Page 1

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

燃料電池於備援電力的市場困境 與轉戰策略 Dr. Rational You (游李興) (Founder & GM/EnerMaster) 明新科大_材化系(2010/10/12)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/12) 【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.1)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.2)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(EnerMaster) Rational You (游李興) 學歷 1977~1978: 台北市立營橋國中畢業 重考 (1977/Q3自修, Q4國四班; 1978Q1&2自修) 1978~1981: 台北市立 建國中學 (擔任高三導師改選後的班長) 1981~1985: 國立 臺灣大學 造船工程學系 學士 (熱流 材料 振動…力學) 1985~1987: 國立 臺灣大學 機械工程研究所 碩士 (線性 結構振動…控制) 1987~1992: 國立 清華大學 電機工程研究所 博士 (非線性 機構運動…控制) 生涯目標: 長期經營整合機電產業,促進相關產業安身立命, 以此歷練建構理想典範 人生願望: 廣結善緣,相互造就,分享人生

(p.3)

Rational KISS (Knowledge Information Service Server) : 請到ftp://60.250.198.214/ (ID=EnerMaster; PW=0911214141)進入分享

(p.4)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)ALL

(EnerMaster) Rational You (游李興) 經歷 1981/07~1983/09: (建中北一女校友)青韻合唱團(音樂營主辦人) 1985~1991 : 升研究所補習中心 工程力學 工程數學(教授) (出版:上,中,下) 1993/08/17~1996/08: 工研院 光電所 子計畫主持人 (10X Zoom Lens) 1996/01~1996/12: 新竹 知行會 成長團體 主題聚會 主持人 (24場各2小時) 1996/08~1998/07: 工研院 微系統 紅外線熱像 光機電設計主持人 1998/07~1999/07: 工研院 微系統 MEMS-CAD設計組 主持人 (製程設計) 1999/09~2003/01: 工研院 經資中心 MEMS/NANO產業師 (10多本報告) 2003/05/05~2004/12: 天瀚 光電中心 資深經理 (Camera Module)(3X Zoom Lens ~2007量產) 2005/3/1~2006/7/6: 華碩 董事長室 策略投資/核心技術 FC 評估(新事業)計劃主持人 2006/7/7~Now: 能碩 董事長&總經理

(p.5)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)Features

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

(p.6)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(EnerMaster)DM(EM-H1000D1)PK

(p.7)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/06/08)【 (EnerMaster)DM(EM-H1000D1)2010605(Erin).pdf】

(p.8)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC應用:1W~10W~100W~1kW@身邊、 10kW~100kW~@分散

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration ☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW) ☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區) ‧【燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型…公車、(瓦斯製氫)備援發電機、堆高機】 ☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命?製氫時間?) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能)>35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱< 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱(25%) ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年) ☉結論: ‧困境≒UPS很難普及(量產)&練就性能(壽命) ; ‧轉戰≒離網(BPS較常用)、並網{分擔尖峰電力、分散風險、普及量產、離峰用熱) ‧PEMFC: 製氫&純化?儲存&運送@加壓700Bar純氫? 加氫站?Pt觸媒? 適合100kW? ‧RMFC/RGFC:CO移除?熱>電?適合100kW? ‧SOFC:免用Pt!省CO移除! 複合發電(60%電) !1kW→10kW →100kW →1MW≒不關機 ☉建議: ‧SOFC(10W ←100W ←1kW→10kW →100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/12) 【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.9)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC受矚目的理由

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.10)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

火力發電 vs.FC(≒化學能→電+能…效率↑)

(a) 火力發電 (如:最尖端的大型高效率系統) (b) 燃料電池(如:NG重組型的小型廢熱利用)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(01)燃料電池是什麼】

(p.11)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(01)燃料電池是什麼】

(p.12)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

NOx、SOx排放量…FC都幾乎零

定置型FC可利用汽電共生來提高效率

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(02)FC的原理與特徵】

(p.13)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC系統-系統架構 & 技術分工 (1)合金氫罐

BOP (熱與水管理)

(2)高壓氫瓶 (3)加水產氫 (4)改質製氫FP (Fuel Processor)

熱管理 水管理

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(01)燃料電池是什麼】

(p.14)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

國內氫能與燃料電池產業「分工」專業?

