固体氧化物电解池技术产业化发展研究进展

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.260104

发电技术 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (1): 38-52.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.260104

固体氧化物电解池技术产业化发展研究进展

赵玲芳¹^,², 孙喜², 杨昊², 窦南南², 董贝贝³

^1.天津大学材料科学与工程学院，天津市津南区 300072
^2.天津中科先进技术产业有限公司，天津市滨海高新区 300392
^3.河北工业大学化工学院，天津市北辰区 300401

收稿日期:2025-03-04 修回日期:2025-04-29 出版日期:2026-02-28 发布日期:2026-02-12
通讯作者: 董贝贝
作者简介:赵玲芳(1987)，女，博士，高级工程师，研究方向为氢能与催化技术，zhaolf365@163.com；
孙喜(1997)，女，硕士，助理工程师，研究方向为氢能与催化技术，sunxi@tiat.ac.cn；
杨昊(2003)，男，工程师助理，研究方向为电化学与材料化学，15005551892@163.com；
窦南南(1988)，男，硕士，高级工程师，研究方向为机械设计与复合材料，dounannan@tiat.ac.cn；
董贝贝(1990)，女，博士，教授，研究方向为太阳能光/电催化，本文通信作者，bbdong@hebut.edu.cn。
基金资助:
河北省燕赵黄金台聚才计划骨干人才项目(HJYB202501)

Research Progress on Industrialization of Solid Oxide Electrolysis Cell Technology

Lingfang ZHAO¹^,², Xi SUN², Hao YANG², Nannan DOU², Beibei DONG³

^1.School of Materials Science and Engineering, Tianjin University, Jinnan District, Tianjin 300072, China
^2.Tianjin Chinese Academy of Sciences Institute of Advanced Technology, Binhai High-Tech Zone, Tianjin 300392, China
^3.School of Chemical Engineering and Technology, Hebei University of Technology, Beichen District, Tianjin 300401, China

Received:2025-03-04 Revised:2025-04-29 Published:2026-02-28 Online:2026-02-12
Contact: Beibei DONG
Supported by:
Hebei Yanzhao Golden Platform Talent Gathering Plan Backbone Talent Project(HJYB202501)

摘要/Abstract

摘要：

目的高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell，SOEC)技术因其高效率、环境友好和余热利用等优势，被视为实现可持续制氢的关键技术之一。为此，对SOEC技术的产业化发展进行了系统性梳理和展望，以期为我国电解水制氢领域提供众多场景化案例。方法首先，对SOEC技术在国内外的研究进展、市场应用及产业化过程中面临的挑战进行了深入分析；其次，评估了SOEC技术在不同应用场景下的应用潜力和相关技术方案；最后，结合国内外主要SOEC技术厂商和相关项目案例，对SOEC技术的未来发展前景及趋势进行了探讨。结论 SOEC技术作为实现可持续制氢的关键途径，其产业化进程亟需打通上下游产业链的协同发展壁垒，同时为实现其大规模应用，需要通过技术创新解决一系列关键技术难题。随着技术的成熟，SOEC有望在化工、分布式发电等领域获得广泛应用，为实现全球能源需求和脱碳目标做出重大贡献。

关键词: 氢能, 可再生能源, 电解水, 制氢技术, 高温固体氧化物电解池(SOEC), 产业化分析, 商业化应用, 场景化案例

Abstract:

Objectives High-temperature solid oxide electrolysis cell (SOEC) technology is regarded as one of the key technologies to achieve sustainable hydrogen production due to its advantages of high efficiency, environmental friendliness, and waste heat utilization. Therefore, the industrialization development of SOEC technology is systematically reviewed and prospected, so as to provide multiple application scenarios for water electrolysis-based hydrogen production in China. Methods First, the research progress, market applications, and challenges encountered in the process of industrialization of SOEC technology at home and abroad are analyzed in depth. Second, the application potential and related technical solutions of SOEC technology in different application scenarios are evaluated. Finally, the future development prospects and trends of SOEC technology are discussed based on the main SOEC technology manufacturers and related projects at home and abroad. Conclusions SOEC technology is a key way to achieve sustainable hydrogen production. Its industrialization process urgently requires removing barriers to coordinated development across upstream and downstream industrial chains. At the same time, in order to achieve its large-scale application, it is necessary to solve a series of critical technical challenges through technological innovation. With the maturity of the technology, SOEC is expected to be widely used in the chemical industry, distributed power generation, and other fields, making a significant contribution to meeting global energy demands and achieving decarbonization goals.

