近年来，在中央与地方密集发布的政策利好下，氢能产业迎来高速发展的新机遇，特别是在上游的可再生能源制氢及装备制造领域，多种方案得到了落地示范，呈现出一派“百家争鸣”的气象。
在电解水制氢领域，目前主流的技术路线有四种，分别是碱性(ALK)、质子交换膜(PEM)、阴离子交换膜(AEM)和固体氧化物(SOEC)。从技术成熟度上看，前两种已达到了TRL8-9，被充分应用到国内多个大型绿氢项目，SOEC和AEM的技术成熟度相对滞后，但在近期也实现了不同程度的突破。
上海翌晶氢能科技有限公司(下称：翌晶氢能)是一家专注于固体氧化物燃料电池及清洁能源系统开发的高科技企业，主要业务包括碱性电解制氢系统、固体氧化物燃料电池(简称 “SOFC”)核心元件和关键材料、SOFC发电系统、SOEC电解制氢系统、SOFC/SOEC联用储能调峰系统和新型电化学工厂电解生产设备，并提供氢能与风电光伏等可再生能源系统相互耦合的综合能源系统解决方案。
今年4月，翌晶氢能年产100MW电堆的自动化产线下线;5月，签约辽宁营口年产1万吨绿氢的项目，电解制氢建设规模20000标方每小时。两个月内，翌晶的连续动作，在业内刮起了一股SOEC旋风，吸引各方的密切关注。
作为专注氢能与燃料电池的行业创新媒体，索比氢能网开设《氢能企业访谈录》栏目，旨在关注行业前沿技术，追踪相关企业的布局动态。
近日，翌晶氢能总经理刘青接受了索比氢能网的采访，他向索比氢能网深度分享了SOC技术的发展现状、技术特点以及翌晶的发展规划等相关高价值信息，满满干货。以下是采访内容整理：
翌晶氢能总经理 刘青 图源：翌晶氢能
索比氢能网：是什么原因让你选择了氢能这条赛道，并决定做技术成熟度并不高的SOEC/SOFC?
刘青：我们将SOEC和SOFC统称为SOC。在学生时代，我学的是SOC专业，师从SOC领域全球顶尖的科学家邵宗平教授。
2018年李克强总理出访日本，考察了日本的氢能企业后，2019年氢能就被写进了政府工作报告。当时我看到氢能产业的发展机会来了，结合自己所学的专业，就在心里埋下了做SOC的“种子”，并打算从最“卡脖子”的技术做起。
2020年9月12日，翌晶注册通过，正好是习主席提出“双碳”目标的那一天。
索比氢能网：目前公司的团队如何?请您介绍一下公司的研发团队，在产品研发上，翌晶的整体水平如何?
刘青：公司目前绝大部分是研发人员，团队的博士/高工占比是30%，研究生以上学历占比是60%以上，本科学历以上人员接近100%。我们团队人员整体年龄也都相对年轻，平均年龄只有31-32岁。
因为我有在工大和中科院学习工作的经历，公司最开始的团队主要是我的师兄弟及中科院系的同事，后来有东大、南大的老师和学生也加入进来。大家来自不同的专业背景，可能每个人不一定是最强的，但我觉得我们在这个领域是最有战斗力的一支团队。
公司成立第一年，我们手工开发了第一代SOC小电堆;2021年，做了一些改良设计，电堆实现了迭代，并实现了电池量产突破，同时开发了我们第一款SOEC系统;到了2022年，我们有了比较大的突破，开发出一款新型空气开放式电堆并完成自动化产线及百kW级SOEC系统设计;2023年，围绕自动化产线，我们又把电堆进行升级和改版，让它成为了一款能够批量化生产的SOC电堆，基于量产型电堆开发设计了MW级SOEC系统。其实这三年，我们都在围绕一个目标，就是产业化。
我们给自己创业三年定下一个小目标，就是初步实现产品的量产，包括从电池到电堆，再到系统的量产。目前，我们已经初步具备量产的条件了，接下来要做项目的规模化应用。
索比氢能网：目前，国内SOEC/SOFC市场处于什么样的状态?据您了解，国内有多少家公司在做这一领域?与国外相比，国内的优势和不足在哪?为什么?