EMS (電能管理) 餘熱回收 餘水回收

(燃料處理器)

Integration (整合)

Stack(燃料電池堆) (p.15)

Source: rational@enermaster.cm.tw (2009/07/) (工業材料)200907p051(曹芳海@ITRI能環所)燃料電池技術專題導言:燃料電池產業蓄勢待發

(p.16)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

PEMFC-Stack

膜電極組(MEA)

Fuelcell.swf Source: www.sglcarbon.com

(p.17)

(p.18)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(1)FP: 如何儲存足以行使500公里的氫氣

Ballard的Mark 1030第三代Stack重量輕40%體積小26%

≒60kL 1/1000 含瓶 1wt.%(500Kg) 1/400

@-253℃ @70Kg

1/300

@250~350ATM ≒200L

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.19)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.20)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(1)FP:跨過700Bar門檻的高壓儲氫(能量密度)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(1)FP:氫的能量密度 …(常壓)甲醇(兩者)都OK

(p.21)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(1)FP:由化石燃料等取得H2

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(04)取得H2的方法】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(6)打造一個氫能社會】

(p.22)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(1)FP:甲醇:起動性佳的部份氧化法vs.水蒸氣重組法

(p.23)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(04)取得H2的方法】

(p.24)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(1)FP:將CH4(甲烷)改質成H2的改質器

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(4)BOP:排熱回收≒3x熱交換器、2x蒸氣分離器

☉脫硫反應﹕ ‧C2H5SH+H2→C2H6+H2S﹐△H=-70.2kJ/mol ‧H2S+ZnO→ZnS+H2O﹐△H=-76.6kJ/mol ☉改質反應: ‧蒸氣改質反應﹕CH4+H2O→CO+3H2﹐△H=206KJ/mol ‧水氣轉移反應﹕CO+H2O→CO2+H2﹐△H=-41kJ/mol

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.25)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(5) Integration: FC流程的控制系統&主要項目

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

(p.27)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

(p.26)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(5)Integration: FC的維護項目範例&遠端監控

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

(p.28)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

1W~100kW@PEMFC、1kW~100kW@SOFC

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration ☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW) ☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區) ‧【燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型…公車、(瓦斯製氫)備援發電機、堆高機】 ☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命?製氫時間?) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能)>35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱< 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱(25%) ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年) ☉結論: ‧困境≒UPS很難普及(量產)&練就性能(壽命) ; ‧轉戰≒離網(BPS較常用)、並網{分擔尖峰電力、分散風險、普及量產、離峰用熱) ‧PEMFC: 製氫&純化?儲存&運送@加壓700Bar純氫? 加氫站?Pt觸媒? 適合100kW? ‧RMFC/RGFC:CO移除?熱>電?適合100kW? ‧SOFC:免用Pt!省CO移除! 複合發電(60%電) !1kW→10kW →100kW →1MW≒不關機 ☉建議: ‧SOFC(10W ←100W ←1kW→10kW →100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/12) 【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.29)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

PEMFC構造和發電原理

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.30)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

PEMFC的PEM之Nafion結構

(p.31)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.32)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

DMFC運作原理

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

DMFC的地雷: 直接得6H+,但需牽引18H2O 甲醇:6~10v% 陽極H2O濃度高 A→C的H2O極多

耗能: 1 不斷排出CO2 2.升溫到60℃ 3. 送回1+18H2O

‧陽極:CH3OH + H2O →CO2 + 6H+ + 6e– ‧陰極:3/2 O2 + 6H+ + 6e– →3H2O ‧A→C: 6(H+)x 3H2O=18 H2O﹔∴必須回收19/21(~除濕?) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.33)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/11/); (EnerMaster)200710(p118)直接甲醇FC技術的發展(康顧嚴)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

SFC-DMFC-EFOY: 25,50,65W

DMFC的困擾:電極過電位(vs. PEMFC)

Device

0.4W (cm^2) 0.04W (cm^2)

0.4mg (cm^2)

4.0mg (cm^2)

Source: rational@enermaster.com.tw (2007/07/01); (五南出版)燃料電池…原理與應用(衣寶蓮)2005/03 (05)DMFC

(p.34)

(p.35)