Key words: hydrogen energy, renewable energy, water electrolysis, hydrogen production technology, high-temperature solid oxide electrolysis cell (SOEC), industrialization analysis, commercial application, application scenarios

中图分类号:

TK 91

赵玲芳, 孙喜, 杨昊, 窦南南, 董贝贝. 固体氧化物电解池技术产业化发展研究进展[J]. 发电技术, 2026, 47(1): 38-52.

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图/表 11

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[69]	MultiPLHY ．Consortium[EB/OL]．(2025-12-03)[2025-01-09]．．
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特性	碱性电解水制氢	质子交换膜电解水制氢	高温固体氧化物电解水制氢
能源效率/%	59~70	65~82	85~100
运行温度/℃	60~80	50~90	600~1 000
电流密度/(A⋅cm^-2)	0.2~0.5	1.0~3.0	0.3~2.0
能耗/(kW⋅h⋅m^-3)	4.2~5.9	4.2~4.6	>3.0
启停速度	较快	快	慢
电能质量需求	稳定电源	可以采用波动电源	稳定电源
电解质	5 mol⋅L^-1 KOH/NaOH	固体聚合物电解质	钇稳定的氧化锆
电解槽成本/(美元/kW)	880~1 650	1 540~2 550	>2 000
安全性	较差	较好	较差
技术成熟度	技术成熟，已实现大规模工业应用，成本低	有较好的可再生能源适应性，无污染，但成本高，商业化水平低	部分电能被热能取代，能源转化效率高，但高温限制材料选择，且尚未实现工业化
国外代表企业	法国Mcphy、美国Teledyne、挪威Nel	美国Proton、加拿大Hydrogenics	丹麦Haldor Topsoe、德国Sunfire
国内代表企业	苏州竞立、天津大陆制氢、中船重工718所	大连化物所、中船重工718所、中电丰业、安思卓、中国航天科技507所	大连化物所、清华大学、宁波材料所、北京低碳所

特性	碱性电解水制氢	质子交换膜电解水制氢	高温固体氧化物电解水制氢
能源效率/%	59~70	65~82	85~100
运行温度/℃	60~80	50~90	600~1 000
电流密度/(A⋅cm^-2)	0.2~0.5	1.0~3.0	0.3~2.0
能耗/(kW⋅h⋅m^-3)	4.2~5.9	4.2~4.6	>3.0
启停速度	较快	快	慢
电能质量需求	稳定电源	可以采用波动电源	稳定电源
电解质	5 mol⋅L^-1 KOH/NaOH	固体聚合物电解质	钇稳定的氧化锆
电解槽成本/(美元/kW)	880~1 650	1 540~2 550	>2 000
安全性	较差	较好	较差
技术成熟度	技术成熟，已实现大规模工业应用，成本低	有较好的可再生能源适应性，无污染，但成本高，商业化水平低	部分电能被热能取代，能源转化效率高，但高温限制材料选择，且尚未实现工业化
国外代表企业	法国Mcphy、美国Teledyne、挪威Nel	美国Proton、加拿大Hydrogenics	丹麦Haldor Topsoe、德国Sunfire
国内代表企业	苏州竞立、天津大陆制氢、中船重工718所	大连化物所、中船重工718所、中电丰业、安思卓、中国航天科技507所	大连化物所、清华大学、宁波材料所、北京低碳所

模式	LHV效率/%	HHV效率/%
SOEC(含蒸汽发生器)	60.5	71.1
SOEC(无蒸汽发生器)	72.0	84.4
SOEC(无蒸汽发生器和压缩机)	84.5	99.3
SOFC	49.2	42.1

模式	LHV效率/%	HHV效率/%
SOEC(含蒸汽发生器)	60.5	71.1
SOEC(无蒸汽发生器)	72.0	84.4
SOEC(无蒸汽发生器和压缩机)	84.5	99.3
SOFC	49.2	42.1

参数	运行模式
参数	电解模式	HFC模式	NGFC模式
交流电输入功率	(142.9±11.4) kW	—	—
交流电输出功率	—	(30.0±3.0) kW	(25.0±2.5) kW
氢气产量	(40.0±2.0) m³/h	—	—
蒸汽消耗量	(45.0±2.5) kg/h	—	—
氢气消耗量	—	(21.3±3.2) m³/h	—
天然气消耗量	—	—	(5.3±0.8) m³/h
动态范围	50%~125%	30%~100%	30%~100%
交流电系统效率	84%±2%	47%±2%	50%±2%

固体氧化物电解池技术产业化发展研究进展

Research Progress on Industrialization of Solid Oxide Electrolysis Cell Technology

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摘要/Abstract

引用本文

图/表 11

参考文献 70

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