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台灣燃料電池導向商業化作法——燃料電池示範運轉推動現況

2010/12/05 經濟部能源局 點閱人次: 298

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▓撰文:劉嘉楣、楊昌中、黃聖元 ▓圖片提供:燃料電池示範運轉與推動辦公室

燃料電池是目前綠色能源當中最熱門及被談論的議題,也有越來越多人瞭解什麼是燃料電池。燃料電池的特性就像是發電機,只是燃料不是柴油而是氫氣,既環保又乾淨,即使目前市場尚未成形,但台灣不少廠商認為這是未來趨勢,必須盡早投入。

經濟部能源局為加強推動台灣新能源的開發與利用,於2009年起開始針對國內企業建置「燃料電池發電系統」示範運轉進行經費補助,並委託工業技術研究院及中華經濟研究院成立「燃料電池示範運轉與推動辦公室」,協助執行補助相關的申請作業,迄今已通過24件燃料電池系統示範案,補助金額達新台幣1.25億元,獲補助的廠商亦合計投入5.29億元,總建置數達184kW。

示範運轉計畫執行方向

前述示範運轉計畫執行方向主要包括:

一、用於備用電力

目前燃料電池可能的運用方向,不外乎發電與運輸工具兩項;如果以減少石油用量的角度來看,目前燃料電池的能源效益仍不明顯,但具有低噪音、無廢氣排放等相當好的環保效益。現階段絕大多數發電設備係依靠煤炭、燃油、天然氣甚至是核能發電,水力的比率很低,顯然運用燃料電池發電並非燃眉之急,因此這次計畫中有各家廠商進行備用電力的示範。

二、用於常效發電

有廠商原是柴油發電機生產製造商,有見於思考下一代的發電機,而積極投入該示範運轉計畫。

三、用於運輸(機車)

有些廠商已積極投入燃料電池機車生產行列,其技術問題面不大,因看好未來有機會普及應用,亦積極投入此計畫,惟有許多法規面的限制尚待突破。

至於「執行方法」部分,由中華經濟研究院為收件窗口,辦理廠商申請文件初審查驗,然後安排評選小組審前說明會,再進入計畫實質審查,待通過後,審查委員具體建議補助對象及補助金額,再送交經濟部能源局最後核定補助金額,接著通知廠商簽約。廠商於系統建置後1年須完成現勘。現勘完成後,須運轉1年以上,方能結案。

就目前示範運轉階段的執行成果而言,備用電力的使用,在實際的運作上非常良好,尤其是裝置在山區的基地台當備用電力,在颱風等天災導致斷電的情況下,燃料電池當備用電力發揮了極大功能,大幅提高偏遠山區電力的維續功能,且小瓦數的不斷電系統,以目前燃料電池產品壽命足以應付電信機房不斷電系統的規格要求,性能相當穩定。如鼎佳能源公司與中華電信合作建置新竹縣尖石鄉山區的馬美電信機房5kW備用電力,在凡那比風災期間提供連續12小時56分的備援電力。

此外,真敏國際公司在台北市國際花卉博覽會中建置30kW定置型燃料電池發電系統,提供台北故事館室內外日間照明,使得台灣百年時尚古蹟也能達到能源使用零排放的綠色訴求。中興電工機械公司建置5kW氫能風光屋,以先進的燃料電池系統,同時結合風能、太陽能發電、儲能蓄電池及微智慧電能調節技術提供廠區照明供電。

事實上,燃料電池汽車目前在世界各國都有商業化的示範,並已在公路上行駛多年,然而目前尚未成為一般大眾的交通工具。如在上海世博會中,有200台燃料電池公車在整個園區中行駛。目前中國已有10個城市共1,000輛電動車(包括燃料電池車和鋰鐵電池車)已在示範運行,今(2010)年其「十二五」計畫將會推廣到20個城市計10,000台電動汽車進行運用示範,想必人類踏上零空氣污染的日子將是指日可待。國內廠商則投入燃料電池機車的開發與製造;亞太燃料電池公司的燃料電池機車、四輪電動車亦獲得多項補助,該公司也完成總距離超過1,000公里的台灣環島駕駛壯舉,以低壓儲氫罐的交換模式,驗證台灣燃料電池技術在低碳輕型機車的高度可行性與競爭力。

目前的困境

一、因燃料電池需要用氫氣,就氫氣的生產、供應與儲存方面有一定的困難度,目前主要以高壓瓶的方式為主,如果要長時間發電,氫氣的供應與儲存是必須要解決的問題。重組器是目前另一個選擇產品。國內燃料電池機車則是以低壓儲氫瓶的方式來供應氫氣。

二、透過示範運轉驗證取得相關數據,希望台灣有可認證相關國際安規的實驗室,可降低廠商必須到不同地方認證安規的成本。假使台灣專家可被邀請到國際制定標準的委員會中擔任觀察員,將能更進一步推動台灣燃料電池的發展。

三、燃料電池不若風力、太陽能,不但有燃料,還有保養維修費用的支出,目前國際間燃料電池的壽命最長也只達50,000小時的水準,仍在持續驗證之中。是屬於高成本的產品。

四、雖然有上市、上櫃的燃料電池公司投入燃料電池的研發製造,然仍屬於技術研究和初期市場開拓階段,因此在國際市場競爭力上與先進國家比較仍有距離。

五、一般大眾對於氫氣的使用安全仍有諸多疑慮,政府應加強宣導民眾對氫氣的瞭解。

結論

示範計畫經過近2年的運作,政府與產業界亦建立起基本共識:

一、政府投入補助經費需持續成長並擴大規模。

二、優先採用國內生產研發之關鍵組件及材料,以利本土產業發展。

三、篩選示範績優廠商,並予以持續補助,促進新產品進入市場,以支持達成燃料電池商業化所需的降低成本、大量生產等技術目標。

目前燃料電池從示範運轉到商業化還有一段路要走,更有4點挑戰尚待突破:對燃料電池可靠性和耐久性分析(Reliability & Durability)、成本(Cost)、有彈性的經營(Operational Flexibility)及氫能研發(Hydrogen Infrastructure),都是非常重要的課題,期望政府與 廠商一起共同努力。本文最後提出3點建議供大家參考:

一、推動燃料電池需求成長的主要動力,絕對是全球環保意識提升與節能減碳的考量,政府可增加示範運轉的預算,早日形成燃料電池產業,且必須取得突破性的技術,帶動經濟發展,還要能把產業鏈留在國內,避免產業空洞化。

二、政府必須留意國際產業的最新動向,才能找出適當的策略作法。目前燃料電池產業在產官學研各界多年的努力下,上中下游產業鏈已初具雛形,值此國際燃料電池市場即將起飛之際,若能借重台灣過去在電機電子產品的量產製造能力與精密技術,善用台灣傳統產業群聚,將能發揮生產週期短、品質高、多樣性製造能力及低製造成本的優勢,在國際市場上占有一席之地。

三、加速成立國際級的驗證實驗室,減少業者外銷時必須多方送件的困擾。(作者任職於工研院╱誌謝:感謝經濟部能源局氫能計畫承辦專員王俊堯指導)


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