EFOY 600

EFOY 1200

EFOY 1600

Charging capacity

‧600 Wh/day ‧50 Ah/day

‧1,200 Wh/day ‧100 Ah/day

‧1,600 Wh/day ‧130 Ah/day

Nominal voltage

‧12 V

‧12 V

‧12 V

Nominal power

‧25 W

‧50 W

‧65 W

Nominal current

‧2.1 A

‧4.2 A

‧5.4 A

Methanol consumption

‧1.1 l/kWh ‧1.3 l/100 Ah

‧1.1 l/kWh ‧1.3 l/100 Ah

‧1.1 l/kWh ‧1.3 l/100 Ah

Noise emission

‧23*/39**dB(A)

23*/39**dB(A)

23*/39**dB(A)

Weight

‧7.3 kg

‧7.5 kg

‧7.6 kg

Dimension in cm (LxWxH)

‧43.5 x 20.0 x 27.6

‧43.5 x 20.0 x 27.6 ‧43.5 x 20.0 x 27.6

Source: ratoinal@EnerMaster.com.tw (2008/07/01); SFC-DMFC-EFOY: 25,50,65W

(p.36)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC電極材料…PAFC、MCFC、SOFC

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

MCFC工作原理

(p.37)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

MCFC熱模組

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.38)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

SOFC工作原理

(p.39)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.40)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

SOFC構造

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

西門子西屋SOFC/GT複合發電站

(p.41)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

PE(M)FC (可M&G)、SOFC(免Pt,可CO)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.42)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration ☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW) ☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區) ‧【燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型…公車、(瓦斯製氫)備援發電機、堆高機】 ☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命?製氫時間?) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能)>35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱< 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱(25%) ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年) ☉結論: ‧困境≒UPS很難普及(量產)&練就性能(壽命) ; ‧轉戰≒離網(BPS較常用)、並網{分擔尖峰電力、分散風險、普及量產、離峰用熱) ‧PEMFC: 製氫&純化?儲存&運送@加壓700Bar純氫? 加氫站?Pt觸媒? 適合100kW? ‧RMFC/RGFC:CO移除?熱>電?適合100kW? ‧SOFC:免用Pt!省CO移除! 複合發電(60%電) !1kW→10kW →100kW →1MW≒不關機 ☉建議: ‧SOFC(10W ←100W ←1kW→10kW →100kW)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.43)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/12) 【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.44)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

運輸用: PE(M)FC(用Pt,怕CO)

運輸用FC: 100W@自行車、1kW@機車、100kW@汽車

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.45)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.46)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC的Stack功率密度…2.0kW/L@2010年

戴姆勒克萊斯勒NECAR 燃料電池車 (a)第一代NECAR 1(1994)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(b)第五代NECAR 5(2001)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.47)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.48)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC售價(kW)USD30@2010、USD15@2015(3)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC售價(kW)USD30@2010、USD15@2015(4)

◇此圖是Ballard的內部資料﹐在DOE的HFCIT計畫之前就做了﹗ ‧自從DOE的HFCIT計畫委託第三方團體(如TIAX)進行成本分析並定期公布之 後Ballard就不再公布了﹗ ‧基本上,所有私人企業已經無需公布自己的成本﹐因為大家都會相信TIAX 的分析資料﹗ ▽不過,必須回來肯定的是Ballard的成本分析和後來 DOE的結果相當接近﹗ Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.49)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.50)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

跨過700Bar門檻的高壓儲氫槽(複合碳材)

會從巴士(點對點)開始應用FCV嗎﹗﹖ ‧戴姆勒克萊斯勒NeBus

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

‧豐田和日野汽車FCHV-BUS

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.51)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.52)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

混合電力型燃料電池車的原理

SUZUKI的FC機車(125cc)氫700Bar…FC600W+500Wh

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(日經BP社)20091023(東京車展)鈴木開發出續航距離達到350km的燃料電池踏板摩托車(BURGMAN)】

(p.53)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (4)從馬車到氫車】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

混合電力型燃料電池車的原理

(p.54)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

燃料電池大廠(Ballard)被FCV拖垮財務 ☉從今年加拿大冬季奧運示範公 車 、沃爾瑪 賣場裡頭滿場跑的堆 高 機 (forklift)﹐摩托羅拉 的備用發 電 機 ﹐都有Ballard的影子。 ‧「Ballard是燃料電池的pioneer(先驅 )﹐全球主要車廠 的燃料電池技術幾

