HD氢燃料电池高管：我们这样开发船用SOFC

韩国造船海洋公司（HD Korea Shipbuilding & Offshore Engineering）与现代汽车集团同属HD现代集团（原现代重工集团）体系，HD Hydrogen是韩国造船海洋公司旗下专注于氢能业务的子公司，吴承焕是 HD Hydrogen 燃料电池业务负责人。

7月31日，HD韩国造船海洋宣布向HD Hydrogen追加投资150亿韩元（7725万人民币）。

HD Hydrogen 正在全力推动SOFC燃料电池业务。

SOFC 是一种燃料电池，在其工作过程中，空气极（阴极）产生的氧离子通过固体氧化物电解质移动到燃料极，与供给到燃料极的气体燃料发生反应，释放出电子，产生电流，从而生成电和热。

SOFC 的优势在于可以使用氢、天然气、生物气、甲醇等多种燃料，且发电效率高。此外，它还可以小型化，能够作为城市型分布式电源使用。因此，SOFC 作为下一代燃料电池受到关注。

但由于其在高温下工作的特性，达到最佳工作条件需要一定时间，而且制造工艺复杂，相比其他燃料电池，制造难度非常高。

HD 韩国造船海洋将 SOFC 燃料电池选定为下一代能源技术。作为其中一环，已向爱沙尼亚的 SOFC 电池・电堆专业企业 Elcogen 投资 4500 万欧元，并收购了芬兰的 SOFC 系统专业企业 Convion。

去年 8 月，成立了氢燃料电池专业企业 “HD Hydrogen”，并将其纳入子公司。而且在燃料电池・氢事业部门引入了韩国 SOFC 专家吴承焕担任负责人。

吴受访讲述了 SOFC・SOEC 的现状与未来以及 HD Hydrogen的未来战略。

Q：HD Hydrogen迎来了成立 1 周年。很想知道过去 1 年里做了哪些事情？

A：首先，为了船舶用燃料电池的商业化，与 HMM现代商船（Hyundai Merchant Marine）、马士基（Maersk）等全球航运公司以及 KR、DNV 等主要船级社签订了船舶用 SOFC 开发的谅解备忘录（MOU），构建了合作体系，为开发基于 SOFC 的环保船舶技术奠定了战略性基础。

在生产基础设施方面也取得了重要进展。去年 6 月完成了平泽工厂的改造，引进了主要生产设备，正在构建大量生产体系。明年下半年，将量产名为 “HD300” 的韩国型 SOFC 产品，计划正式进军市场。

就这样，HD Hydrogen在成立的第一年，通过生产基础构建、对外合作等全方位活动，为实现氢经济奠定了基础。

Q：SOFC 和 SOEC 技术难度非常高，开发周期长。尽管如此，选择 SOFC 和 SOEC 的原因是什么？

A：第一个原因是较高的能源转换效率。由于在高温下工作的 固体氧化物（SO）系统的特性，电化学反应效率非常高，能够降低燃料成本。这对降低整体运营成本有很大帮助。

第二个是生产成本方面的竞争力。SOFC 和 SOEC 使用陶瓷系电解质代替铂金催化剂，因此能够大幅降低单位生产成本。预计规模量产后，能够确保达到可参与全球竞争水平的成本竞争力。

第三个是燃料多样化特性。SOFC 在高温的运行条件下能够进行内部重整，无需单独的外部重整器，就可以直接投入城市煤气以及生物气、氢、氨等多种燃料进行运行，具备灵活性。

开发过程当然不容易，但我们认为 SOFC、SOEC 是具备卓越性能、低单位成本和通用性的系统，因此经过战略性判断，决定进行开发。

Q：先开发基于 SOFC 的陆上发电系统，之后再开发船舶用发电系统。这样做的原因是什么？

A：船舶环境相比陆上，具有振动频繁、盐雾腐蚀性强、安装空间受限等复杂的运行条件，因此要求燃料电池系统具备能够承受这些条件的高度耐久性和安全性。

因此，船舶用燃料电池系统必然要经过船级社认证和实证过程。这需要相当多的时间和资源。

所以，我们打算先开发陆上用 SOFC 发电系统，确保技术的可靠性，优先进入相对能够快速商业化的领域，如一般氢投标市场、自用市场（数据中心、建筑物用）等。

今后，在完成船级社认证和船舶实证后，将以此为基础正式进入船舶用 SOFC 市场，计划构建涵盖陆上和海上的多个事业组合。

Q：SOFC 固定用于建筑物或发电。将 SOFC 应用于航行用船舶没有问题吗？

A：SOFC 通常是能够稳定供应基荷的发电系统，是适合负荷变动小的用户的高效电源。

对于大型船舶而言，存在为照明、空调、通信等必要系统提供的持续电力需求（Hotel Load），SOFC 作为稳定供应这些电力的电源非常合适。

特别是 SOFC 由于电力效率高、低噪音、低振动，适合海上环境，并且可以使用 LNG、氢、氨等多种燃料。

在燃料转换过渡期，为了降低船舶生命周期中燃料选择的风险，选择 SOFC 可能是满足船东需求的方案。

今后，预计可以将 SOFC 与能源存储装置（BESS）或现有发动机发电机等结合，不仅作为辅助电源，还作为推进用混合动力电源使用。

Q：最近，HD 韩国造船海洋、HD 现代重工业、HMM、韩国船级社携手，决定开发基于 SOFC 的海运无碳技术。其中包括氨 SOFC 技术开发。

SOFC 最大的优点是在燃料多样化方面相对自由。特别是 SOFC 自身能够重整氨，因此不需要单独的重整器。因此，氨 SOFC 计划根据客户需求，在没有单独外部重整器的情况下进行开发。

