一天研究一個行業：中國固體氧化物燃料電池行業市場深度分析
原文標題：2022年全球固體氧化物燃料電池（SOFC）行業現狀及前景分析，環保高效前景廣「圖」
一、SOFC綜述
燃料電池是一種使用非燃燒過程，利用燃料氣和氧氣以電化學反應方式將化學能轉化為電能的裝置，具有無污染、成本低、效率高等優點。與乾電池、蓄電池等貯存電能的儲能裝置不同，燃料電池本質上是發電裝置。燃料電池主要分為6類：固體氧化物燃料電池（SOFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）、直接甲醇燃料電池（DMFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔斷碳酸鹽燃料電池（MCFC）和鹼性燃料電池（AFC）。
固體氧化物燃料電池（SOFC），也稱陶瓷燃料電池，採用全固態電池結構，單電池由陽極、陰極和固體氧化物電解質組成，陽極為燃料發生氧化的場所，陰極為氧化劑還原的場所，兩極都使用薄陶瓷膜用作催化劑。
各種燃料電池特徵及參數對比
注：1atm=1.01325×105Pa
資料來源：公開資料整理
二、燃料電池行業相關政策梳理
中國對於氫能及燃料電池的研究始於20世紀50年代，“十三五”期間相關政策陸續出台，氫能與燃料電池發展進入快車道。2020年4月，國家能源局發佈《中華人民共和國能源法（徵求意見稿）》，提倡優先發展可再生能源，並將氫能納入能源範疇。此後，國家相關部門針對氫能的製備、儲運及燃料電池技術等方面出台相關政策支持。2021年6月，工信部出台《2021年汽車標準化工作要點》，聚焦燃料電池在電動汽車上的應用環節。
2020-2021年中國燃料電池行業相關政策梳理
資料來源：政府公開報告，華經產業研究院整理
三、SOFC行業現狀分析
1、燃料電池市場現狀
全球燃料電池裝機量持續上升，2018-2019年增長迅速，2020年受到新冠疫情的影響，但在亞太地區的拉動下仍然保持增長態勢，達1318.7MW。2021年增長勢頭強勁，出貨量同比增長77%，達到2330.4MW。
2015-2021年全球燃料電池出貨功率及增速情況
資料來源：E4tech，華經產業研究院整理
從產品結構來看，PEMFC和SOFC是目前全球主流燃料電池類型。據統計，2020年PEMFC出貨量佔全部燃料電池出貨量的78.08%，其次是SOFC，佔比為11.19%。
2020年全球燃料電池行業細分產品出貨量佔比情況
資料來源：E4tech，華經產業研究院整理
從下游應用情況來看，燃料電池目前主要應用為固定式發電及車輛輔助動力電源。據統計，2020年全球燃料電池固定式、交通搞運輸和便攜式應用領域佔比分別為64%、32%、5%。
2020年全球燃料電池下游應用領域佔比情況
資料來源：E4tech，華經產業研究院整理
2、SOFC市場現狀
從全球SOFC市場規模來看，據Markets and Markets數據,2020年全球固體氧化物燃料電池市場規模為7.72億美元，到2025年將達到28.81億美元，年複合增長率為30.1%。
2020-2025年全球SOFC燃料電池市場規模及增速情況
資料來源：Markets and Markets，華經產業研究院整理
從出貨情況來看，據數據顯示，全球SOFC燃料電池總出貨量由2017年的2.3萬套增長至2021年的2.47萬套，整體呈上升趨勢；由於單堆輸出功率不斷提升，2017-2021年全球SOFC出貨功率從75MW增長到約240MW，年複合增長率為33.74%。
2017-2021年全球SOFC燃料電池出貨量及增速情況
資料來源：E4tech，華經產業研究院整理
四、SOFC行業競爭格局情況
國、歐洲、日本等發達國家在固體氧化物燃料電池技術方面一直處於領先地位，其經過幾十年的技術研發，基本實現了固體氧化物燃料電池的商業化運行。美國是世界上最早開始佈局固體氧化物燃料電池研發的國家，由美國能源部（DOE）牽頭，美國知名的固態氧化物燃料電池廠商有Bloom Energy、Fuelcell Energy等；日本在新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的領導下，於2005年開始啓動家用燃料電池熱電聯供（ENE-FARM）計劃，主要的日系廠商包括松下、東芝、愛信精機等；歐洲的固體氧化物燃料電池市場主要應用為微型熱電聯供（Micro-CHP）系統，主要的歐系廠商有如Ceres Power、Sunfire、Solid Power、Elcogen、Convion、Topose等。
中國固態燃料電池探索前期主要以科研院校為主體，經過20多年的技術積累，已經基本掌握了固體氧化物燃料電池關鍵材料的製備技術和大面積單電池的量產技術。潮州三環集團目前是全球固態氧化物燃料電池隔膜板主要供應商之一，客户包括全球固態燃料電池領軍企業Bloom Energy，同時企業業務延伸至SOFC固體燃料電池發電系統領域。
國內SOFC燃料電池相關企業情況
資料來源：公開資料整理
五、SOFC行業未來發展前景
燃料電池技術是繼水力、火力、核能之後的第四代發電技術，主要是利用電化學反應，將燃料分子中的電子直接取出來供給用電側，也就能將燃料中的化學能直接轉換成電能。其整個反應過程更可控、更充分，能量轉換效率更高，排放物也更清潔。固體氧化物燃料電池（SOFC），也稱陶瓷燃料電池，即為一種新型高效清潔的能量轉換技術。SOFC發電方式具有多種優點，包括過程簡單高效、安靜無噪音、燃料來源廣泛（可利用氫氣、沼氣、天然氣、焦爐氣、煤制氣等燃料）、可熱電聯供、綠色低排放等。重要的是，SOFC技術的能源利用效率高達85%以上，而傳統火電的能量轉換效率僅為30~40%。
SOFC技術的應用方向眾多、意義重大，是實現天然氣、煤炭等化石能源高效清潔利用，及氫能綠色高效利用的有效途徑，也是實現中國碳達峯、碳中和目標的重要發展方向。除此之外，SOFC在數據中心冷熱電聯供、醫院酒店等分佈式能源、船舶電源、沼氣/垃圾填埋氣發電、煤氣化發電等場景都展現出廣闊的應用前景。
此外，SOFC正向運行可發電，逆向運行可實現電解，即為固體氧化物電解池（SOEC）。SOEC可以通過電解水制氫，把與負荷不匹配而浪費的電能儲存到氫氣中，且電解效率高達85%~95%，遠高於其他電解技術。國家發改委發佈的《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》中，提到推進固體氧化物電解池制氫的技術研發，而國家發改委發佈的《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》、工信部發布的《中國製造2025—能源裝備實施方案》中則重點提及支持SOFC發電技術的攻關。目前，全球設立了日趨嚴格的排放標準，綠色能源、高能效發電的需求高漲，越來越多的國家提升了對SOFC、SOEC技術的重視度，並陸續投入了大量資金進行該項技術的研發。
原文標題：2022年全球固體氧化物燃料電池（SOFC）行業現狀及前景分析，環保高效前景廣「圖」
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