乎都源自 Ballard﹐」加拿大燃料創新研發中心執行長泰克說(John W.Tak)。 ☉像今年五月﹐德國戴姆勒 傳出和豐田 汽車將聯手發展燃料電池汽車﹐戴 姆勒燃料電池的核心技術就來自Ballard。 ‧日產、福特 、印度塔塔 汽車和Ballard都有研發交流。 ☉令人玩味的是﹐讓Ballard坐上歷史地位的車載用燃料電池﹐卻也是拖垮 Ballard財務的罪魁禍首。 ‧「Ballard卻置之死地而後生﹐走上核心技術多角化應用﹐」加拿大滑鐵 盧大學機械工程系教授李獻國 剖析Ballard的轉型經驗﹐值得亞洲想發展 綠電池的業者借鏡。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (4)從馬車到氫車】

(p.55)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.56)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Ballard壯士斷腕…賣掉黃金部門 (1)

Ballard壯士斷腕…賣掉黃金部門 (2)

☉六○年代﹐Ballard從航太領域 切入燃料電池研發﹐一路做到車載用 燃料 電池。 ‧後來日本向Ballard採購一套設備﹐還開出讓日本 派一組人到Ballard學習 的條件﹐成為日本發展燃料電池的轉捩點。 ‧日本 有汽 車 工業可練兵﹐而發展出後發先至的燃料電池產業生態。 ‧福特、戴姆勒 也從九七年就展開和Ballard的技術合作。 ☉但當Ballard成為眾大車廠 的電池導 師 時﹐始終停留在研發階段的燃料電 池車﹐卻侵蝕著Ballard的財務結構。 ☉燃料電池的關鍵原料是昂貴的白 金 ﹐加上蓋加 氫 站 需要政策支持﹐使 成本居高不下﹐遲遲無法量產普及。 ‧Ballard年年承受巨幅虧損﹐三年前不得不將汽車部門賣給福特﹐專注 在 「燃 料 電 池 堆 」(fuel cell stack)研發。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.57)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Ballard全力衝刺「Ballard-inside」 (1)公車

☉「很艱苦的三年﹐Ballard從一個研發型公司﹐轉型 跨入商品 市場導

向 ﹐公司一年就短少了好幾百萬美元的現金流﹐」事業發展部總監卡山 坦言。 ☉股東要求Ballard趕快獲利﹐Ballard只好「壯士斷腕 」﹐賣掉仍 需 十 到

二 十 年 才可能量產的燃料電池汽車部門﹐減低負債﹐補起燒錢黑洞。 ‧另和戴姆勒、福特合 資 AFCC﹐由這家公司延續車用燃料電池的研發。 ☉Ballard本身則修正了原本孤注一擲在車用燃料電池的策略。 ‧將核心技術電池堆﹐多領域商業應用。 ‧如同在電腦產品中﹐英特爾扮演「intel-inside」的角色﹐Ballard在燃料電池 界﹐也走向「Ballard-inside」。 ☉「Ballard目前最大的獲利來源﹐是公 車 、 備 援 發 電 機 [編註:瓦斯製 氫]、堆 高 機 這類成熟的商業應用﹐」在Ballard工作十三年的重工部 門總監波次﹐分析這三年發產出的新獲利模式。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.58)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Ballard全力衝刺「Ballard-inside」 (2)堆高機 ☉就連零售業者也找上Ballard。

☉Ballard明亮的大廳內﹐放著發展到第六代 的電池堆﹐ ‧正是今年二月加拿大冬季奧運 時在Whistler鎮 示範公車 內的燃料電 池﹐宣示Ballard現階段的營運重點。 ☉在這全球最大燃料電池示範公車計劃中﹐Ballard在Whistler鎮 上打造二 十台 燃料電池公車﹐ ‧一個月的冬運期間﹐在全球面前試運行累計三千多公里 ﹐零碳排放﹐安 靜平穩的行駛﹐成功打響Ballard-inside的品牌﹐ ‧之後荷蘭、巴西 的公車系統商找上Ballard﹐甚至倫敦市 公車也找上 Ballard﹐ ‧預備在2012年倫敦奧運 推示範計劃﹐Ballard站上全球最大的燃料電池公 車 動力系統商﹐市佔超過七 成 。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.59)

