品研发探索阶段，现在来看好像一下子热闹非凡。北京市反质子驱动力，一家公司致力于氢能源SOEC-SOFC及绿氢工程项目的企业，其负责人也深有感触：“在2021年时，SOEC、SOFC二者的订单信息基本上各占一半，但到了2022年，SOEC明显增加，企业收入基本都来源于SOEC，觉得SOEC项目有点儿接用不完。”

SOEC发展趋势“上坡起步”

SOEC是一种能在中国高温环境将热源和电磁能高效率环境保护地立即转化为然料中机械能的全固有机化学电解设备（详细基本原理如下图所示），是电解水制氢关键三大技术方案之一（此外二种是ALK制氢、PEM制氢），具备能量转化效率高、不用应用贵金属催化剂等特点。

现阶段我国实行绿色低碳发展行为，大力发展电解水制氢，SOEC作为一种高效率翠绿色制氢技术性，近些年逐渐受到重视，深深吸引不少企业及高院组织进行科学研究、合理布局。包含但是不限于：北京市反质子驱动力、北京市思伟特、浙江省氢邦、上海市氢程高新科技、武汉华科福赛新能源技术、浙江省臻泰电力能源、中国船舶重工集团公司第七一八研究室、中科院宁波材料技术与工程研究室等。

在其中反质子驱动力，在2021年就已与中广核集团签下了2kWSOEC制氢系统软件，成功将SOEC用于核电厂制氢示范工程；2022年，也意思国网“双创项目”带来了5kWSOEC制氢系统软件，用以用户侧电解制氢；到今年底，企业将起码有5套 SOEC制氢系统软件示范工程投用。产业发展层面，这个公司早就在青岛市落地了SOEC光伏电池及单电堆生产流水线，一期设计产能1MW/年，二期设计产能10MW/年。

北京市思伟特，早已研发出3kW的SOEC系统软件，10kW SOEC系统软件已完成拼装，并将在3月底进行检测。专利权层面，企业在单充电电池、电堆、系统软件等各个方面已经获得6项国家发明专利。新项目层面，其于北京、河北张家口、内蒙等多地，早已筹划创建了SOEC制氢及共电解二氧化碳示范应用新项目。

浙江省氢邦（H2-Bank），由中国科学院宁波材料所在2019年孵化的企业，致力于SOEC-SOFC电堆的设计与系统研发。建设了MW级充电电池与电堆生产制造试验线，取得成功研制出5kW级电解堆，在中央企业组织开展了多个示范性，完成了出口销售。5kW-CO2电解合成燃料综合系统退出，正在开发20kW级SOEC电解水制氢系统软件。

武汉华科福赛新能源技术，研制的15×15c㎡单充电电池SOEC电堆高效运行时长已经超过1040钟头等。此外，宁波市索福人、浙江省臻泰电力能源等公司在SOEC方面也有进度。清华大学在SOEC 电解高效率、电极极化和负极提升等方面进行探寻；中国科学院大连市有机化学所、中国科学技术大学、华南理工还对SOEC技术方案进行了有关研究。

SOEC赛道的选手们在经历了了早期积累下来的磨炼，如今已经陆续浮在水面。SOEC产业发展破局之路在她们的影响下逐渐浮现生命之光。

表现在销售市场端，推动电解水制氢工程项目的公司们也逐渐留意到SOEC制氢，并且开始释放出来订单信息要求。“2021年，本公司SOEC、SOFC二者的订单信息还基本上各占一半，但到了2022年，SOEC项目明显增加，全年度企业收入基本都来源于SOEC，觉得SOEC项目有点儿接用不完。”北京市反质子驱动力负责人告知高工氢电。

这种订单信息大部分来源于中广核集团、中石油集团、国网、钢材化工厂等。这些公司往往投用SOEC新项目，该负责人剖析，最原因是，在目前能源结构转型的大环境下，将 SOEC 电解水制氢与一次能源产能过剩电力工程紧密结合，不但可以实现充裕电力的转化和贮存，还可以制取清洁燃料，这样可以极大提高她们专设项目的使用效率，合乎这些公司现阶段发展的需求。

此外，相比PEM和偏碱电解水制氢，SOEC也是唯一一个具备负碳排技术性，则在反映中能将二氧化碳溶掉，在化工厂、钢材等领域具有得天独厚的优势。

SOEC市场潜力“野望”

从以上释放出来的信息内容看，在我国SOEC制氢发展趋势显然已经走在较小规模示范性环节，对比过去大家都认为的“处在试验开发阶段”早已向前推进了一步。SOEC制氢在中国的发展趋势早已“破冰之旅”。

