2022年9月11日，中国石油和化学工业联合会组织专家在宁夏煤业IGFC试验基地对国家重点研发计划项目“CO2近零排放的煤气化发电技术”IGFC（整体煤气化燃料电池发电）试验示范系统性能指标进行了现场考核，该套系统顺利通过专家现场考核。

国内首套100千瓦级IGFC试验示范系统

专家组听取了课题组汇报，论证了装置性能测试方案，现场考察了试验装置，查阅了运行数据、原始记录等，对试验装置输入热功率、发电功率、发电效率、二氧化碳捕集率等性能指标进行了评定：运行装置输入热功率256.2千瓦，燃料电池系统最大发电功率101.7千瓦，燃料电池模块最大发电效率57.3 %，二氧化碳捕集率98.6 %。通过质询和讨论，专家一致认为测试结果真实、准确、有效。

低碳院IGFC团队自6月27日入驻宁夏煤业试验基地以来，长驻现场，发扬勇于拼搏、攻坚克难的精神，经过2个多月的连续奋战，建成了国内首套100千瓦级IGFC试验示范系统。该系统包括5个SOFC（固体氧化物燃料电池）发电模块，今年9月2日开始升温，9月7日17:00开始在工况下进行性能测试，20:00达到最大发电功率101.7千瓦，达到了预期目标，为课题通过验收奠定了坚实基础。

其实，2021年12月，国家能源集团北京低碳清洁能源研究院自主研发的第二代20千瓦级固体氧化物燃料电池（SOFC）发电系统在宁夏煤业实验基地顺利完成试车。

20千瓦SOFC发电系统外观

系统性能测试中，以氢气为燃料时系统最大发电功率21.3千瓦，发电效率57.7%，燃料利用率82.9%；以煤制合成气为燃料时系统最大发电功率21.2千瓦，发电效率55.6%，燃料利用率83.7%。发电系统在氢气与煤制合成气工况下均实现了长周期稳定运行，系统功率衰减分别为1.1%/1000小时（氢气工况）和1.5%/1000小时（合成气工况）,达到国际先进水平。

此次运行的20千瓦级SOFC发电系统，是国内首次以煤制合成气为燃料的大功率固体氧化物燃料电池发电系统，是国家重点研发计划“CO2近零排放的煤气化发电技术”项目中的核心技术。该发电系统能够使用多种不同燃料发电，包括氢气、合成气、天然气、沼气以及液体燃料等，SOFC发电模块将燃料中的化学能直接转化为电能，在发电模块后端设计有碳捕集装置，对尾气中高浓度CO2进行捕集，可实现CO2近零排放。研发团队在掌握SOFC发电系统核心技术基础上，对去年的第一代20千瓦级发电系统进行结构与工艺双重技术改进，优化后的新一代20千瓦级SOFC发电系统结构更简洁，易于集成放大至更大规模的发电系统，便于实现规模化生产，且确保发电模块与控制系统安全稳定运行。

2020年10月，低碳院自主研发的国内首套20kW级固体氧化物燃料电池（SOFC）发电系统在宁夏煤业实验基地试车成功，达到运行条件。首套系统工况设计发电15kW，实际发电15.7kW，一次试车成工，达到预期目标。

SOFC是一种将燃料的化学能直接转变为电能的发电装置，能够使用多种不同燃料发电，包括氢气、合成气、天然气、沼气以及液体燃料等。SOFC可在高温下运行，具有发电效率高、清洁、噪音小等特点，是联合煤气化燃料电池发电（IGFC）系统中的核心装备。IGFC是以煤为初始燃料，高温气化产生的合成气通过燃料电池直接发电，系统可对产生的CO2进行富集、捕集、储存或综合利用，进而实现CO2近零排放。SOFC作为发电装置可广泛用于分布式能源、备用电源、热电联供系统，以及汽车、轮船的动力系统，也可以反向运行电解水制氢用作加氢站，与弃光、弃风组成发电、储能联合系统，在氢经济中具有重要地位。

IGFC是由国家科技部资助的国家重大专项，于2017年7月启动。在项目执行过程中，团队采取了逐级放大分步实施的技术战略。先后在宁夏煤业实验基地完成了1kW和5kW测试平台的调试、试车及电堆/模块的长周期稳定性实验。在1kW和5kW测试平台的基础上，结合先进设计理念，设计、集成、加工制造了国内首套20kW级联合煤气化燃料电池发电系统。在宁夏煤业的大力支持下，项目组成员及运营团队在现场坚持安全第一，在最短时间内完成了系统集成、组装、调试、试车等多项任务，大幅降低了疫情对项目的影响。

此次试车成功是国内首套IGFC核心装备的成功运行，验证了项目组研发的新型发电技术的可行性，使集团公司和低碳院在IGFC领域继续保持领先地位，为兆瓦级联合煤气化燃料电池发电示范系统的建设与运营奠定了基础，也为集团公司实现煤炭高效利用和碳减排的战略目标提供了一条有效的技术路径。