氢能专题
FuelCell Today 发布2010俄罗斯燃料电池调查报告
2019/10/16 13:55:10
2334
FuelCell Today 近日发布了2010俄罗斯燃料电池调查报告，该报告分析了俄罗斯的能源发展及经济现状，审视了其关于燃料电池的从基础科研到可能最终应用领域的供应链，同时考虑到了投资、国家政策以及相关的知识产权等问题。该报告也分析了俄罗斯燃料电池市场存在的机遇与挑战，这对于想进军其市场供应链的外来燃料电池部件生产商、电堆生产商以及系统生产商来说很有指导意义。
值得一提的是，在报告的企业版部分，其详细分析了在俄罗斯，燃料电池可能最终应用于广泛领域的推动力及困难，包括两个方面：供应链的分析；燃料电池应用、燃料和电解质方面10年后的市场预测。
本文以下对报告进行扼要的介绍，重点关注了报告中提到的其4个研发机构。
该报告认为俄罗斯是世界上拥有最具吸引力新兴市场的国家之一，尤其是对于一些新的能源技术，比如燃料电池。俄罗斯与巴西、印度和中国一样，在经历了一个短期的经济衰退之后，都迎来了经济的高速增长。在燃料电池供应链方面，俄罗斯不但拥有得天独厚的能量与自然资源基础，几十年的研发专业知识，新兴的元件制造部门，还拥有了一些独特的终端应用利基市场。尽管如此，俄罗斯的商业化燃料电池企业却相对较少，而且政府对燃料电池技术领域似乎也没有浓厚的兴趣。传统化石燃料在混合能源中所占据的主导地位和其能够为制造商与供应链提供的全面的解决方案依然是燃料电池应用的一个不可逾越的鸿沟。但是，由于受到俄罗斯研究专家意见和拥有广阔前景的终端用户市场的刺激，俄罗斯的一些商家开始对燃料电池产生了兴趣。
Figure 1: Map of Russia
报告指出，苏联时期对俄罗斯经济和社会具有深远的影响，对俄罗斯燃料电池行业上有一些重要的意义。
报告中提到的俄罗斯与燃料电池相关方面的政策是：俄罗斯计划到2012年，相对于仅仅用于燃料，要求利用95%以上石油和天然气行业产生的相关可燃气体。这可能是燃料电池的一个机会，让废气变废为宝。
报告中还指出，风险投资基金与俄罗斯天然气工业股份公司有着密切的合作联系，他们也对燃料电池产生了很大的兴趣。这些可能会涉及到非俄罗斯公司，但要求它们能促进俄罗斯的经济发展。米技术集团在一个相对较短的时期内拥有大量的资金可供投资。但是集团的态度却与苏联时期的态度不谋而合，即偏爱大规模、高姿态的展示项目。这可能不适用于燃料电池业，因为燃料电池业现在的规模还很小，仅在有限的利基市场实现了商业化。其它风险投资机构现在对燃料电池行业没有什么兴趣，比如像曾对美国普拉格公司投资过的Onexim 。
虽然俄罗斯拥有大规模的电网，但是一些地区也有电力不足的问题。如何打入这些地区现存的电网与天然气网对公司和居民区的发展是一个关键的挑战。因此在这些地区的电网加强和远程电力方面，对燃料电池是一个机会。
报告还对俄罗斯燃料电池研发的现状进行了分析。要强调的一点是，俄罗斯目前布署的燃料电池还很少。苏联时期对燃料电池的投资是很大的，主要集中在军事和航天应用上。在包括航天用AFCs发展上取得了显著的成果，有些成果直到现在还在使用。
报告认为，大学对燃料电池的研发有在化学领域出现的趋势，因为这个领域如今都在专注绿色化学、新能源、氢能、膜和聚合物。莫斯科大学，特别是在发展生物和微型燃料电池陶瓷和组件，新化合物、酶，以及制氢和储氢领域有独特的专长。另外，近期也有很多公司进行了燃料电池的研发，比如尤克斯石油公司（2004和2005年分别示范了5 kWe和12 kWe 的重整油燃料电池），诺里尔斯克镍业联合技术公司与Gazprom合作示范了250 kWe的燃料电池。
报告还对俄罗斯具有商业前景的燃料电池和氢能研发机构重点进行了调查：
Kurchatov Institute，
Kurchatov Institute氢能和等离子体部门有职员350名，已有20多年研究燃料电池和氢能的经验，目前正专注于航空用和军事用AFCs的研发，目标是使AFCs实现商业化。Kurchatov Institute的实验室也在研发PEM和SOFCs的组件和系统。其中，PEM项目主要专注于5-10 kWe自动设备的系统集成。这个机构能够使用碳氢化合物膜生产自己的MEAs，包含PtCu, PtNi和PtPd电极，并在需求量上升时可扩大生产规模。截止到目前，这个机构已经完成了燃料电池电堆（特别是在1-3 kWe范围内）的小额定单。其长期计划是要开发俄罗斯国内100-200 kWe范围内的固定发电站燃料电池产品市场。Kurchatov的 SOFC项目专注于2.5-5 kWe的产品，大部分还处于研发阶段。它一直致力于研发用陶瓷电极的纳米结构粉未，并希望能过与俄罗斯陶瓷制造商的合作，最终能够实现俄罗斯的电堆的生产。Kurchatov还对天然气、沼气和柴油重整催化剂进行了研究。