‧譬如沃爾瑪 ﹐在大賣場中用來搬貨的堆高機 ﹐原以鉛酸電池發電﹐一 來充電時間長﹐需要多台車子輪替﹐二來鉛酸電池會造成污染﹐沃爾瑪 找Ballard開發燃料電池堆高機﹐克服污染問題﹐而且加氫時間短﹐賣場 也減少堆高機數量 ﹐省了採購成本。 ‧之後吸引了Whole Food、可口可樂 等知名企業下單。

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.60)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Ballard全力衝刺「Ballard-inside」 (3)備用電力

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(1)

☉Ballard也將燃料電池堆組成動力模組﹐推向備用電力 系統。 △原本包括電廠、電信公司基地台的備用電力系統都採用柴油引擎發電﹐ 不但污染空氣﹐且一旦打開開關發電﹐就不能停止﹐使得周遭環境吵 雜。 ‧而使用一般的鉛酸電池又只能備用三 十 分 鐘 左右的電力﹐ ▽在美國發生卡翠娜風災後﹐對備用發電機要求提高到七 十 二 小 時 ﹐現 階段許多業者已不符合規定。 ‧這卻給Ballard帶來機會。 因為備用發電機不需要 像汽車一樣﹐建置大量 充氣站﹐一旦充氣完成﹐氫保存期 比較長﹐十分適合備用發電機的特 性。 ☉而對Ballard來說﹐就配合客戶做系 統 整 合 ﹐將電池堆做成模組化的動 力系統﹐放到客戶的備用發電機 中取代原本的鉛酸電池或柴油引擎﹐

難度不高。 Source: rational@enermaster.com.tw (2010/09/) 【 (天下雜誌)20100630(電池新戰場)燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型】

(p.61)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(2)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】

(p.63)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】

(p.62)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(3)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】

(p.64)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio(4)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration ☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW) ☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區) ‧【燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型…公車、(瓦斯製氫)備援發電機、堆高機】 ☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命?製氫時間?) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能)>35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱< 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱(25%) ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年) ☉結論: ‧困境≒UPS很難普及(量產)&練就性能(壽命) ; ‧轉戰≒離網(BPS較常用)、並網{分擔尖峰電力、分散風險、普及量產、離峰用熱) ‧PEMFC: 製氫&純化?儲存&運送@加壓700Bar純氫? 加氫站?Pt觸媒? 適合100kW? ‧RMFC/RGFC:CO移除?熱>電?適合100kW? ‧SOFC:免用Pt!省CO移除! 複合發電(60%電) !1kW→10kW →100kW →1MW≒不關機 ☉建議: ‧SOFC(10W ←100W ←1kW→10kW →100kW)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/) 【 (Ballard.com)Stack(all)ProductPortfolio】

(p.65)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.66)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC壽命…性能降低原因≒白金燒結和脫落

定置型FC: 1kW@家用、100kW@產業、1MW@電廠

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/12) 【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.67)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(03)FC的構造】

(p.68)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC@UPS:少用&急開(Stack壽命500Hrs)!CHP?

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.69)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

家用FC的CHP(熱電共生系統)安裝於戶外

(p.70) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】http:\\happyfc.nef.or.jp

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

家用FC的CHP(熱電共生系統)架構

FC的CHP(熱電共生系統)於家庭的利用

(p.71) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/)【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】;http:\\happyfc.nef.or.jp

(p.72) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】http:\\happyfc.nef.or.jp


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

PEMFC熱電共生(CHP)系統的流程

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

1kW家用RGFC@CHP: 45%熱+35%電 電廠產生電力

輸配電損耗 電廠發電產生的廢熱 FC產生電力 及熱回收

FC包括燃料改質及發電過程排掉的廢熱 Source: rational@enermaster.com.tw (2008/10/); (全華圖書)200810(RyanO'Hayre)燃料電池基礎(10)燃料電池系統整合和次系統設計(p.73)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

日本PEMFC家用CHP 大規模示範性能實測

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source﹕NOC Data at Large Scale Demo Project

(p.74)

Source: HappyFC.NEF.or.jp

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

日本PEMFC家用CHP大規模示範之節能減碳

(p.75)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source﹕NOC Data at Large Scale Demo Project

