先進國家布局燃料電池 因應再生能源儲能需求

2017/01/19 - 魏淑芳

在各種電池種類中，台灣產學研界對於燃料電池的討論聲量在近年相對較小，然而，根據元智大學燃料電池中心主任翁芳柏的觀察指出，「台灣投入燃料電池領域的業者在2016年顯然較以往活躍許多，近期更出現明顯回溫。」

事實上，自2011年起，美國的Bloom Energy所生產的SOFC系統，其中有5成以上元件就是由台灣供應。美國Bloom Energy的SOFC系統一年的安裝量約30？40MW，主要市場是北美的資料庫中心，台灣目前參與Bloom Energy燃料電池產業鏈的業者包括康舒及高力熱處理公司等，供應的年產值(2014年)約有20億元。

數種燃料電池中最具未來前景的有二，分別是較低溫的質子交換膜燃料電池(PEMFC)與較高溫的固態氧化物燃料電池(SOFC)，台灣的產學研在這兩面都有投入，不過實際出貨仍以SOFC產品居多。

日本啟動「氫社會元年」  補貼政策見效

巴黎氣候峰會對於綠能產業的加持，讓美國燃料電池大廠Bloom Energy去年的業績大增，帶動燃料電池出貨量快速成長，箇中原因除了來自各種規模的資料中心的需求外，日本市場對於燃料電池的重視也是關鍵所在。

日本將2015年定為「氫社會元年」，且將斥資452億日圓，約新台幣135.6億元補助氫燃料電池車及加氫站，做為首相安倍晉三降低仰賴核電政策的一環。看準此趨勢，軟銀已與Bloom Energy合作，推廣日本的SOFC市場，以解決缺電及高電價的難題。

相較於SOFC，日本在PEMFC家用熱電共生系統(CHP)方面的推動已見成效。歷經研發、示範、安裝補助等階段，2016年初安裝量已達150,000台，透過日本政府提供1/3安裝售價補貼的政策，售價成本減半至138萬日圓，約新台幣45萬，價格仍高。不過，隨著成本逐漸下降，預估2030年前日本氫燃料電池市場規模，包括家用系統與電動車，可達1兆日圓，2050年可達8兆日圓。

Power to Fuel技術  平衡再生能源供電

不僅日本，歐美先進國家也已積極投入燃料電池的推廣及研究，例如歐盟目前正廣泛推動結合CO2再利用的Power to Fuel技術。

翁芳柏進一步說明，「未來的能源環境，在大量使用再生能源下，需要穩定的儲能裝置，以氫能燃料電池為能源儲存，結合CO2再利用的Power to Fuel技術，不僅可有效儲能並平衡再生能源電力供給不穩定的問題，也能回收溫室氣體CO2再利用，達到減碳的功效。」此外，將再生能源轉化為碳中性的替代燃料，能解決人類使用的移動載具的能源問題。

台灣燃料電池政策模糊  投入資源少

事實上，台灣早在10餘年前已投入燃料電池的研究，與歐美日進度相同。元智大學於2006年獲得教育部「邁向頂尖大學計畫」鼓勵，元智燃料電池中心也獲選「頂尖研究中心」，身負燃料電池研發重任，在關鍵電解質膜材、奈米微結構膜電極組、觸媒技術、氣體擴散層及流道設計、雙極板替代性材料、水熱管理與模擬、單電池與電池堆技術、電子電力與電池系統整合等方面皆有成績，包括穿透式電子顯微鏡等實驗室設備皆建置完整。

然而，之後因為政策延續及資源分配等問題，台灣在燃料電池領域的研究力道減弱許多。不過，翁芳柏表示，「在SOFC產品與技術上，台灣有上游研發實力，如核能研究所與諸多學術單位仍等，也有美國Bloom Energy的零組件製造產業鏈，如果能匯集中鋼、台電與中油的力量，形成燃料、材料零件、系統產品與客戶使用端的上中下游產業鏈，又能引進國際技術與市場，台灣應有可期許的燃料電池產業發展空間。」


圖說：元智燃料電池中心主任翁芳柏。


圖說：元智燃料電池中心擁有穿透式電子顯微鏡等實驗室設備。