記者 蔡宇丹

隨著新一輪科技革命和產業變革深入推進，全球能源體系和發展模式正在發生激烈變化，激發出一系列創新。

2月18日，濰柴發布全球首款大功率金屬支撐商業化SOFC（固體氧化物燃料電池）產品。這個產品的熱電聯產效率高達92.55%，創下了大功率SOFC熱電聯產系統效率全球最高紀錄。

為了這項燃料電池領域發電效率最高的新能源技術，濰柴歷經5年，投入20億元研發成本。

下一步濰柴要做的，就是如何在產業發展的戰略窗口期點燃一個細分賽道，將一項投入巨大，在全球具有引領性的創新技術快速商業化，這是中國制造突破卡脖子技術邁向領跑階段，一個必須要打的硬仗。

1.硬核創新，破世界效率極限

SOFC作為新一代燃料電池，是一種在中高溫下直接將燃料的化學能高效、低碳、環保地轉化成電能的發電裝置，是目前全球范圍內發電效率最高的新能源技術路線，發電效率可達60%以上，熱電聯產效率可達85%以上。

在這次發布會上，內燃機與動力系統全國重點實驗室主任譚旭光介紹濰柴SOFC產品技術及應用情況；國際權威檢測機構德國TüV南德意志集團為濰柴頒發產品歐盟CE認證證書，產品熱電聯產效率達到92.55%，在大功率SOFC系統中全球最高。

來自濰柴的信息顯示，本次發布的全球首款大功率金屬支撐商業化SOFC產品，系統功率達到120kW，支持模塊化安裝，可將功率擴展至兆瓦級，面向工業場景應用。

這款創新產品使用的材料，不是鉑、銠、鈀等貴金屬，而是低成本的鎳、金屬氧化物等，一旦大面積推廣，材料成本低，價格就更具競爭力。

它“不挑食”，天然氣、氫氣、煤制氣、生物質氣、甲醇、沼氣等都“吃得下”，應用場景更廣。

材料廉價且燃料來源廣泛，這是一項顛覆性新能源技術路線，未來會得到廣泛應用的必要條件。山東煤化工發達，工業副氫年產量260萬噸，這種低成本的氫氣，SOFC可以“吃得很香”。

關鍵是它還綠色低碳。經測算，使用天然氣的SOFC相比傳統天然氣發電機組減碳30%以上。

濰柴SOFC產品主要針對工業園區、樓宇、數據中心等場景，目前已經在濰柴燃料電池產業園和濰坊市能源集團開展示范。

濰坊市能源集團濱投分布式能源有限公司副總經理尹波表示，在實際使用中，濰柴SOFC產品運行穩定，凈發電效率超過60%，一方天然氣可以發6度電，還可以根據峰谷電價進行調整，削峰填谷，大幅減少用能成本。

據測算，濰柴SOFC產品作為分布式能源裝機容量達到1GW時，相比從電網取電每年可減碳約200萬噸，相比傳統天然氣內燃機發電機組可節約天然氣約6億方；若用生物質氣、綠氫作燃料，可實現零碳排放。

“雙碳”戰略和“十四五”規劃均明確提出，要加快可再生能源發展，推進分布式發電和微電網建設。

濰柴集團副總經理、燃料電池發動機首席科學家陳文淼說，微電網包括光伏、風電等可再生能源，存在波動性大的問題，比如光伏電站，一片云飄過來，發電量就驟降，需要一個穩定可靠、可動態調解的動力裝置與發電裝置，有風有光時，可以把功率降下來，沒風沒光時，再提高功率，保證基本電力供應。

隨著純電動車輛越來越多，現有的充電站已經滿足不了激增的用電需求。電力系統改造涉及層層審批，要配備更大的變壓器，擴充電站難度較大。SOFC這樣的能源動力裝置就可補缺。

但SOFC并不是一個備用發電機。

陳文淼說，一個微電網必須要有基礎的能源供應能力。在這個微電網，多種能量裝置都在運行，比如光伏的發電量突然降下來，SOFC作為基礎供電能力就能“托底”。柴油發電機和天然氣發電機一般是用作備用電源，有需要才用，并且碳排放和能耗相對較高。而SOFC則可以作為常用電源，根據需求調解功率大小。

有SOFC這種能“托底”的基礎能源裝置后，對儲能的需求就會降下來。陳文淼說，未來能源使用一定是多元化的，儲能裝備成本高，SOFC和儲能聯動，與微電網的其他發電裝置動態響應，彼此相互補充，而非簡單替代。

