Điện phân nước SOEC đạt quy mô thị trường 5,2 nghìn tỷ yên vào năm 2045

Điện phân nước SOEC đạt quy mô thị trường 5,2 nghìn tỷ yên vào năm 2045
2026/02/09

Thị trường toàn cầu thiết bị điện phân nước oxit rắn (SOEC)
(Nguồn: Fuji Keizai)
 

Thiết bị trình diễn SOEC do Mitsubishi Heavy Industries sản xuất
(Nguồn: Mitsubishi Heavy Industries)
 

Ngày 5/2, Fuji Keizai (quận Chuo, Tokyo) công bố kết quả khảo sát về thị trường toàn cầu của thiết bị điện phân nước oxit rắn (SOEC) – công nghệ sản xuất hydro thế hệ tiếp theo đang được chú ý. Quy mô thị trường năm 2025 được dự báo đạt 3,2 tỷ yên và sẽ tăng lên 5,2 nghìn tỷ yên vào năm 2045.

SOEC có cấu trúc cell stack chủ yếu từ vật liệu gốm và yêu cầu vận hành ở nhiệt độ cao 550–850°C. Nếu có nguồn nhiệt ổn định, công nghệ này được kỳ vọng đạt hiệu suất năng lượng vượt trội so với các công nghệ điện phân truyền thống. Hiện nay, nhiều dự án trình diễn quy mô vài MW đang được triển khai tại các quốc gia, song vẫn chưa bước vào giai đoạn ứng dụng công nghiệp. Đến khoảng năm 2030, hoạt động chủ yếu vẫn là trình diễn; từ khoảng năm 2035, các nhà máy thương mại sẽ dần được triển khai, với việc tận dụng nhiệt thải để nâng cao hiệu suất năng lượng và thúc đẩy khử carbon thông qua sử dụng hydro ở nhiều lĩnh vực công nghiệp.

Thị trường nước ngoài đang dẫn trước. Tại châu Âu, đặc biệt là Đức, các nhà sản xuất cell stack và thiết bị như Sunfire, Topsoe, Elcogen và Ceres Power đang triển khai nhiều dự án trình diễn. Trong lĩnh vực công nghiệp như thép, hóa chất và sản xuất nhiên liệu, các dự án thử nghiệm đã giúp tích lũy kinh nghiệm vận hành, kiểm chứng độ bền và cải thiện hiệu suất của cell stack và thiết bị. Chi phí hiện tại của thiết bị SOEC vào khoảng 500.000–1.000.000 yên/kW, và chưa đạt mức đủ cạnh tranh so với điện phân kiềm (AWE) và điện phân màng trao đổi proton (PEM).

Tại Mỹ, Bloom Energy – nhà sản xuất pin nhiên liệu oxit rắn (SOFC) quy mô lớn – và FuelCell Energy – nhà sản xuất pin nhiên liệu cacbonat nóng chảy (MCFC) đồng thời triển khai một phần SOFC – đang dẫn đầu các dự án phát triển và trình diễn, tập trung vào sản xuất hydro từ điện hạt nhân. Các thiết bị SOEC của Bloom Energy về cơ bản dựa trên vật liệu và cấu hình sử dụng cho SOFC (dù có thay đổi một số thành phần), nên được đánh giá có lợi thế về khả năng cạnh tranh giá.

Ở nước ngoài, tồn tại nhiều lĩnh vực công nghiệp và người dùng có khả năng tận dụng nhiệt thải. Trong thời gian tới, việc sử dụng SOEC dự kiến gia tăng trong các dự án sản xuất amoniac, e-methane và các chất mang năng lượng khác dựa trên nguồn năng lượng tái tạo giá rẻ, cũng như ở các doanh nghiệp hướng tới khử carbon thông qua tận dụng nhiệt thải và sử dụng hydro. Nếu phát triển được cell stack hỗ trợ kim loại nhằm giảm nhiệt độ vận hành và sử dụng vật liệu phổ thông, chi phí sản xuất có thể giảm xuống khoảng 100.000 yên/kW, đạt mức cạnh tranh đầy đủ.

Tại Nhật Bản, nhiều dự án trình diễn đã được triển khai tại nhà máy của doanh nghiệp, trong nhà máy nhiệt điện, cũng như trong các dự án của NEDO và Viện Khoa học và Công nghệ Công nghiệp Quốc gia (AIST). Đến khoảng năm 2030, dự kiến sẽ tích lũy được kinh nghiệm ứng dụng công nghiệp, làm rõ cơ chế suy giảm hiệu suất và cải thiện tính năng, đồng thời mở rộng quy mô trình diễn lên mức MW.

Trong lĩnh vực công nghiệp nội địa, việc tận dụng nhiệt thải đã được thực hiện ở mức độ nhất định, do đó số lượng người dùng có thể cung cấp ổn định nguồn nhiệt thải chưa được khai thác cho SOEC là hạn chế. Để mở rộng thị trường SOEC trong nước, yếu tố then chốt là ứng dụng trong các nhà máy sản xuất nhiên liệu mới như e-methane và nhiên liệu tổng hợp, xét về tính tương thích với việc tận dụng nhiệt thải.

Hiện tại, chi phí sản xuất của doanh nghiệp Nhật Bản cao hơn so với các nhà sản xuất tiên tiến ở nước ngoài. Tuy nhiên, nhờ hỗ trợ từ Quỹ Đổi mới Xanh trong dự án “Sản xuất hydro bằng điện phân sử dụng điện từ năng lượng tái tạo”, cùng với xu hướng mở rộng quy mô cell stack và thiết bị, chi phí dự kiến sẽ giảm dần. Trong tương lai, chi phí được kỳ vọng giảm xuống mức vài trăm nghìn yên/kW, đủ để cạnh tranh với công nghệ AWE và PEM.

Nội dung tiếng Nhật trên biểu đồ

• （兆円） → Đơn vị: Nghìn tỷ yên (trillion yen)

• 2023年 → Năm 2023

• 2024年 → Năm 2024

• 2025年 → Năm 2025

• 2026年 → Năm 2026

• 2027年 → Năm 2027

• 2030年 → Năm 2030

• 2035年 → Năm 2035

• 2040年 → Năm 2040

• 2045年 → Năm 2045

• 32億円 → 3,2 tỷ yên

• 5兆2,000億円 → 5,2 nghìn tỷ yên

Ghi chú phía dưới:

• 2025年は見込、2026年以降は予測
  → Năm 2025 là ước tính, từ năm 2026 trở đi là dự báo

Biểu đồ thể hiện quy mô thị trường toàn cầu của thiết bị SOEC theo thời gian.

• Năm 2025: khoảng 3,2 tỷ yên (ước tính)

• Từ 2026 trở đi: số liệu dự báo

• Năm 2045: đạt 5,2 nghìn tỷ yên

Đơn vị trục tung là nghìn tỷ yên (trillion yen). Biểu đồ cho thấy tăng trưởng bùng nổ mạnh sau năm 2035, đặc biệt giai đoạn 2040–2045.