(p.76)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

日本家用FC之顧客增益

家用燃料電池CHP容量確定方式

Source: <<圖解FC百科>>(全華科技(實用電子)2004/11王建義-譯) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.77)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.78)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

家用燃料電池CHP熱水供應系統_示意圖

一般獨棟住宅之負荷型態

Source: (全華科技)200411(王建義)圖解燃料電池百科(4-08)家庭使用電力之8成左右由燃料電池供應(田- 健)

(0-02)FC及相關商品之市場動向(風間智英@(株)野村綜合研究所(技術、產業部)主任師)

(p.79)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(05)質子交換膜燃料電池】 (p.80)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

大阪瓦斯的「學習控制」運轉模式

家用CHP(熱電共生型)FC的運轉策略(電)

(p.81)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

家用CHP(熱電共生型)FC的運轉策略(熱)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.83)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.82)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

日本家用FC~發展的意義

Source: (NEF.or.jp)20070309(平成18年度)定置用FC大規模實證事業報告會 (1)定置型FC大規模實證事業平成18年度(2006年)成果的概要(by財團法人新能源基金會)

(p.84)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

1kW家用RGFC@CHP售價JPY50萬(目標)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

JPY300萬@2009﹔JPY50萬@2015﹔JPY40萬@2030

資料來源﹕大和證券投資情報部根據NEDO「定點燃料電池系統Roadmap」、 瓦斯公司資料製成。 *1﹕固定式燃料電池大規模測試實驗的合計基礎 *2﹕2009年日本政府提供每台最高140萬日圓的補貼 *3﹕發電效率根據低位發熱量基準 (p.85)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

ENEOS CELLTECH的ENE‧FARM產能規劃

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source﹕Nippon Oil Company

(p.87)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/03/) 【20100302(大和國泰證卷)燃料電池即將正式邁入普及階段(日本大和國泰)】

(p.86)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

ENE‧FARM的系統成本目標規劃

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source: New Energy Fundation

(p.88)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

日本PEMFC家用CHP系統主要製造商 (1) ☉ENEOS Celltech (Former SANYO) ‧NG/LPG 750 W

☉TOSHIBA FCP ‧NG/Kerosene 700 W

日本PEMFC家用CHP系統主要製造商 (2) ☉MATSUSHITA (Panasonic) ‧NG 1000 W

☉EBARA ‧NG/LPG 1000 W

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.89)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

SOFC與PEMFC的比較表 操作溫度 發電效率

PEMFC ~ 80°C ‧36%

熱回收效率 (LHV) 燃料 啟動時間

‧45% ‧H2 ☉短 ‧可每天開機 ‧開機≒0.5小時

額定功率

‧1~100 kW ‧280L (09FY Model) ‧65°C(@120L)

尺寸 (1 kW Class) 熱水溫度

☉TOYOTA ‧NG 1000 W

(p.90)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

SOFC 家用CHP系統(700 W)-1,2 (1) Kyocera開發

SOFC ~ 750°C ‧45%

(2) Kyocera 、大阪瓦斯、 TOYOTA 、AISIN 精機

‧40~45% ‧H2、 CO ☉長 ‧連續運轉 ‧開機≒2小時 ‧1 kW~100 MW ‧150L ▲ (09FY Model) ‧80°C▲(@70L)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.91)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.92)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

SOFC 家用CHP系統(700 W)-3,4 (3) ENEOS開發

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

日本PEMFC家用CHP 正式商業化量產的機種

(4) Kyocera、東京瓦斯、Rinnai、 Gastar…共同開發

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.93)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.94)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

日本SOFC實證安裝進度與廠家分布情形

日本不同廠牌PEMFC家用CHP系統之規格

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.95)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 NOC Data at Large Scale Demo Project

(p.96)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

ENEOS家用SOFC含CHP性能(2009 Model) 項目

定置型FC中發展最快的PAFC但COST高

規格( LPG)

額定功率 發電效率 (目標) 熱回收效率 (目標) 尺寸cm3(燃料電池單元) 尺寸cm3 (熱水筒單元) 體積(熱水筒)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

≒700 W ≒45% ≒45% ≒W56× H90 × D30 ≒151L ≒W70 × H170 × D30 ≒357L ▲ ≒70 L @75°C ▲

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】

(p.97)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

利用沼氣發電的燃料電池

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(06)定置型FC】

(p.98)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

利用廚餘或有機垃圾發電的燃料電池

(p.99)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.100)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