问题是，包括清洁氨的供需在内，需要克服的困难很多，事业推进有可能延迟。我们首先考虑与船舶用氨发动机进行混合动力，但正在制定开发计划，以确保大规模发电用系统的价格和性能。

预计 2020 年代后期可以实现商业化，但商业化时间会根据清洁氨供应网的构建时间而有所不同。

Q：通过向 Elcogen 投资和收购 Convion，投身于燃料电池事业。这两家公司拥有的 SOFC・SOEC 技术有什么优势？

A：Elcogen 和 Convion 虽然分别是专注于电堆和系统的独立公司，但是以爱沙尼亚和芬兰为据点进行过密切合作的合作伙伴公司。并且它们拥有不同的技术优势。

首先，Convion 是在需要高温运行的 SOFC・SOEC 系统中，拥有大型热箱（Hot Box）基础的高输出产品实证经验的领先企业。通过与多个客户公司的研究开发合作，确保了长时间运行数据。这意味着验证了在高温下系统的稳定运行。

另外，与行业一般做法不同，Convion 先开始系统开发，灵活应用了各种电池・电堆，这在复杂的系统整合能力方面是很大的优势。

Elcogen 是拥有 ASC 类型电池・电堆制造技术的 SOFC 专业企业，其特点是在相对较低的运行温度下也能发挥出色的耐久性和性能。

在 SOEC 方面也表现出良好的性能，具备能够稳定支持本公司系统事业的量产应对能力和生产基础设施。综合考虑技术实力和供应能力，我们决定进行战略性投资。

预计两家公司的互补合作结构将为 HD Hydrogen 追求的基于高效・高稳定性的 SOFC・SOEC 事业发展创造重要的协同效应。

Q：目前正在平泽建设的 SOFC 生产工厂，请详细介绍一下。

A：目前，HD Hydrogen 正在平泽建设 SOFC 专用生产工厂。该工厂不仅仅是组装设施，其设计涵盖了燃料电池电堆组装、系统整合、性能测试、质量验证等产品化前的整个过程。

今年下半年开始，将集中进行 HD60、HD300 模型的试制品制作和性能评估，在此基础上，明年下半年将正式量产本公司的首款商用模型 HD300 产品。计划根据需求扩大，逐步增加生产量。

HD Hydrogen 将以平泽生产基地为中心，努力为国内燃料电池产业的供应链本土化和提高产品竞争力做出贡献，进而计划将其作为进军世界市场的桥头堡。

Q：也在进行 SOEC 开发。想了解 SOEC 的优势、潜力和开发现状。

A：SOEC 的优势是，在利用周边热源的情况下，将水转换为氢的效率高于 PEM 水电解、碱性水电解。

我们认为，在利用工厂或发电厂产生的废热时，它在现有的水电解技术中竞争力最高。另外，如果以与 SMR 废热相连接的形式建成大规模氢供应园区，预计将有相当多容量的 SOEC 得到普及。

子公司 Convion 目前正在开发 SOEC。去年已向芬兰 VTT - Neste 的实证站点交付了基于 C250e 平台的首款商用 SOEC 系统，并完成了试运行。通过此举，正在验证高温水电解方式的性能和运行稳定性。

另外，通过与 Elcogen 的合作，成功完成了 2000 小时的长期运行和 1000 次以上的急变负荷循环测试，电池和系统的耐久性也得到了验证。

HD Hydrogen计划以 Convion 的 SOEC 技术实力和实证经验为基础，正式推进利用废热回收的大容量 SOEC 事业。

计划以产业园区、钢铁厂、石油化学园区等产生高温废热的产业群为中心，提供水电解氢生产解决方案。

通过此举，构建能够最大限度减少电力消耗并实现高效率氢生产的下一代环保水电解系统，目标是今后成为碳中和型氢生产的代表性模型。

Q：请说说今后的计划。

A：明年，HD Hydrogen 的首款商业化产品——陆上用燃料电池 HD300 将正式量产。

完成船级社认证后，也计划推出船舶用燃料电池产品。目标是扩大产品线，使其能够在所有需要电力的地方成为最佳解决方案。

中长期计划推出 SOEC 产品，将事业扩展到氢生产领域。希望构建从氢的利用到生产，都应用 HD Hydrogen 技术的国产技术基础的氢基础设施。

要向市场推出可靠的产品，就必须充分利用 HD 现代集团的能力。计划通过开放式创新扩大合作伙伴关系，制定良好的战略来扩大市场。

（信息来源：氢能经济周刊）