刘青：在我们的产品未发布之前，SOC行业不温不火，主要的市场是在科研上，比如一些央企单位有科研任务要求，就会寻求专业公司合作来做，基本上以这种模式为主。没有市场，大部分做SOC的企业都过得艰难。
据我了解，目前国内主要做SOC的公司大概有十家，参与的企业并不多，供应链并不完备。我们的供应链大部分是自主开发、自主设计，一些零部件需要联合供应商共同开发。
即使这样，与国外相比，国内至少还有两点优势：一是在原材料方面，国内充足，国外的公司也都来中国找原材料;二是在制造方面，我们的成本更低，技术水准不比国外差。
之前我们买过国外的电池，价格非常贵，100*100、120*120mm的电池片就要2000块钱1片，这让我们很难接受。后来，我们都实现了国产化，现在我们把同类产品的价格降到了200块钱1片，直接降了90%。在其他核心材料上，我们也开始了自主开发，目前我们电堆材料和系统零部件基本做到了百分百的国产化。
今年上半年下线的电堆，是我们经过了3年时间多次迭代的新产品，从电堆和系统集成的技术上看，我们和国外保持接近的水平，同时我们电堆成本全球最低。
但在商业化这方面，国内还是落后于国外，国外已经有了商业化应用案例。比如，美国的Bloom Energy公司做了一个4兆瓦(相当于1100-1200Nm³/h)的电解槽并于前不久完成了吊装，德国Sunfire公司建成了2.4MW SOEC的项目示范，英国的Ceres公司也在做1MW SOEC项目，丹麦的Topsoe公司 和 First Ammonia 公司签署 5GW项目协议。
国外SOC系统的商业化示范应用，足以证明了这条技术路线的可行性，他们的技术成熟度已经达到了欧盟提到的TRL7级的标准，而国内可能只有TRL5-6。我相信我们会很快赶上TRL7的水平，甚至再往后两年可以达到TRL8或TRL8以上。
索比氢能网：我们看到，4月25日由翌晶自主设计开发的国内首条SOEC电堆自动化产线在上海下线。目前翌晶生产最大单堆是多少标方?是不是目前只有在SOEC领域能够实现自动化生产?碱槽和PEM槽实现这样的自动化生产难度大吗?
刘青：自动化产线的下线，让我们在国内SOC领域实现了技术引领。原来可能每天只能生产一个电堆，现在只需20分钟;同时，减少大量的手工误差，产品的精度也更高了。目前，我们的年产能100兆瓦，主要量产2.5千瓦、5千瓦和10千瓦三种型号的电堆,单堆10千瓦的电堆制氢量约为3 Nm³/h。
图源：翌晶氢能
对比碱槽和PEM槽，SOEC槽是目前唯一能够实现全自动化生产的制氢装备。其实，碱槽和PEM槽的制造有点像风机制造，而SOC电解槽的制造像光伏制造。风机单个叶片非常大，可长达百米，它必须由人手工来做、手工组装;SOC电解槽它像光伏电池组件那样，可以实现自动化和批量化生产，虽然前期研发投入高，但通过高效的自动化生产方式以及不断的技术创新，未来的成本要远远低于传统技术。
碱槽和PEM槽现在越做越大，因为需要人工堆叠安装，所以价格很难较大幅度下降。尤其是碱槽的降本空间已经很有限了，实现自动化很难。碱槽和PEM只要是往这个大标方方向发展，就实现不了自动化，但往小标方方向发展，他们又没有竞争优势。
索比氢能网：SOEC电解水制氢的优势在哪里?同样的，SOEC电解水制氢有哪些不足?
