燃料電池產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)分析
燃料電池系利用氫和氧進(jìn)行化學(xué)反應來(lái)產(chǎn)生電力,應用范圍涵蓋分布式發(fā)電系統、UPS、運輸工具、機器人、工具機械、可攜式電子…等。目前有利于燃料電池發(fā)展之重要環(huán)境因素包括:其一為先進(jìn)國家電力市場(chǎng)自由化趨勢,鼓勵供電系統可以接近電力網(wǎng)絡(luò )終端消費者之分布式電源市場(chǎng);預計至2020年,<10MW分布式供電系統之新增裝置量可由2005年全球占有率3%增為6%,達到185MW,平均年增率約14%,主要市場(chǎng)為電力事業(yè)與產(chǎn)業(yè)應用,此對可作為分布式供電之燃料電池發(fā)電系統之市場(chǎng)擴大極有幫助。其二為全球氣候變化與環(huán)境議題逐漸受到重視,2005年2月正式生效的國際環(huán)保公約-「京都議定書(shū)」,全球已有141個(gè)國家簽署,其中包含30個(gè)工業(yè)化國家,將致力于達成二氧化碳等六種溫室氣體減量協(xié)議。因應此一環(huán)保趨勢,主要國家紛紛對其國內主要耗能或廢氣排放來(lái)源,如電力及工業(yè)部門(mén)、運輸車(chē)輛與大樓建筑…等,制定能源效率或廢氣排放標準,使得具有干凈能源特色之燃料電池產(chǎn)業(yè)獲得很大的鼓勵。
目前世界前十大營(yíng)收企業(yè),除Walmart外,均有投資氫能或燃料電池產(chǎn)業(yè),顯示世界一流企業(yè)都看好其產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景。而燃料電池產(chǎn)業(yè)從上游到下游,牽涉到許多關(guān)聯(lián)行業(yè),包括:上游之制氫原料如天然氣、甲醇等石化燃料之供應,以及氫的生產(chǎn)、燃料重組、氫氣儲存等;還有中游之燃料電池組及其零組件、控制系統等BOP(Balance-of-Plant)零件。若為燃料電池車(chē)輛,則還需要驅動(dòng)馬達(Electric Traction Motor)、傳動(dòng)系統等零組件。下游應用產(chǎn)品則如前述包含運輸工具、定置型發(fā)電系統、可攜式電源產(chǎn)品…等。投入燃料電池產(chǎn)業(yè)上游供應鏈之主要研發(fā)廠(chǎng)商,參考表一。
表一 燃料電池產(chǎn)業(yè)供應鏈分析(主要參與廠(chǎng)商)
原料供應 |
氫H2生產(chǎn) |
氫H2改質(zhì)(Reformation) |
氫H2儲存 |
燃料電池零組件 |
燃料電池組 |
馬達驅動(dòng)系統(Drivetrains) |
-Air Products & Chemicals -BP -Exxonmobil -Methanex -Praxair -Proton Energy system -Synergy Technologies -Syntroloum -Texaco Energy Systems -Shell Oil -Iwatani International … |
-BMW AG -DaimlerChrysler -General Motors -Honda -Mitsubishi(H3 Energy、Mitsubishi Heavy) -Toyota -Shell Hydrogen -Proton Energy -Air Liquide -Hydrogenics -Hydrogen Solar -H2fuel -Air Products & Chemicals -Norsk Hydro Electrolysers -ECD Ovonics -Hydro -ILT Technology -Iwatani International -MesoFuel -Linde -Sumisho Air Water … |
-Catalytica -Exxonmobil -Hydrogen Burner Technologies -Ida Tech -Jhonson Mattey -MacDormolt Technology -Nuvera Fuel Cells -Procyon Power Systems -BMW AG -DaimlerChrysler -Ford -General Motors -Honda -Nissan -PSA Peugeot Citroen -Renault -Toyota -Volkswagen -Praxair -Air Products -Babcock Hitachi -ChevronTexaco Technology Ventures -Hexion -H2Gen -HyRadix -Ztek … |
-Dynetek Industries -Energy Conversion Devices -Ergenics -IMPCO Technology -Millenium Cell -Powerball Technologies -Quantum Technologies -BMW AG -DiamlerChrysler -Ford -General Motors -Honda -Toyota -Air Liquide -Ovonic Hydrogen Systems -General Hydrogen -HERA Hydrogen Storage Systems -Hexion Components … |
-Asahi Glass -Celanese -Dmc2 -Donaldson Company -Dupont -ElectronChem -Evlonyx -Freudenberg Nok -Gaslatel -GreenVolt Power -Ion Power -Matsidjta batteru Omdistroa; -Maxwell Technologies -NexTech Materials -Panasonic EV energy -Quantum Technologies -Satcon Technology -SGL Carbon -Toray -UCAR International -Jhonson Mattey … |
-Anuvu -Ballard Power Systems -DCH Technology & Chassis -Energy Partners -Fev Motoren-technik -Global Thermoelectric -H Power -Hydrogenics -McDermott Technology -Medis Technologies -Nuvera Fuel Cells -Plug Power -UTC Fuel Cells -Zevco/Zetek Power -BMW AG -DiamlerChrysler -Fiat -Ford -General Motors -Honda -Hyundai -Mitsubishi -Nissan -Renault -Toyota -Volkswagen -Siemens Westinghouse -Delphi … |
-Ecostar Electric Drive -Emorson Motors -Enova Systems -Solactria -UQM Technologies -XCELLSIS -DaimlerChrysler -Fiat -Ford -General Motors -Honda -Nissan -PSA Peugeot Citroen -Renault -Toyota … |
目前燃料電池技術(shù)類(lèi)型以PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)為主,其主要分成三個(gè)次系統,包含碳氫燃料處理系統之重組器(Reformer)或儲氫器、燃料電池組(Fuel Cell Stack)、及燃料電池本體以外之BOP(Balance of Plant)零組件;目前各次系統關(guān)鍵零件之主要供貨商,參考表一。
另外,以成本結構分析,就PEMFC定置型發(fā)電系統而言,若有搭載重組器者,其三個(gè)主要次系統為重組器、電池組、BOP等,各約占整個(gè)系統制造成本的三分之一;而若就使用純氫燃料之5kW PEM燃料電池系統(不含儲氫器)而言,美國B(niǎo)attelle公司分析產(chǎn)量在1000套以下,其成本結構以燃料電池組及其外圍零件占成本比重63%最大,而電力電子(Power Electronics)與系統整合部份則占約22%,參考圖1。另外,就燃料電池汽車(chē)而言,若包含燃料處理器、電池組、BOP,再加上馬達驅動(dòng)系統,則每一次系統大約占總制造成本之四分之一。
由于燃料電池系統尚未大量商品化,目前系統廠(chǎng)商之經(jīng)營(yíng)策略仍處于摸索階段,尚未有所定論,但一般而言,燃料電池組以及電動(dòng)馬達驅動(dòng)系統屬于系統供貨商之核心技術(shù)能力,將會(huì )以自行生產(chǎn)居多;而其它BOP零組件與燃料處理器,系統廠(chǎng)商將有可能會(huì )以對外采購為主。德國AMCG國際管理顧問(wèn)公司估計,燃料電池系統零組件業(yè)之附加價(jià)值將可占整體產(chǎn)業(yè)50-70%,因此市場(chǎng)商機潛力龐大。
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