製造殺菌劑的燃料電池系統

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

營業用燃料電池熱電共生系統

(p.101)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.102)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

SOFC/GT複合發電站: 發電效率=60%

已實用化的定置型(PAFC、PEMFC、SOFC)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(06)定置型FC】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.103)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.104)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

核電廠(需10年)≒ 1M*1kW*JPY50萬(壽命10年)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(06)定置型FC】

(p.105)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

ENE‧FARM的裝置量目標規劃

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/08/) 【 (工業材料)201007p121(張文振)日本家用定置型燃料電池產業發展現況】 Source﹕Nippon Oil Company

(p.106)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

集中策略:100~1kW@可攜、1kW~10kW家用、100kW@巴士&產業

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration ☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW) ☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區) ‧【燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型…公車、(瓦斯製氫)備援發電機、堆高機】 ☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命?製氫時間?) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能)>35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱< 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱(25%) ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年) ☉結論: ‧困境≒UPS很難普及(量產)&練就性能(壽命) ; ‧轉戰≒離網(BPS較常用)、並網{分擔尖峰電力、分散風險、普及量產、離峰用熱) ‧PEMFC: 製氫&純化?儲存&運送@加壓700Bar純氫? 加氫站?Pt觸媒? 適合100kW? ‧RMFC/RGFC:CO移除?熱>電?適合100kW? ‧SOFC:免用Pt!省CO移除! 複合發電(60%電) !1kW→10kW →100kW →1MW≒不關機 ☉建議: ‧SOFC(10W ←100W ←1kW→10kW →100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/12) 【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.107)

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.108)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

集中策略: PEMFC (RMFC & RGFC) 、SOFC

Source: rational@enermaster.com.tw (2010/04/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

EMT報導推廣@工商時報FC專輯(如:第5期)

(p.109)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC系統商品化專業設計項目比較表 比較項目 啟動電力 HYBRID 快充電池 保護電池 FC外接UPS FC整合UPS 遠端監控Cells 控制觸媒製氫 不同純度氫源 電力指示燈 氫氣洩漏 燃料使用時間 燃料殘餘量 自動防護 自動活化 安全與認證

(EnerMaster)商品化設計(優點) 二次電池沒電時仍可啟動 僅用1kW的FC可輸出瞬間3kW HYBRID需要電池能邊用邊快充 使電池免於被充壞的切換電路 可採用穩定的UPS現成品(無需訂作) 可選擇內建UPS模組(省卻多餘成本) 無需外接PC即上網讓遠端監控 自動控制在負載即時需要的氫氣量 可同時外接異種氫源:氫氣罐供 氫、加水產氫、甲醇製氫 無需PC就可看見瞬間FC發電量 內建可偵測並警報及顯示洩漏 無限制(可邊用邊抽換/添加) 顯示並警報燃料殘餘用量不足 殘餘燃料不足則自動關機防護 免加濕架構簡單但必須活化 兼具全球性法規要求及情境安全

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/09/10)【 (工商時報)20090910(第05期)燃料電池商品化分工(專輯)】

(p.110)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

循環型社會的核心能源

(General)非商品化設計(缺點) 當電池沒電就無法啟動 採用貴一倍之3kW的FC 否則電池很快沒電可HYBRID 電池殘餘太少時容易充壞電池 FC通常無法跟UPS分離單獨使用 外接UPS技術簡單但增加成本 外掛一台專用PC才能上網傳輸 固定製氫量導致氫氣過多或不足 只能適合特定純度的氫源,否則 FC發電量無法維持滿載 無法得知FC發電還是電池供電 缺偵測、有警報無顯示、外接 若無並聯則需關機更換補充 否則不知何時該更換補充燃料 否則持續拉載將有損Stack壽命 超過兩週就難承受滿載發電 示範過後仍難接單量產銷售

Source: rational@enermaster.com.tw [育成雙月刊 (2009/10)]【燃料電池 有環保概念(原名=燃料電池的趨勢與創新)】

(p.111)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(07)今後展望】

(p.112)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

FC運轉溫度的差異造就不同特徵

煤可作為高溫型FC的原燃料

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(04)取得H2的方法】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.113)