刘青：现阶段，SOEC制氢至少有七点优势。首先，最大的优势就是效率优势。SOEC制氢与碱性和PEM制氢相比，能省电34%。我们的SOEC电解槽直流电耗只有3.6度电1标方，碱槽需要5度电左右，这个效率优势非常明显。
第二点优势是它可以跟余热进行融合，它能利用些工厂的余热，不仅可以与合成化工耦合，还可以与钢铁冶金、核能耦合;第三点优势是在4种制氢技术路线里，它是唯一一种可以电解二氧化碳的技术;第四点优势是在4种制氢技术路线里，它是唯一一种可以逆向发电的技术，同一套设备，既可以制氢又可以发电;第五点优势是它不需要进行海水纯化就可以直接电解海水，是最适合海水制氢的技术;第六点优势是它的用材成本低，未来批量化生产后，SOC电解槽的价格一定比碱槽还低，目前主要是工艺成本高;第七点优势是SOC电解槽电解电流密度大，可以达到10000到15000A/m2。
当然，目前劣势也很明显，主要体现在：第一，商业化程度不够;第二，工艺成本过高;第三，寿命衰减过快。现在的衰减相对来说还是比较快的，随着产业化的进步和成熟，衰减速度将会大幅降低。
索比氢能网：请您谈谈ALK(碱性)、PEM、SOEC、AEM这四条制氢路线未来的市场前景。
刘青：碱槽最大的优势就是价格低。因为价格低，就总会有它的应用场景，所以在未来一段时间内，碱槽还有一定的市场。但是5年以后甚至3年以后，它是不是主流就不好说了。
PEM电解槽内铱、铂含量非常高，如果规模化应用，全球的铱、铂储量也不够中国一个省用，我认为这条技术路线行不通。国外发展PEM电解槽主要是因为国外的碱槽贵，加上国外PEM电解槽技术成熟，所以国外觉得PEM电解槽可以发展起来。但PEM技术的优势其实并不明显，成本也很难下降，寿命要远低于碱性，还有资源的束缚问题，国内需要重新审视一下PEM电解制氢技术的可行性。当然，PEM燃料电池应用于汽车方向我认为是主流，也很难被其他燃料电池技术所替代。
AEM是集合了碱槽和PEM槽的优势，既没有贵金属催化剂，又可以做到快速响应。它的核心问题还是隔膜，现在膜的问题还解决不了。AEM如果发展速度慢，也就没有了优势，因为现阶段在部分项目上，SOEC电解槽基本上可以与碱槽在终端单位制氢成本上打平了，至于PEM电解槽现阶段在LCOH上已经没有优势了。AEM什么时候能够做到快速降本和批量化生产?还不确定。绿氢要想实现大规模应用，最终还得看单位制氢成本的高低，所以短期来看，碱性仍然是主流，AEM有机会占据一定的市场，SOEC短期会占据少量的市场份额，长期来看，必将是市场的主流技术路线。
索比氢能网：3-5年内公司将如何规划?
刘青：我们是3年做一次规划。第一个3年，我们实现了SOC产品的初步量产。第二个3年，我们将在不同的应用领域，树立行业标杆，引领行业正向发展，与越来越多参与到SOC产业来的同行们共同推动规模化和商业化应用。
索比氢能网：近日，大家对SOEC的关注度很高，你对这个行业有哪些期许?
刘青：自从我们的产品发布后，我发现大家对这个技术的关注度越来越高。就现在来说，我们需要找准应用场景，让投资者和客户看到实实在在的运行数据和经济效益。对行业的期许，我想用8个字来表达：协同创新、共赢未来。
SOC技术是碳中和技术的底层技术，是未来我们在技术竞争中最有力的武器，我们一定要掌握核心技术。现在中国的SOC技术，不论是材料,还是制造、技术水平，与国外处于接近或者相当的水平，至少在这个领域不被国外“卡脖子”，如果我们不持续发展创新，这么好的技术就有可能会推迟5到10年才形成规模化，这对国内的SOC技术发展是非常不利的。
我希望SOC的同行们，包括我们氢能行业的同行们，能够共同合作，打造一个更加开放的协同创新平台。这个领域只有一家或者几家企业，是做不好技术创新的，所以我们希望能够联合更多优秀的同行、客户、供应商，共同推进SOC技术的进步和产业化,为SOC技术来创造一个更加美好的未来。
关注碳索氢能官方微信，第一时间获取行业资讯！