Bereskov Institute of Catalysis
Bereskov Institute of Catalysis位于新西伯利亚市，共有950名职员和众多PEM催化剂、PFSI膜、MEAs、燃料加注、SOFC、小型军事燃料电池和高温燃料电池（包括便携式燃料电池）方面的研究专家。PFSI膜是Nafion的主要竞争对手，且比Nafion要便宜二到三倍。Bereskov与圣彼得堡Plus Polymer公司合作，在膜的制备方面加强了研发。机构还与Netherlands Energy Centre和Ministry of Atomic Energy一道，研究SOFCs的新材料和电极，并且拥有许多其它SOFC合作项目，其中比较突出的有：金属（锆）负载的SOFCs（700度时能够产生0.5 W/cm2的电流密度）。机构还在发展各种重要的SOFC组件，其中主要包括复合阴极材料、内重整催化剂和硅酸盐电极和各种基底的薄膜SOFCs。Bereskov涉及的另一专业领域是储氢和氢气加注。机构在2004年与俄罗斯汽车原始制备商AutoVaz合作完成一个项目，为拉达燃料电池汽车开发过车载汽油重整器。
Urals Electrochemical Combine
Urals Electrochemical Combine （UEKhK）位于叶卡捷琳堡附近，拥有近60年的AFCs 的研究经验。此研究的初始目标是为航天应用建设一座发电厂。如今，机构已经为苏联登月项目建设了一座1 kWe的燃料电池发电厂。现在的目标进一步升级到为俄罗斯‘Buran’航天飞机建设一座10 kWe AFC发电厂和AFCs的试生产基地。目前，总计有300多个1到10 kWe的 AFCs被生产出来。1992年，经欧洲航天局测试，10 kWe的AFC性能很高，如今已经被优化至25 到 45 kWe。100 kWeAFC的研发也在进行之中。UEKhK使用周期负载测试出其AFCs的寿命为6,000 小时，并声称近期可使寿命提高到10,000小时。UEKhK 还声称其AFC的售价为 $10,000 / kW. UEKhK认为虽然PEM目前的商业化程度最高，但是AFCs比PEM技术拥有更多的优势，比如：电化学效率更高、寿命理更长和制造成本更低。与PEM相比，其最主要的劣势是使用空气时积碳速度快，但UEKhK相信，通过二氧化碳去除器可以解决这个不足。UEKhK的其它项目包括莫斯科政府支持的70 kWe燃料电池公交车项目（计划于2012年完成）和两个与AutoVaz合作的燃料电池汽车项目。UEKhK不仅是一个研究机构，还拥有制造方面的经验，有可能开办商业化燃料电池制造厂，还有可能以第三方的身份获得生产其它类型燃料电池的制造许可证。总体上来说，在目前俄罗斯需求不高的情形下，UEKhK进行的燃料电池活动有利于减少成本和提高燃料电池寿命。
International Science and Technology Centre (ISTC)
ISTC是一个多政府机构，其目标是利用国际力量促进各国的科技合作。燃料电池领域是ISTC分析的一个理想领域。ISTC对燃料电池的研究始于20世纪九十年代。从2002年，ISTC开始进行燃料电池‘targeted initiative’项目，并开发出许多拥有广阔前景的学术项目。在一个项目中，ISTC已经研发出一座5 kWe 的天然气重整燃料电池发电厂，系统集成和重整器的工作正在进行之中。在另一项目中，ISTC正在研究高温质子交换膜燃料电池，研究使用的是巴斯夫公司的膜。ISTC还与德国大学进行合作，高温质子交换膜燃料电池与传统质子交换膜燃料电池相比进行有以下优势：抗CO性高10%、增湿少、操作条件温和（包括热回收）；劣势有效率和几何表面的开发。ISTC还在开发50 W的便携式电池充电器。最终的目标是为地质学家和考古学家生产1 kWe的扩展电力系统。此外，一个关于让氢能经济的新目标项目也在ISTC的研发之中，特别是车载氢气和汽油与柴油重整制氢的研究。目前，柴油似乎是氢气解离最理想的选择，因为这个过程的系统结构简单，易于操作。
详细内容参见：http://www.fuelcelltoday.com/online/survey?survey=2010-07%2F2010-Russia
