先进国家布局燃料电池 因应再生能源储能需求

2017/01/19 - 魏淑芳

在各种电池种类中，台湾产学研界对于燃料电池的讨论声量在近年相对较小，然而，根据元智大学燃料电池中心主任翁芳柏的观察指出，「台湾投入燃料电池领域的业者在2016年显然较以往活跃许多，近期更出现明显回温。」

事实上，自2011年起，美国的Bloom Energy所生产的SOFC系统，其中有5成以上元件就是由台湾供应。美国Bloom Energy的SOFC系统一年的安装量约30？40MW，主要市场是北美的数据库中心，台湾目前参与Bloom Energy燃料电池产业链的业者包括康舒及高力热处理公司等，供应的年产值(2014年)约有20亿元。

数种燃料电池中最具未来前景的有二，分别是较低温的质子交换膜燃料电池(PEMFC)与较高温的固态氧化物燃料电池(SOFC)，台湾的产学研在这两面都有投入，不过实际出货仍以SOFC产品居多。

日本启动「氢社会元年」  补贴政策见效

巴黎气候峰会对于绿能产业的加持，让美国燃料电池大厂Bloom Energy去年的业绩大增，带动燃料电池出货量快速成长，个中原因除了来自各种规模的数据中心的需求外，日本市场对于燃料电池的重视也是关键所在。

日本将2015年定为「氢社会元年」，且将斥资452亿日圆，约新台币135.6亿元补助氢燃料电池车及加氢站，做为首相安倍晋三降低仰赖核电政策的一环。看准此趋势，软银已与Bloom Energy合作，推广日本的SOFC市场，以解决缺电及高电价的难题。

相较于SOFC，日本在PEMFC家用热电共生系统(CHP)方面的推动已见成效。历经研发、示范、安装补助等阶段，2016年初安装量已达150,000台，透过日本政府提供1/3安装售价补贴的政策，售价成本减半至138万日圆，约新台币45万，价格仍高。不过，随着成本逐渐下降，预估2030年前日本氢燃料电池市场规模，包括家用系统与电动车，可达1万亿日圆，2050年可达8万亿日圆。

Power to Fuel技术  平衡再生能源供电

不仅日本，欧美先进国家也已积极投入燃料电池的推广及研究，例如欧盟目前正广泛推动结合CO2再利用的Power to Fuel技术。

翁芳柏进一步说明，「未来的能源环境，在大量使用再生能源下，需要稳定的储能装置，以氢能燃料电池为能源储存，结合CO2再利用的Power to Fuel技术，不仅可有效储能并平衡再生能源电力供给不稳定的问题，也能回收温室气体CO2再利用，达到减碳的功效。」此外，将再生能源转化为碳中性的替代燃料，能解决人类使用的移动载具的能源问题。

台湾燃料电池政策模糊  投入资源少

事实上，台湾早在10余年前已投入燃料电池的研究，与欧美日进度相同。元智大学于2006年获得教育部「迈向顶尖大学计划」鼓励，元智燃料电池中心也获选「顶尖研究中心」，身负燃料电池研发重任，在关键电解质膜材、纳米微结构膜电极组、触媒技术、气体扩散层及流道设计、双极板替代性材料、水热管理与模拟、单电池与电池堆技术、电子电力与电池系统整合等方面皆有成绩，包括穿透式电子显微镜等实验室设备皆建置完整。

然而，之后因为政策延续及资源分配等问题，台湾在燃料电池领域的研究力道减弱许多。不过，翁芳柏表示，「在SOFC产品与技术上，台湾有上游研发实力，如核能研究所与诸多学术单位仍等，也有美国Bloom Energy的零组件制造产业链，如果能汇集中钢、台电与中油的力量，形成燃料、材料零件、系统产品与客户使用端的上中下游产业链，又能引进国际技术与市场，台湾应有可期许的燃料电池产业发展空间。」


图说：元智燃料电池中心主任翁芳柏。


图说：元智燃料电池中心拥有穿透式电子显微镜等实验室设备。