全球固態氧化物燃料電池市場發展現況與趨勢 - 材料世界網

固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell；SOFC) 為採用在具有傳遞氧離子（O2-）能力的固態電解質作為傳導媒介，再分別投注氫氣(重組氣)與 ... 首頁 材料最前線 石蕙菱/工研院產科國際所 一、前言 固態氧化物燃料電池(SolidOxideFuelCell；SOFC)為採用在具有傳遞氧離子（O2-）能力的固態電解質作為傳導媒介，再分別投注氫氣(重組氣)與氧氣(空氣)即可進行發電的高溫型燃料電池技術，發電過程詳如圖一。

  1960年代SOFC克服了其材料限制並研發出可產品化的電池系統之後，直至2010年才首先由美國BloomEnergy公司推出第一個商業化產品。

自此，雖然SOFC被視為新一代的燃料電池技術，目前市場卻仍處於初期發展階段，具商業實績的產品也屈指可數，多數廠商僅在甫產品化與依靠示範驗證的狀態。

為了釐清其市場發展趨勢，本文將從市場發展歷程、市場特性，以及市場規模三方面來描述SOFC市場的發展概況。

  圖一、SOFC發電機制示意圖   二、主要國家政策與市場發展歷程 SOFC技術發展至今已超過二十年，早在1991年，德國西門子公司就已發展出SOFC產品雛型，然而直至2008年美國以投資稅負優惠(InvestmentTaxCredit;ITC)、發電系統補助，以及基礎設施安裝補助金等方式提供相關補助與誘因之後，燃料電池的開發成本有顯著的降低，產業才開始有商業化的契機。

  而後在2010年，美國BloomEnergy的ES-5000算是全球首款正式商用化的產品，並獲得多家知名企業採用，在市場上引發廣泛的注意，許多先前已開發SOFC技術一段時日的廠商，也紛紛加緊開發腳步，使得SOFC技術成為市場的焦點。

而後，2011年日本家用熱電共生型燃料電池(Ene-Farm)的SOFC機型相應而生，日本也將該機型納入補助範圍之中，讓SOFC也走入小型定置型的燃料電池市場。

  至2014年，日本與歐盟更大幅提升對於燃料電池的補助。

日本經產省(MinistryofEconomy,TradeandIndustry；METI)於此時推出氫能與燃料電池戰略地圖，2015年新能源產業技術綜合開發機構(TheNewEnergyandIndustrialTechnologyDevelopmentOrganization；NEDO)進而推出氫能白皮書之後，2016年正式以「氫能社會」作為整體規劃與願景，並以2020年東京奧運作為第一個示範的氫能城市。

SOFC技術研發速度增快，相關應用的示範計畫也因應而生，成為定置型燃料電池中最有前瞻性的技術。

  歐盟對於氫能與燃料電池發展則可源自2014年發佈的「2030年氣候與能源政策綱要」草案，並提出短中期以1990年為基期，希望在2020年達成：(1)減少20%溫室氣體的排放；(2)減少20%初級能源的使用；(3)整體能源消耗20%使用再生能源(運輸部門能源消耗10%使用再生能源)。

為達成以上目標，歐盟致力於發展各種綠色能源技術，而氫能與燃料電池即為解決方案之一。

在應用技術的研究上，歐盟主要以FrameworkProgram(FP)計畫整合各界資源，從2014年開始展開第八期(FP8)，名稱為Horizon2020，執行期間為2014~2020年；為了協調與管理各項計畫，歐盟以2008年成立的TheFuelCellsandHydrogenJointUndertaking(FCHJU)為平台，以期有更佳的整合效果。

然而過去歐盟主要以PEMFC技術為主，SOFC在Horizon2020計畫中研發數量與資金投入較多，技術與產業成長於此時期才有較明顯的成長。

  時至2017至2018年間，由於美國ITC補助曾暫停且補助逐漸退場，內需市場成長趨緩之時，亞洲地區除了日本持續投入，韓國政府由於提出再生能源占比條例（RenewablePortfolioStandard;RPS），規定發電量大於500MW的電力公司從2012年起必須至少有2%的電力來自於再生能源，到2022年將增加至10%，許多用電大戶以及民營電廠除了採用高發電效率的熔融碳酸鹽燃料電池(MoltenCarbonateFuelCell；MCFC)以外，也開始採購發電效率急起直追的SOFC機型。

另外，中國大陸以「十三五」計畫補助燃料電池產業，雖然僅以新能源載具為主要補助項目，但也帶動SOFC技術與各項應用的研發速度，在其國家自然基金會的研發項目中，SOFC相關技術更為近期研發項目的大宗。

  另一方面，亞洲新興國家近年來經濟高速發展，然而電力基礎建設未能跟上，使得國家整體發展產生矛盾，為穩固經濟發展後盾，多數國家將電力建設列為重點發展項目。

除了解決供電缺口問題外，提升供電可靠度、降低竊電損失及推動再生能源發展等議題也逐漸獲得重視，致使這些國家近年也開始將---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。

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