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氢燃料电池商业化渐露头角(三)

时间:2016-02-17 08:04:21来源:中国氢能源网

2015年氢能与燃料电池全球发展动态

  3、商业化进展

  3.2.  固定式发电

FC系统已经在美国部署超过了10年,德国和日本等国家也已经有多年的应用历史,而日本家用FC系统销售更是超过了120000套并且还在迅速增加。

在日本,政府继续通过ENE-FARM计划推动燃料电池家用热电联供系统在日本的商业化应用,计划目标是2030年达到530万套。至2016年燃料电池CHP售价将继续降至7080万日元,而政府补贴将终止,市场达到自维持,即实现商业化。ENE-FARM项目可以说是世界上最为成功的燃料电池商业化项目。目前,该项目已经支持部署了超过120000套家用燃料电池设备,这些燃料电池被安装在公寓以及普通住宅内,由公寓开发商选择安装与否,并且有其他附件应用用途可供选择。

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日本对于家用燃料电池的兴趣可以追溯到1999年,其千禧年项目就包括对于PEMFC研究的支持。日本的住宅能源需求量很大并且一直保持增长的态势。日本政府于2005年开始了一个大型家用燃料电池示范项目,总共部署了3300套燃料电池系统。由于该项目取得的成功,日本政府于2009年正式开始了商业化推广,并且提供了深度的资金支持,这其中就包括了ENE-FARM项目。

ENE-FARM项目是公私合作伙伴关系的典范。在2009年,政府同意每套燃料电池补贴140万日元或者制造成本的一半,并做出补贴多年的承诺。虽然每套设备的补贴力度下降,但是总的补贴预算不断升高。现在这个数字已经慢慢增长至超过12000套,而每套设备的补贴则降至了500000600000日元,补贴总金额达到了222亿日元,预计补贴到2016年年底就将结束,政府也已经开始讨论下一步的支持计划。另外,这些家用燃料电池生产厂商开始试图进入欧洲市场。

在韩国,主要固定式发电FC公司是美国斗山FC公司。2015年,该公司和韩国多家企业达成了合作,签订了40MW电力的订单,这些FC会在美国康涅狄格州制造,然后进口到韩国进行安装。另外像Hydrogenics、普拉格和劳斯莱斯等公司也纷纷拓宽他们在韩国的业务。

 

世界最大的燃料电池电站位于韩国Hwaseong,距离首尔1小时车程,每年可以产生440MW时的电能,站内配备212.8MW的燃料电池,每座燃料电池占地面积有一个篮球场大,这些燃料电池足以为135000户家庭提供电力。

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三星物产公司、韩国水电核电集团(KHNP)与斗山FC公司就一大型清洁能源项目达成合作协议。根据协议,斗山公司将为该项目提供70套燃料电池系统,这些燃料电池可以提供30.8MW的清洁电力与热能,而三星将负责整个项目的工程设计、采购与具体制造,KHNP则将负责将这些清洁电力与热供给给釜山的一片新住宅区。据估计,这些电力将可以满足71500户韩国家庭的用电需求。

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目前韩国所有的事业单位都必须满足可再生能源配额制指标,这些单位必须采用一定比例的清洁能源。与风能与太阳能等其他可再生能源技术相比,燃料电池占地面积更小、能量密度更高,因此燃料电池在韩国的接受程度很广。这些燃料电池将于20172月开始发电,届时斗山将在韩国运营有105套燃料电池,总发电量达到45MW

欧洲方面,Ene.field项目由欧洲工业代表以及欧洲FCH-JU组织共同出资,将在11个欧洲国家布置超过1000个家用燃料电池微型CHP系统。该计划是欧洲最大的现代能源技术产品投放计划,生产厂家可以通过批量化生产降低成本。在过去的6个月时间内,已经有超过300CHP系统被成功安装。

