12月16日,中廣核研究院與中海石油氣電集團有限責(zé)任公司攜手研發(fā)的100kW固體氧化物燃料電池(SOFC)發(fā)電系統(tǒng),圓滿完成了滿功率出廠測試,并已打包發(fā)貨。這一里程碑式的成就標(biāo)志著我國成功研制出首套最大單機功率達到百千瓦級的高溫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
SOFC作為新一代顛覆性發(fā)電技術(shù),站在世界科技發(fā)展前沿,并服務(wù)于國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場。它利用高溫電化學(xué)反應(yīng)直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,展現(xiàn)出清潔高效、燃料來源廣泛以及材料成本低廉等諸多優(yōu)勢,被譽為“吃粗糧的大力士”。SOFC不僅適用于天然氣、煤層氣、頁巖氣和生物質(zhì)氣等化石燃料的高效清潔發(fā)電,還能基于其技術(shù)平臺實現(xiàn)純氫及含氫液態(tài)燃料(如甲醇、綠氨等)的發(fā)電、熱電制氫及綠色燃料生產(chǎn)、可逆氫儲能,是國內(nèi)外氫能領(lǐng)域的重要發(fā)展方向,產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/span>
自2018年起,在集團“尖峰計劃”的支持下,中廣核研究院開始布局氫能技術(shù),并逐步與中海石油氣電集團形成了氫能領(lǐng)域的戰(zhàn)略合作。雙方以LNG接收站的MW級SOFC固定式發(fā)電應(yīng)用場景為切入點,共同組建了項目團隊,致力于攻克大功率SOFC發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用和技術(shù)難題。歷經(jīng)七年的不懈努力,項目團隊經(jīng)歷了五次型號迭代,成功解決了多物理場耦合協(xié)調(diào)控制、低流阻寬負荷熱工系統(tǒng)動態(tài)平衡、高可靠一致性高溫配氣密封與絕緣等關(guān)鍵技術(shù)難題,自主開發(fā)了電堆模組、燃燒器、重整器、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵部件和系統(tǒng)。從千瓦級原理樣機到十千瓦級,再到如今的百千瓦級工程樣機,產(chǎn)品實現(xiàn)了從無到有、從小到大的跨越式發(fā)展。同時,產(chǎn)品的體積功率密度提升了約3倍,成本下降了約80%。
經(jīng)過國際權(quán)威機構(gòu)TUV南德的檢測認證,該100kW SOFC發(fā)電系統(tǒng)的核心模塊發(fā)電效率超過60%,累計運行時間已超過上萬小時,性能指標(biāo)達到國內(nèi)一流水平。這一系統(tǒng)的成功研發(fā),不僅推動了燃料電池技術(shù)的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,還為探索氫能的高效利用提供了有效路徑。這是我國新能源前沿發(fā)電裝備國產(chǎn)化技術(shù)的一次有力突破,對于保障國家能源安全、推動能源電力綠色低碳轉(zhuǎn)型、助力集團開拓戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)具有重大意義。