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(02)FC的原理與特徵】

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

低溫SOFC(4)可降低內阻的反應抑制層

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration ☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW) ☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區) ‧【燃料電池大廠(Ballard)絕處大轉型…公車、(瓦斯製氫)備援發電機、堆高機】 ☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS:高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命?製氫時間?) ‧1kW家用RGFC@CHP: 45%熱(節能)>35%電(減碳≒28%) ‧SOFC:1kW家用@CHP≒40%熱< 45%電;100kW電廠≒複合發電(60%)>熱(25%) ‧FC@電廠: 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年) ☉結論: ‧困境≒UPS很難普及(量產)&練就性能(壽命) ; ‧轉戰≒離網(BPS較常用)、並網{分擔尖峰電力、分散風險、普及量產、離峰用熱) ‧PEMFC: 製氫&純化?儲存&運送@加壓700Bar純氫? 加氫站?Pt觸媒? 適合100kW? ‧RMFC/RGFC:CO移除?熱>電?適合100kW? ‧SOFC:免用Pt!省CO移除! 複合發電(60%電) !1kW→10kW →100kW →1MW≒不關機 ☉建議: ‧SOFC(10W ←100W ←1kW→10kW →100kW) Source: rational@enermaster.com.tw (2010/10/12) 【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

(p.114)

(p.115)

☉2005 年10 月初,TOTO公司發表其利用獨家的陶瓷技術所研發出來的SOFC。該SOFC的最大 特色是在其電解質層與燃料極之間,另外設計有反應抑制層存在。 ‧電解質所用的是鑭鎵系陶瓷((LaSr)(GaMg)O3),反應抑制層則是使用鈰系陶瓷 ((CeLa)O2)。 ‧鑭鎵系陶瓷能在500℃溫度中工作,而增加反應抑制層設計則可防止與鎳起反應,讓電池 內阻減少1/2。 ☉TOTO 發表的SOFC 電池組(如↓圖◆)是由數十支外形尺寸為直徑5mm、長度50mm 的單電 池所組成的。其功率輸出在500℃為28W、600℃為37W。

◆圖﹕有反應抑制層設計的 SOFC 電池組

資料來源:TOTO Source: rational@enermaster.com.tw (2007/08/); (Materialsnet)VIP(2007/02/26) SOFC材料及其研發概況

(p.116)


RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

Mesoscopic MesoGen-SOFC-250W

NanoDynamics- SOFC-Revolution 50H Hybrid

項目 Weight / Size

Power

Operational Condition

說明/內容 備註/其它 ‧Dry weight: 4.3 kg (9.5 lb) ‧Wet weight : 13.2 kg (29 lb) (for 5 days at full power) (120Hrs) (Rational: Fuel 9Kg≒ 250Wx120Hrs=30kWh) ‧Converter Size : 152x254x305 mm (6x10x12 inches) ‧Volume : 12 liters ‧System Specific Energy : 2280 Whr/kg (120 hour run time) ‧Fuel : Sulfur-Free JP-8 or Propane (丙烷) ‧Fuel Specific Energy : 3880 Wh/kg fuel (10.6 liters kerosene for 5 days) ‧Nominal Load Voltage : 25 V (22 to ‧Net User Power : 250 W Average 28 V Unregulated ) ‧Startup Time : <15 minutes (to ‧Nominal Delivered Current : 11 A 50% Power) ‧Altitude : 0~10,000 ft (0~3050 m) ‧Ambient Temperature Range : (derate by 3%/1000 ft above 2000 20~60 ℃ ft ) ‧Operational Orientation : ±45° from vertical

Source: Rational_You.LS/EnerMaster (2006/12/22) Source: Ratoinal@EnerMaster.com.tw (2007/07/01)

(p.117)

RationalYou (2010/10/12)【燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略】@明新科大(材化系)碩專班

BMW以車用APU所開發的500W小型SOFC

Source: rational@enermaster.com.tw (2009/12/)【(世茂出版)200809(石井弘毅@FCDIC)圖解燃料電池(05)汽車用FC】

(p.119)

MesoscopicDevicesLLC(Datasheet)MesoGen-SOFC-250W(Military battery charger) 2005/

(p.118)

(EnerMaster)燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略  

燃料電池於備援電力的市場困境與轉戰策略