德国计划到2015年在境内安装6001.5千瓦BlueGen系列燃料电池系统。

苹果公司一致热衷于CHP201511月,苹果向北卡罗来纳州公共事业委员会提交了燃料电池站点的建设计划。苹果将在夏洛特北部40公里的Maiden建设4.8兆瓦燃料电池站点。该站点坐落于苹果公司的数据中心旁,该数据中心为iCloud数据存储以及Siri语音识别软件服务。根据美国能源情报处的最新报告,建设燃料电池电站的耗资为每兆瓦670万美元,预计苹果公司的项目规模在3000万美元。这将是美国非电力公司建设的最大的燃料电池站点。站点将由24个燃料电池模块组成,将通过重整天然气的方式获取氢气。预计后期将引入垃圾填埋场生产的甲烷或者气体生物沼气,进一步降低天然气的使用。

Apple plans nation’s biggest private fuel cell energy project at N.C. data center

在中国,第一座燃料电池发电站将在辽宁省营创三征(营口)精细化工有限公司进行安装。该电站得到欧洲FCH JU计划的大力支持,将由Nedstack 与阿克苏诺贝尔工业化学品公司和MTSA技术电力公司合作负责安装,电站总发电量可达2MW

  3.3. 叉车

美国是目前燃料电池叉车示范运营最多的国家。2015燃料电池叉车在科罗拉多州得到了发展。施特普尔顿的克罗格中心就拥有了超过200辆的燃料电池叉车,并且安装了最先进的加氢设施,采用了液态储氢的方法。

丹麦能源技术发展与技术计划(EUDP)将出资969万丹麦克朗资助HyFlexDrive计划。HyFlexDrive计划旨在开发下一代可靠、低成本的叉车用燃料电池系统,并且目标直指商业化。位于丹麦北部的Hedegaard FoodsRockwool Arla Foods等公司将参与计划中,验证新系统的可行性。计划将由Dantherm Power公司主导推动,该公司拥有多年的清洁能源备用电源系统设计经验。与此同时,台湾M-Field公司也将会向计划投放相关燃料电池系统技术。M-Field作为一家台湾公司已经在丹麦建立实体研发地,旨在加强在欧洲的研发活动,并且扩大欧洲市场业务。

M-Field and Dantherm Power Part of Danish Fuel Cell Powered Vehicles Project

  3.4. 基站备用电源

通信基站用燃料电池备用电源的优越性和可靠性得到了很好的验证。

印度在此领域几年来一直处于领先地位。2015年初,Essential公司已经为超过一万个基站提供服务,总计装机功率为100MW,年均收入达7500万美金。Intelligent Energy公司为印度电信通讯塔部署燃料电池技术作为备用电源项目,其总价值高达12亿英镑,总共覆盖了印度27400座通讯塔。目前,印度国内共有约425000座通讯塔,而由于印度电力系统的不稳定,这其中的70%每天断电时间达到了8小时,这意味着国内9亿多手机用户中的一半用户经常与外界失去联系,为此印度每年在通讯塔上所消耗的柴油达到了30亿吨。因此,燃料电池的安装不仅对通讯行业大有裨益,也将对印度能源市场的转型有着积极的作用,意味着能源利用效率的提升以及成本的降低。

Intelligent Energy commits to India with £1.2bn power provision contract during meeting with PM Modi as part of multi-billion UK-India Trade Deals

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巴拉德动力系统宣布获得了印度博拉集团50ElectraGenTM-H2氢能备用电源模块的订单,这些模块将被装备在其印度电信分支创想公司网络基站。订单内所有的模块都将在2015年年内完成发货,这个订单标志着博拉集团在2016年底完成部署200套氢能备用电源系统的第一步。

  3.5. 其他

2015319日,世界首列氢能源有轨电车在中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司下线。

611日巴拉德公司与唐山轨道客车有限责任公司(TRC)签署了框架合作协议。合作的主要内容包含设计开发新的燃料电池模块以满足有轨电车或地面运输汽车的应用需求。该框架合作协议设想在TRC有轨电车上安装为其量身定制设计的下一代巴拉德燃料电池动力模块。最初的工作包含由巴拉德提供具体的技术解决方案,协助设计、整合燃料电池动力模块安装于TRC有轨电车上,并在2016年设计出为地面运输车辆供电模型。

10月份,巴拉德公司在公司总部举行的庆典上与中国中车股份有限公司下属青岛四方机车有限公司(CRRC四方)签署了共同发展协议以及供给协议。根据协议,巴拉德将在2016年为CRRC四方提供10FCvelocity模块燃料电池,订单初步估值超越600万美元,CRRC四方和佛山市计划2017年在高明线首先部署8套该模块。