顯然，一款具有良好的兼容性的產品，才更能適應漫長能源轉型期的經濟性挑戰。

2. 領跑者的挑戰：攻占最大的應用場景

SOFC是濰柴在能源多元發展中又一次重大戰略布局，目前，美、歐、日、韓都在進行SOFC相關技術突破。

2018年，濰柴戰略投資全球領先的SOFC技術公司英國希鋰斯，并成為其第一大股東，逐步布局SOFC業務，截至目前累計投入20億元。

陳文淼說，為了和競爭對手賽跑，濰柴和希鋰斯成立了一個以百名博士為主的研發團隊。研發團隊在SOFC產品的電解質支撐、陽極支撐、金屬支撐三條技術路線中，選擇了研發難度最高，也是當前技術最先進的金屬支撐進行研發。這樣一個高舉高打的選擇，為濰柴未來幾十年發展提供了技術儲備和進行新業態顛覆的實力。

相比前兩條技術路線，新一代金屬支撐SOFC技術具有運行溫度低、抗熱沖擊能力強的優勢，實現了從高溫800攝氏度到600攝氏度的技術難關突破。

陳文淼說，研發團隊重點對快速啟停技術進行了突破。面對電網的實時動態變化，一個能源裝置必須要有“需要就開啟，不需要時立刻關上”的必殺技。經過5年努力，濰柴全面掌控了關鍵核心技術，啟停速度是國際競品的3倍以上，啟停次數是國際競品的4倍以上，這是濰柴金屬支撐SOFC產品最突出的技術優勢之一。

經過39項全項測試后，這款產品達到歐盟安全標準，獲得了歐盟CE認證，為商業化推廣鋪平了道路，目前產品累計運行已超過3萬小時，意味著可以進入逐步商業化的階段。

陳文淼說，一項創新產品在商業化初期，很難消化巨大的研發成本，成功的關鍵是在分布式能源、微電網這些適合SOFC使用的領域，選擇最合適的場景進行推廣、示范。

當下新能源賽道競爭激烈，各種技術路線雜糅并進?？?，成了贏得戰局的關鍵。

這很像近期大火的ChatGPT，不是會聊天逗你玩，而是企業能否快速跟進，在現實中找到大規模商業化應用場景。2月8日，微軟推出由ChatGPT支持的最新版本Bing搜索引擎和Edge瀏覽器，微軟市值一夜飆漲800億美元。業界稱，搜索引擎迎來了新的時代，谷歌可能只需要一兩年時間，就會被徹底顛覆。

目前，SOFC在交通、運輸領域還沒有商業化應用。找到適合的場景快速擴大應用規模，政府的經濟補貼同步跟進，是打開市場格局的關鍵。陳文淼說，SOFC的推廣速度取決于國家對于這一技術的認知以及擴大示范運營的支持力度及方式。公開報道顯示，2017年，日本開始對SOFC燃料電池提供補助，這項技術開始在日本發展起來。

基于不同國家電價和氣價的差異，在美國，SOFC產品在工業園區應用廣泛，歐洲和日本多用于家庭場景，但針對日本一家一戶使用場景開發的SOFC產品很難在中國推廣，因為場景差異化大。

3.為什么是濰柴拿到這個“世界第一”

對SOFC這個發電效率最高的新能源技術路線的競逐，為什么是濰柴拿到一個“世界第一”？

公開報道顯示，目前國內企業中，濰柴、中廣核、晉煤集團、神華集團等企業都砸下重金，做SOFC領域的布局。

而全球首款大功率金屬支撐商業化SOFC的問世過程，生動展現了當下能源革命引發的新一輪科技軍備賽的“門檻”之高，光一項燃料電池細分領域的技術研發，濰柴就組建了一個百人博士團隊，研發了5年，投入20億，只有行業巨頭，才能承擔如此高昂的研發成本。

記者了解到，近10年來，濰柴僅發動機板塊研發投入就超過300億元，研發投入比在6%左右，2022年達到9%。

去年，濰柴連續發布全球首款本體熱效率51%、52%的柴油機；全面布局了動力電池、氫燃料電池、固體氧化物燃料電池三大新能源技術路線，在氫燃料電池領域實現核心技術與產業化的全球引領。

2022年8月，國家燃料電池技術創新中心在濰柴正式掛牌；10月30日，歷時10年規劃建設，總投資超過110億元的濰柴動力科學技術研究總院揭牌，形成“八院一中心”研發布局，可容納8000名研發人員協同辦公，成為濰柴高效指揮全球研發體系的“神經中樞”。

在豐田中央研究院、博世中央研究院之后，中國有了華為2012實驗室、有了阿里達摩院，有了濰柴科研總院，這體現了中國企業為“聚集全球頂尖人才資源，創造最大科技生產力”所做的努力。

只有足夠大的市場，才能支撐細分賽道里的創新，才能消化龐大的研發成本；只有強大的供應鏈，才能支撐整個產業在全球的競爭力，而這正是中國市場和中國制造的優勢。

陳文淼說，目前，SOFC在國內的產業鏈還不夠完備，濰柴正在拉動產業鏈相關企業進行關鍵部件研發。SOFC處于市場開發早期，產業鏈相關企業要高度協同合作，才能把質量、產能提上去，促進行業更快發展。

他說，這是一個全新領域，恰恰是新的領域，才會孕育新的市場機會。

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