越是伟大的事业，越是充满挑战，越需要知重负重、攻坚克难。

2023年2月18日，潍柴发布全球首款大功率金属支撑商业化SOFC（固体氧化物燃料电池）产品。该产品的热电联产效率高达92.55%，创下了大功率SOFC系统热电联产效率全球最高纪录。

SOFC自此成为焦点！那么，究竟什么是SOFC？今天我们从头说起。

SOFC是什么？SOFC的前景

SOFC（Solid Oxide Fuel Cell，即固体氧化物燃料电池），是一种在中高温下直接将燃料的化学能高效、低碳、环保地转化成电能的发电装置，是目前全球范围内发电效率最高的新能源技术路线。其发电效率可达60%以上，热电联产效率可达85%以上。

同时，还具有燃料灵活、绿色低碳、不使用贵金属等优势，能够使用天然气、氢气、煤制气、生物质气、甲醇等多种燃料，使用天然气的SOFC相比传统天然气发电机组可以实现减碳30%以上。

另外，SOFC不是一个全新的技术，它的出现已经有120余年。1899年，德国化学家和物理学家、1920年诺贝尔化学奖获得者能斯脱开发出了SOFC雏形。在此基础上，世界上第一个可以工作的SOFC在1937年诞生。1980 年代后期，对于SOFC的研究得到蓬勃发展。

作为一种高效清洁的能源转换装置，SOFC被多个国家与地区视为一种战略储备技术，并且在政策的支持下发展迅速。此后，以美国西屋电气为首的欧洲、日韩等企业开始了SOFC的商业化探索。SOFC技术在美、日为代表的发达国家已日趋成熟，并进入商业化应用初级阶段。

由于SOFC可以采用氢气、天然气、合成气（CO、H2等混合气）、生物质气（如沼气）、煤制气、煤层气、页岩气、工业副产气等为原料，促使传统化石能源转化效率提升，降低CO2排放，实现化石能源的清洁高效利用。因此，SOFC也被誉为“吃粗粮的大力士”。据美国Bloom Energy公司统计，全球SOFC、SOEC（固体氧化物电解池）市场规模将达2万亿美元。

因此，在我国“富煤、缺油、少气”的能源资源背景下，SOFC技术为煤炭的清洁高效利用、改善过于依赖化石能源的局面提供了重要思路。且SOFC的应用前景非常广泛，可应用于分布式发电、备用电源与热电联产，还可以在制氢、综合能源补给站、储能、化工节能、交通应用领域（主要是应用在商用车增程器以及船舶辅助电力）等方面。

SOFC将为分布式能源和微电网提供绿色低碳解决方案，为工业园区、楼宇、数据中心、油气田、社区、汽车充电站提供最优的能源解决方案。SOFC最常见的一种使用方式，被称之为微型热电联产系统，它的发电规模通常为1～5 kW，可直接将天然气转化的电能和热能供给单个用户使用，当电力富余时可将电力售给电网，这种分散式的热电联产系统大大节省了一次能源消耗，提升了能源利用效率。日本和欧洲是发展、应用微型热电联产系统的两个主要区域，其较为著名的示范项目分别为Ene-farm和Ene-field。

在汽车领域，SOFC可以使用传统燃料，但其启动时间较长，适合作为豪华汽车、休闲车及重型卡车的辅助动力装置，或者为汽车充电站提供电能。基于SOFC的微型发电系统也在扩展到便携式电源领域，这主要是因为SOFC具有更高的比功率密度，微管式SOFC可满足启动迅速的要求。日产汽车和康明斯，都曾探索SOFC系统作为汽车的动力来源。

SOFC市场发展现状：处于商业化阶段初期 

美国代表性企业是Bloom Energy，它也是全球范围内最大的SOFC公司，总装机量已经超过350MW，为 Google、eBay、Wal Mart 等公司提供了数百套燃料电池分布式发电系统，是目前公认的SOFC行业内技术力量最强，运作最成功的公司。

日本的SOFC主要研发机构包括爱信精机、大阪燃气、京瓷和丰田汽车等企业。日本日产汽车在2016年试运行了一款以乙醇为燃料的 SOFC汽车。日本还以家用小功率SOFC热电联产系统作为突破口，此外还发展了大型的250kW的天然气发电系统。目前商业化进程己超过美国。

欧洲SOFC的发展方向目前主要是以SOEC电解为主，把可再生电力通过SOEC来制氢。目前，德国已累计投放5万多套Micro-CHP（微型热电联产系统）。

我国的SOFC产业也快速发展中。由于国外的SOFC技术和产业一直对中国实施封锁，中国只能走自主开发的路线。我国从 2007 年开始开展 SOFC 相关关键材料和基础科学研究，其研发难度高且投入巨大，令不少企业望而却步，除了潍柴动力等经济实力和技术实力都较强之外，其他参与的公司规模较小。