此外,中国河北将安装第一座风力制氢(power to gas)试点项目。20156月,河北建设与投资集团有限公司与McPhy Energy公司签署了一项640万欧元的2MW电解槽项目,该电解槽将用于河北省一座200MW风能发电厂的盈余电力转化。

  4 小结

2015年被业内人士认为是燃料电池的产业化元年,燃料电池技术研究百花齐放;燃料电池汽车投放市场、燃料电池固定式发电进入商业化运营模式;不断开拓燃料电池在其它应用领域的商业化发展道路。

从过去一年氢能与燃料电池全球发展的总体来看,欧美日等发达国家继续加大研发投入和政策扶持,氢能与燃料电池在交通领域、固定式发电领域、通信基站备用电源领域和物料搬运领域都显示出市场化的迹象,氢燃料电池技术应用总体已经在商业化初期崭露头角。其中,丰田汽车公司的MariaFCV和现代汽车公司ix35FCV的早期市场化推进,以及配套的加氢站建设进程特别引人注目,相信两大汽车厂商的举动和取得的成果将会给予其他汽车公司加入FCV商业化极大的勇气,让我们对FCV2016年的发展更加期待。

过去一年我国氢能与燃料电池在各个领域的发展也取得了长足的进步。在政策层面,2015中国制造2025重点领域技术路线图中对氢与燃料电池有了明确的目标;FCV领域,目前,国际上几大汽车巨头研发的燃料电池汽车技术已经达到产业化要求,产品已按承诺开始进行商业化动作,并开始配套相关氢能基础设施。国内车企主要是上汽有持续投入,并与Air Liquid公司签订了部署氢能基础设施的初步协议。在FCB方面,与国外发达国家也有较大差距,但今年国内多家企业与巴拉德公司签订了多项供货协议,相信2016年将会有实际的FCB车队落地。在加氢站方面,虽然2015年仅建设一座,但在加氢站技术方面已经基本与国外接轨,如上海舜华新能源公司已经拥有70MPa加氢机及车载供氢技术,并在2015年上海国际工业博览会上进行了展出。另外值得一提的是,中国南车研发出世界上第一辆氢能源有轨电车。此外,过去一年国内召开了多个与燃料电池有关的会议,燃料电池的关注度大大提升。综上所述,虽然近年来中国氢能与燃料电池技术与发展取得了一些成绩,但相对于日韩美德等发达国家,还存在较大差距。与国外相比,中国车企在燃料电池系统的可靠性、耐久性方面仍有巨大差距;国内燃料电池系统的低温启动问题没有解决,环境适应性差;而且国内车企的供氢系统核心零部件依赖进口,70Mpa供氢系统国内没有法规支持,而国外已经广泛采用。此外,国内燃料电池系统零部件缺失,如氢气循环泵、空气压缩机、大功率直流电源变换器等零部件没有成熟可靠的零部件供应商,而国外丰田已经具备完整的零部件供应链体系,成本得到了很好的控制。除了在成本、可靠性、耐久性等方面的技术瓶颈之外,差距主要是由于缺乏大规模的工程化实际应用,大型企业介入力度不足,且加氢站基础设施建设市场准入标准体系不健全,缺乏规划,掣肘着燃料电池行业整体的发展。这些问题都需要在未来几年里逐步解决。上海氢能利用工程技术研究中心与中国氢能源网愿与有识之士一起努力,共同推动中国氢能与燃料电池的发展!

 

上海氢能利用工程技术研究中心于 2012 10 月正式开始组建,是依托于上海舜华新能源系统有限公司建立的、经上海市科委批准的市级工程技术研究中心。中心以氢能利用为专业研发领域,建立健全氢能技术研究及产业化服务平台,氢能知识普及基地及人才培养基地,促进关键部件及技术的工程化转换,推动氢能和燃料电池汽车产业的发展。上海氢能利用工程技术研究中心将以推进氢能利用的发展为己任,促进国内氢能行业的发展,缩小国内外差距,为我国氢能发展扬帆助航!

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