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概述
調(diào)研大綱

在全球能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型的大背景下,對(duì)高效、清潔且可持續(xù)能源技術(shù)的需求愈發(fā)迫切。傳統(tǒng)化石能源的大量使用不僅帶來(lái)了嚴(yán)峻的環(huán)境污染問(wèn)題,還導(dǎo)致能源供應(yīng)的安全性和穩(wěn)定性面臨挑戰(zhàn)。隨著各國(guó)對(duì)氣候變化問(wèn)題的重視程度不斷提升,以及對(duì)能源自主可控的追求,發(fā)展新能源技術(shù)成為了必然選擇。

固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,簡(jiǎn)稱 SOFC)是一種在高溫下直接將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化成電能的新型發(fā)電裝置,屬于第三代燃料電池。其工作原理基于電化學(xué)反應(yīng),與其他燃料電池類似,在原理上相當(dāng)于水電解的 “逆” 裝置。SOFC 的單電池主要由陽(yáng)極、陰極和固體氧化物電解質(zhì)組成。陽(yáng)極為燃料發(fā)生氧化的場(chǎng)所,陰極為氧化劑還原的場(chǎng)所,兩極都含有加速電極電化學(xué)反應(yīng)的催化劑。工作時(shí),SOFC 相當(dāng)于一直流電源,其陽(yáng)極即電源負(fù)極,陰極為電源正極。

過(guò)去五年,全球固體氧化物燃料電池(SOFC)市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù),2019 年全球 SOFC 市場(chǎng)規(guī)模約為 13.5 億美元。此后,盡管面臨著全球經(jīng)濟(jì)波動(dòng)、新冠疫情等諸多挑戰(zhàn),市場(chǎng)依然保持了穩(wěn)健的增長(zhǎng)。到 2023 年,全球 SOFC 市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到約 25 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò) 15%。?

在 2020 年,新冠疫情的爆發(fā)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成了巨大沖擊。許多企業(yè)停工停產(chǎn),供應(yīng)鏈?zhǔn)茏?,投資活動(dòng)也有所放緩。然而,SOFC 作為一種具有重要戰(zhàn)略意義的能源技術(shù),其市場(chǎng)需求并未受到根本性的抑制。一方面,各國(guó)政府為了推動(dòng)經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇,加大了對(duì)清潔能源和新能源技術(shù)的支持力度,為 SOFC 市場(chǎng)的發(fā)展提供了政策保障。另一方面,隨著人們對(duì)能源安全和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高,對(duì)高效、清潔的 SOFC 技術(shù)的需求也在穩(wěn)步增長(zhǎng)。因此,2020 年 SOFC 市場(chǎng)規(guī)模仍實(shí)現(xiàn)了一定程度的增長(zhǎng),達(dá)到約 15 億美元。?

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),2021 - 2023 年,隨著全球疫情逐漸得到控制,經(jīng)濟(jì)逐步復(fù)蘇,SOFC 市場(chǎng)迎來(lái)了更為快速的發(fā)展階段。企業(yè)加大了研發(fā)投入,不斷推出新的產(chǎn)品和技術(shù),應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展。在分布式發(fā)電領(lǐng)域,SOFC 憑借其高效、清潔、靈活的特點(diǎn),受到了越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用。許多企業(yè)和機(jī)構(gòu)開始采用 SOFC 系統(tǒng)作為備用電源或分布式能源供應(yīng)系統(tǒng),以提高能源供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性。在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,SOFC 作為新型動(dòng)力源的研究和開發(fā)也取得了重要進(jìn)展,部分企業(yè)已經(jīng)推出了基于 SOFC 技術(shù)的電動(dòng)汽車、船舶等產(chǎn)品,為未來(lái)交通運(yùn)輸領(lǐng)域的能源轉(zhuǎn)型提供了新的選擇。

預(yù)計(jì)在 2025 - 2030 年期間,全球固體氧化物燃料電池(SOFC)市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。根據(jù)專業(yè)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè),到 2025 年,全球 SOFC 市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到約 40 億美元;到 2030 年,這一數(shù)字將進(jìn)一步增長(zhǎng)至約 80 億美元,2025 - 2030 年期間的年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將保持在 15% - 20% 左右。

隨著材料科學(xué)、制造工藝等領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新和突破,SOFC 的性能將得到顯著提升。例如,新型電解質(zhì)材料的研發(fā)將提高電池的離子傳導(dǎo)率,降低工作溫度,從而提高電池的效率和穩(wěn)定性;先進(jìn)的制造工藝將實(shí)現(xiàn)電池組件的高精度制造和規(guī)?;a(chǎn),降低生產(chǎn)成本。這些技術(shù)進(jìn)步將使 SOFC 在性能和成本上更具競(jìng)爭(zhēng)力,進(jìn)一步拓展其應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)空間。

全球各國(guó)政府為了應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),紛紛出臺(tái)了一系列支持清潔能源發(fā)展的政策。對(duì)于 SOFC 技術(shù),許多國(guó)家提供了研發(fā)補(bǔ)貼、示范項(xiàng)目資助、稅收優(yōu)惠、上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼等政策支持。例如,歐盟通過(guò) “地平線歐洲” 計(jì)劃等加大對(duì)清潔能源技術(shù)研發(fā)的投入,其中包括 SOFC 技術(shù);美國(guó)能源部也持續(xù)資助 SOFC 相關(guān)的研究項(xiàng)目,推動(dòng)其商業(yè)化進(jìn)程。這些政策措施將有力地促進(jìn) SOFC 市場(chǎng)的發(fā)展。

隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng),能源需求不斷增加。同時(shí),人們對(duì)能源安全、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度也越來(lái)越高。SOFC 作為一種高效、清潔、靈活的能源技術(shù),能夠滿足市場(chǎng)對(duì)能源多樣化和可持續(xù)性的需求。在分布式發(fā)電領(lǐng)域,隨著分布式能源系統(tǒng)的快速發(fā)展,對(duì) SOFC 的需求將持續(xù)增長(zhǎng);在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,隨著新能源汽車市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,SOFC 作為新型動(dòng)力源的市場(chǎng)潛力巨大;在工業(yè)和住宅領(lǐng)域,對(duì)高效能源供應(yīng)和熱電聯(lián)產(chǎn)的需求也將推動(dòng) SOFC 的應(yīng)用和市場(chǎng)發(fā)展。

隨著 SOFC 技術(shù)的不斷成熟和規(guī)?;a(chǎn)的推進(jìn),其成本將逐漸降低。一方面,大規(guī)模生產(chǎn)將帶來(lái)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng),降低單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本;另一方面,技術(shù)進(jìn)步將提高生產(chǎn)效率,減少原材料消耗和廢品率,進(jìn)一步降低成本。成本的下降將使 SOFC 更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,促進(jìn)其市場(chǎng)份額的擴(kuò)大和市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)。

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