截至 2020 年底，SOFC相关专利申请8187项，中国5100项排名第一。中国从1997年开始申请SOFC专利，中国整体增长趋势和世界范围增趋势基本一致，申请数量占比逐渐增大，特别是 2012 年，我国布局了第一个SOFC方向的973项目，国内对SOFC的关注度逐渐升高，专利申请数量逐年上升。

因此，国内SOFC领域在近十年来得到了快速发展，尤其在电堆及供应链部分表现尤为突出。在电池材料、单电池、电堆方面，中国已具备世界先进水平，包括美国、日本、德国等相关公司，部分原材料也在我国购买。

潍柴在SOFC领域的成就

在我国SOFC领域的头部企业中，潍柴就是其中之一。

作为中国装备制造业领军企业，潍柴早就坚持传统能源和新能源“双擎驱动”战略。SOFC是潍柴在能源多元发展中的又一次重大战略布局。

SOFC主要有电解质支撑、阳极支撑和金属支撑三种技术路线，潍柴采用最先进的金属支撑技术路线。金属支撑SOFC具有可靠性高、启动迅速和可启停次数多等优势。

潍柴从2018年开始布局SOFC业务，战略投资全球领先的SOFC技术公司英国希锂斯（Ceres Power），并成为其第一大股东。截至目前，累计投入20亿元，双方组建了以百名博士为主的研发团队。经过5年努力，实现了SOFC技术的工程化突破，全面掌控了新一代SOFC关键核心技术。

潍柴本次发布的全球首款大功率金属支撑商业化SOFC产品，系统功率达到120kW，支持模块化安装，可将功率扩展至兆瓦级，实现了重大技术突破：

一、产品热电联产效率达到92.55%，在大功率SOFC系统中全球最高。

二、全球率先使用最先进的新一代金属支撑SOFC技术，相比于传统的电解质支撑和阳极支撑技术，具有运行温度低、抗热冲击能力强的突出优势，特别是实现了从高温800℃到600℃的技术难关突破，系统可启停次数是国际竞品的4倍以上，启动速度是国际竞品的3倍以上，达到了国际领先水平。

三、产品通过国际权威检测机构TÜV南德的欧盟CE认证，完成39项全项认证测试。

本次发布的潍柴SOFC产品具有热电联产效率高、可靠性好、燃料适应性广、电力能源输出稳定等优势，适用于工业园区、楼宇、数据中心等多个场景，可为分布式能源和微电网提供绿色低碳的解决方案，是未来会得到广泛应用的颠覆性新能源技术路线。

潍柴SOFC产品已经在潍柴燃料电池产业园和潍坊市能源集团开展示范，累计运行超过30000小时，商业化运营实现了阶段性突破。潍柴SOFC产品高效供应电能、热能，大幅减少客户用能成本。

潍坊市能源集团滨投分布式能源有限公司副总经理尹波表示：在实际使用中，潍柴SOFC产品运行稳定，净发电效率超过60%，1方天然气可以发6度电，并可根据峰谷电价进行调整、削峰填谷，具有良好的经济效益。

据测算，潍柴SOFC产品作为分布式能源装机容量达到1GW时，相比从电网取电每年可减碳约200万吨，相比传统天然气内燃机发电机组可节约天然气约6亿方；若用生物质气、绿氢作为燃料，可实现零碳排放，助推国家双碳目标落地。

同时，潍柴SOFC产品作为分布式能源和微电网的全新解决方案，既能够有力保障电力供应安全，也为潍柴动力未来几十年的发展提供了技术储备和新业态颠覆的实力。作为全球能源领域的颠覆性创新，SOFC大规模应用必将带来显著的经济效益和社会效益。

内燃机与动力系统全国重点实验室主任谭旭光表示，全球首款大功率金属支撑商业化SOFC产品在潍柴诞生，这是潍柴科技工作者牢记嘱托、大胆挑战、勇攀世界科技高峰的又一重大创新成果。面向未来，我们将积极响应国家能源战略、推动能源技术革命，为中国“双碳”目标落地贡献潍柴方案、潍柴力量！

结语

目前SOFC对于普通大众来说，虽然是新生事物，但是可以为国内的碳达峰和碳中和做出很大贡献。目前我国在SOFC领域也取得了非常不错的成就，目前对SOFC的发展需要对市场的培育，也需要一些政策支持。

虽然国内已经在宏观政策领域对SOFC提出了支持，但是落地支持仍有一些缺乏。我们也呼吁一些政策能够落地，尽快推动SOFC在我国的商业化发展。

（全文完，感谢您的耐心阅读。文章参考部分网络资料。）