国内燃料电池产业与技术产品分析报告-Deti能源科技与产业发展之.DOCVIP

經濟部能源局98年度 能源科技研究中心推動計畫-能源產業科技策略研究中心 研究報告(七) 「國內燃料電池產業與技術產品分析報告」 國立清華大學 2009年月 太空旅行是最早採用燃料電池技術的產業。早在1960年初，通用電子製造的質子交換膜燃料電池(PEMFC)就曾為NASA的GemiNI和阿波羅太空艙的電力系統提供能源。從那時開始，燃料電池技術取得了長足進步，其應用如今已遍及從筆記型電腦和MP3播放器到混合動力汽車甚至建築物等各個領域。PEMFC(最常用的一種燃料電池)中，在多孔(porous)陽極與陰極之間有一層電解膜，這層電解膜由一種允許質子通過但阻擋電子通過的特殊材料製成。電池工作時，讓氫氣(H2)和氧氣(O2)分別通過陽極與陰極，陽極產生接觸反應將氫氣分解為質子，這些質子通過電解膜到達陰極。電子不能穿透電解膜，所以會沿著其周圍的一條電路到達陰極，這條電路中電子的行動就形成了電流。燃料電池與普通電池的差異在於普通電池僅儲存有限的電荷，因而使用時間有限，燃料電池卻不同，只要保持不斷的H2和O2供應，燃料電池就能一直提供能量。這種能夠持續產生能量的特點使燃料電池非常適合為3C電子裝置、汽車和建築物等提供能量之來源。燃料電池結合氫能具有能源轉換效率高、低污染及燃料多元化來源的優點，其電化學能源轉換方式是目前最有效率的能源技術(加上熱回收利用，總能源使用效率可高達70%以上)。另外，燃料電池以氫為燃料，氫是地球上最豐富的元素，分佈還算平均，而以氫為燃料發電，水是唯一的排放物，過程幾近零污染，依據日本通產省評估，可降低CO2排放28%~40%，NOx排放更大幅降低63%~90%，因此燃料電池結合氫能被認為可以普遍應用在發電、交通動力、行動電源等領域，同時解決能源與環境問題，並帶來新的產業經濟。 為了啟動台灣的氫能與燃料電池產業，經濟部能源局邀集國內業界共同研商產業發展策略，期望能順應全球發展趨勢推動該產業成長，預期從目前燃料電池產業的萌芽期發展到2011年的新台幣40億元，2016年的新台幣130億元產值，2020年有接近千億元的潛力，國際市場佔有率約達5%；另外在分散式產氫及行動氫源方面，2020年預期可達50億元產值，使我國氫能與燃料電池產品技術、產業規模在國際具有重要地位。2008年經濟部能源局研商出我國燃料電池與氫能產業發展策略，以期順應全球新能源技術與溫室氣體減量之發展趨勢，打造低碳新能源產業，並搶佔國際市場，創造產業發展之新契機。 一台灣業者投入燃料電池產業之發展現況 目前國內已有約30多家相關業者及研發機構投入氫能與燃料電池產業相關技術開發研究(如表一所示)，也具有分工雛型並形成產業價值鏈，包括系統應用業界如亞太燃料電池(PEMFC電池組)、大同世界科技(PEMFC發電機)、博研燃料電池(PEMFC系統模組)等，關鍵零組件業者包括盛英(雙極板)、漢氫(儲氫罐、供氫機組)、亞太燃料電池(儲氫罐、電池組)、大同世界科技(甲醇重組器)等。在零組件方面，安炬科技的離子交換膜已經開始提供樣品供客戶測試，異能科技也可生產鹼性燃料電池用的離子交換膜與空氣極，盛英與恩良企業開發複合材料雙極板，高力熱處理可提供板式熱交換器，台全電機則開發機車用燃料電池系統的鼓風機與水泵等。 在發電機應用方面，大同世界科技主要開發使用甲醇與乙醇重組器的1~5kW級發電機，作為緊急備用與不斷電系統使用。除此之外，真敏國際、亞太燃料電池、博研燃料電池等公司也在開發氫能的PEM燃料電池發電機組。同時台達電子與中科院合作，正在發展小型特殊用燃料電池電力機組；在燃料電池機車產品開發方面，亞太燃料電池與杜邦已建立合作關係，主要在開發PEMFC電動機車；另博研燃料電池亦投入PEMFC電動機車之開發；在3C應用方面，勝光科技結合南亞電路板、奇鋐科技與思柏科技組成研發聯盟，開發筆記型電腦用甲醇燃料電池電力組。在氫能技術開發方面，台電與工研院合作建造再生能源製氫展示系統，碧氫科技開發重組型氫氣產生機，漢氫科技研發與生產合金儲氫罐，同時亞太燃料電池與國外合作也可供應儲氫罐產品。此外，三福氣體完成一座25支組先導型儲氫罐充氫站。 燃料電池產業鏈從上游到下游包括膜電極組(MEA)、質子交換膜、流道/雙極板、氣體擴散層(GDL)/氣體擴散電極(GDE)與貴金屬觸媒等、燃料電池組及其零組件、控制系統與周邊零組件、定置型發電系統、可攜式電源產品、交通運輸工具等，除了上游原材料技術外，國內產業界擁有豐富的量產經驗與成本優勢，切入中下游產品市場具有相對優勢，且我國在發電機、電子資訊與機車等產業已有良好基礎，導入燃料技術後，具有能源效率與環保的特色，產品將更具國際競爭力。 表 國內投入燃料電池相關產業之廠商/研究機構 編號 廠商/研究機構 產品與技術發展項目 1 光騰光電 膜電極組