固态燃料电池（SOFC）将从家用热电共生逐渐向大型电站实现商业化

燃料电池按电解质的类型可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)五大类。其中固体氧化物燃料电池，是一种采用电化学反应发电的装置，无卡诺循环，其效率远高于其他发电设备，主要产物是CO2和水。SOFC具备发电效率高（自身发电效率接近60%，与热气轮机联用效率可达80%以上）、余热品质高、燃料选用范围广（可使用天然气、煤制气、生物质气、甲醇等），且不需要贵金属催化剂，适应性强，是一种具有很高应用前景的燃料电池。目前主要应用在便携式电源、电站、数据中心、通信基站、分散式供电供暖等领域。

截止日前，日本ENE-FARM项目在日本已经推广超30万套SOFC家用系统，保有量位居全球第一，其中SOFC产品占比约为40%。日本之所以能推广这么多，是因为从2005年开始进行示范运行及政府补助。2005年日本启动家用燃料电池热电联供(ENE-FARM)计划，在2005-2009年建设家用燃料电池示范项目3300台套，并在2009年进行大规模商业化推广。

图表 1 2009-2019.10日本ENE-FARM产品累计安装数量


（单位：万台，%）

数据来源：*补贴发放决策基础（由促进燃料池促进协会累计（至2018财年），Ene-Farm Partners的研究（2019财年），高工产研氢电研究所（GGII），2020年3月

2009年后，在日本政府补贴政策持续，及松下、爱信精机等厂商大力推广下，家用燃料电池系统顺利开启商业化应用阶段。随着规模效应显现，2018-2019年ENE-FARM成本迅速降至120万-150万日元/套(约8万元人民币/套)，较2012年成本下降80%以上，逐步减少补贴依赖。在此期间日本政府从2010年开始对于安装燃料电池系统的家庭提供140万日元或制造成本一半的补贴，2015年开始政府补贴额度也降低至50-60万日元。

2019年3月11日，日本产业经济省发布关于“支持ENE-FARM等燃料电池扩大利用运营费补助金”财年预算提案，《财年预算提案》对ENE-FARM项目中的SOFC（固体氧化物燃料电池）和PEMFC（聚合物电解质燃料电池）燃料电池设备和安装费用进行补贴。

补贴范围：燃料电池设备和安装费用的总价，1）低于参考价格（123万日元，即73800人民币）：SOFC补助8万日元（即4800元人民币）；2）高于参考价格而低于最高价格（134万日元，即80400人民币）：SOFC补助4万日元（即2400元人民币）；3）如果超过最高价格，不予补贴；4）PEFC（聚合物电解质燃料电池）没有统一补助标准；5）另外，对可支持液化石油气的设备、可应用在寒冷地区、可用在公寓等环境中的FEMFC和SOFC进行额外补贴。

图表 2 日本对ENE-FARM项目中燃料电池设备和安装费用的最新补贴标准


资料来源：METI，高工产研氢电研究所（GGII）编译，2019年3月

根据规划，ENE-FARM计划2020年、2030年分别实现家用燃料电池累计装机量达140万套和530万套，对应成本有望进一步下降到50万日元/套(约3万元人民币/台套)左右。

从生产企业来看，日本主要有松下、东芝、爱信精机等公司，美国有bloom energy、power cell等，韩国有KCERACELL、KOREA SOFC FORUM、HNPOWER等企业，国内SOFC企业有潮州三环、宁波索福人、中广核等企业。

目前来看SOFC主要应用于家庭热电联产项目，还无法适用于大型发电站，这与SOFC自身还存在很多缺点有关，如：工作温度高、启动时间长、对材料要求高，密封问题一直存在、部件制造成本高等。