SOEC都有哪些应用领域？市场潜力预估能有多大？

SOEC在中国用户侧电解制氢、绿电集中处理及发电量侧电解制氢、氢冶金、化工厂废气制合成气、及其核电厂等行业均显出一定的发展前景。

以绿电集中处理及发电量侧电解制氢为例子，中国早已明确提出2030年前完成风力发电、光伏装机量1200GW目标。然而这1200GW风力发电、光伏发电的投运及集中处理无疑是很大的挑战。只是风力发电，在我国沿海省份主要包含山东省、江苏省、浙江省、福建省、广东省、海南等，预估2030年海上风机总数约 25000台。假定在其中20%能量必须通过制氢来贮存，相匹配SOEC市场容量4000亿人民币。

另研究发现，当SOEC运用外界超低温、持续高温热原时，能提高能耗等级20%-45%不一。我国有大量钢材、化工厂等余热回收及核电厂，是外界热原与SOEC融合产低成本绿氢的最佳情景，市场容量千亿级。

除此之外，SOEC可以回收利用并转换二氧化碳，完成“负碳排”，这样可以使其用于能源化工废气、火力发电废气及其它化工厂情景等。

不论是绿氢制取的区域市场，或是碳排放量缩小所带来的氢能源增量市场，对SOEC而言都是能去研发的朝阳行业。SOEC相对性其他技术方案，竞争能力也十分明显：其一，SOEC关键部件为固态氧化物结构陶瓷和不锈钢板材，有较强的机械稳定性和环境适应能力,且不能使用贵金属催化剂，原材料成本便宜；其二，模块化的拼装方法可使得其可以根据实际情况灵活调整产氢经营规模用以多种多样场所；其三，所产生的氢气纯度高，系统能够可逆性运作，不但可以用以制氢可用于发电量。

现行政策端，我国上到统筹规划，下到当地政府，都在激励SOEC的高速发展。上年3月，发改委、能源局联合发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，明确指出，合理配置制氢设备，推动固态氧化物电解池制氢、光氧催化水制氢、海面制氢、核技术持续高温制氢等项目研发。

同一年5月，国家科技部“氢能技术”重点专项2022年度申报指南明确提出，固态氧化物电解水蒸气制氢系统和电解堆技术性（关联性重要技术专业）是支持项目之一。科学研究基本内容：对于固态氧化物电解水蒸气制氢（SOEC）技术性 产品化难题，科学研究功率大的固态氧化物电解制氢电解堆与信息系统集成技术性。固态氧化物电解水蒸气制氢系统软件，输出功率≥50 KW。

8月，《辽宁省氢能产业发展规划（2021-2025年）》强调，长期（2026-2035年）需要重点进行弱碱性水电解（AEL）制氢设备、离子交换膜（PEM）水电解制氢设备、持续高温固态氧化物水电解（SOEC）制氢装置等制氢相关设备及重要材料及零部件的研发和生产，提高核心装备制造能力，进一步降低制氢成本。

SOEC发展障碍与难点

在全产业链条上中下游联动发展、销售市场刺激性及政策扶持下，将来SOEC将有非常大的应用价值。但就目前而言，不得不说其在探索上尚遭遇一些阻碍。

具体而言，SOEC产品设计开发成本高、风险高。关键在于重要材料研发，高温环境运作给SOEC增添了热学和动力学模型方面的优势，可是还对材料的特性提出了更高要求。怎样高温下具有较强的耐热性和耐化学性，不一样部件之间线膨胀系数配对，相态和分子结构平稳，具有一定的强度耐热冲击性水平，同时保证原材料便于生产加工、成本尽量低，是世界难点。

其次现阶段SOEC原料管理体系都由生产厂家独自一人生产设计。现阶段每一家定制的SOEC商品支撑件不一样，生产制造配套设施的原料也不一样，现在市场还没有产生完善的供应链管理，这就使得假如固态氧化物电解池里某一阶段原料开发设计出问题，总体可能面临开发设计不成功的风险性。

除此之外，在智能辅助系统BOP供应上，目前我国也还没专业供应企业，全部商品都要SOEC公司往外订制。由于归属于订制，导致BOP的成本持续上升，甚至是在成本组成上和电堆持1：1的占比。

“BOP的技术要求并不是很高，一般是我们可以把设计图做完后交到制造厂来生产。这一块的成本价钱往往非常高，从根本上讲也是因为量特别少，并没有成产业化要求。这一点是大家目前很多SOEC公司的难题，并且可能会把随着全部SOEC行业发展的初期阶段。”一家SOEC行业企业相关负责人表示。

立足于中国，环顾国际性，目前我国公司SOEC技术实力和国外经济发展水平对比，不论是成本控制力，或是生产制造供货能力，都还有一定差别。例如BLOOM ENERGY（BE），其1kWSOEC电堆的成本早已小于万余元（rmb），而国内价格还是在3-5万；荷兰Topsoe已经荷兰海宁市基本建设世界最大的电解槽加工厂（SOEC），新厂将在2024年投入使用，年产能为500MW，扩展性达到5吉瓦，而国内产能规模远没有做到这一规模。

综合性看，中国SOEC制氢总体上技术门槛还很高，成本还要进一步下降，产业发展过程也尚需加速。我国SOEC制氢技术的应用相拥明朗的宽阔大道以前，还有一段努力进取的路要走。