台灣燃料電池車發展現況

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燃料電池(Fuel Cell)以其發電效率高及多元燃料之特性,藉由化學反應將化學能直接 ... 部能委會委託從事磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)研究,含電池 ... 技術能量 技術能量列表 試車場 國內授權法規檢測 外銷驗證服務 技術能量服務範疇 研究發展 研究發展介紹 智慧安全 電動節能 車輛聯網 自駕車專區 客戶服務 可授權專利 可移轉技術 知識庫 教育訓練 課程總覽 服務資訊 課程常見問答 檔案下載 常見問答 網網相連 應用系統連結 法規認證產品查詢 聯絡我們 關於ARTC 認識ARTC ARTC大事紀 大事紀 我們的榮耀 國際鏈結 社會責任 其他 菁英招募 最新職缺 生活與工作 成長與學習 菁英培育獎助計畫 交通位置地圖 ARTC行動辦公室 資訊公告 最新消息 所有消息列表 不實廣告專區 政府宣導訊息 公告訊息 資訊公開與揭露 其他類 產學研合作 ecHo電子報 車輛研測專刊 ARTC資訊下載 媒體中心 新聞發佈 媒體登錄 知識服務 聯絡我們 首頁客戶服務知識庫 客戶服務 客戶服務 Service&Support 可授權專利 可移轉技術 知識庫 教育訓練 檔案下載 常見問答 網網相連 應用系統連結 法規認證產品查詢 聯絡我們 了解更多研發成果 了解所有實驗設備? 知識庫 台灣燃料電池車發展現況 發布年度:2010 主要類別:車輛產業調查與分析 次要類別:電子報 車輛研究測試中心國際合作部/蔡宜良 燃料電池(FuelCell)以其發電效率高及多元燃料之特性,藉由化學反應將化學能直接轉換為電能,為一直接的能源轉換裝置;具有高能量密度、質輕及較二次電池續航力高十倍的效率優勢,被視為矚目的新綠色能源技術,而燃料電池的能量轉換效率非常高,且具備低污染之特性,亦是近年最被看好的新一代能源供應技術。

燃料電池應用範圍涵蓋分散式發電系統、運輸工具、工業用搬運載具、可攜式電子產品…等;就目前燃料電池依據使用的電解質種類可以區分為:鹼性燃料電池(AlkalineFuelCell,AFC)、質子交換膜燃料電池(ProtonExchangeMembraneFuelCell,PEMFC)、直接甲醇燃料電池(directmethanolfuelcell,DMFC)、磷酸型燃料電池(PhosphoricAcidFuelCell,PAFC)、溶融碳酸鹽燃料電池(MoltenCarbonateFuelCell,MCFC)以及固態氧化物燃料電池(SolidOxideFuelCell,SOFC)等六種類型,本文將以適合車輛運輸工具發展之質子交換膜燃料電池(PEMFC)為主要探討內容,藉由國內相關產業技術發展及產業供應鏈分析,進而提出我國進入燃料電池市場之利基分析,作為未來政府推動燃料電池產業之政策建議之參考,使我國燃料電池產業在台灣甚至全球市場,作為燃料電池車輛早期市場進入者,並成為台灣燃料車輛產業在世界發光發熱的關鍵。

一、台灣燃料電池車輛產業發展背景 台灣地區能源非常缺乏,根據經濟部能源局於2008年統計資料顯示,我國能源於進口能源所占比重為99.37%,自產能源僅占0.63%,而按個別能源占總供給之比重分析,以原油及石油產品占50.94%最高,煤及煤產品占31.31%居次,其次分別為天然氣(含液化天然氣)占9.17%,核能發電占8.20%,水力及再生能源共占0.38%。

因此,為了確保能源供應穩定,必須有分散風險的觀念和措施。

我國在燃料電池的研發已有超過20年的時間,政府與民間都有研發成果呈現;早在1987年由台電委託工研院進行「燃料電池發電廠應用於台灣之可行性研究」計畫,以及由經濟部能委會委託從事磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池(PEMFC)研究,含電池組,電極板及重組器的設計開發等「燃料電池技術開發」計畫,對於燃料電池科技的發展應用,開始有較具規模的研發。

1994年,台電與工研院能資所,共同設置我國第一座200瓩級的燃料電池發電廠。

最近三、四年能資所將研究重心轉向質子交換膜燃料電池相關領域研究。

規劃未來的四年內,開發3~5瓩級小型家用PEM發電機,包含燃料電池組,燃料重組器及關鍵材料。

2002年7月,經濟部能源局為推動燃料電池產業之發展,結合產、官、學、研成立「台灣燃料電池夥伴聯盟」,由能源局與台灣經濟研究院為「指導委員會」是最高指導單位,依任務區分為9個小組,分別為「燃料小組」、「燃料電池小組」、「發電機小組」、「3C應用小組」、「車輛小組」、「法規及測試小組」、「產業推廣小組」、「學術小組」以及「政策小組」,以提升國內燃料電池科技之研究發展與商業利用為其發展目標,並促進政策與產業橫向連結,創造產業發展的優質環境及基礎建設。

且經濟部「重大能源科技計劃-氫能與燃料電池項目」,將政府單位與業界分工規劃,於2005~2007年間,由台灣中油公司、台全電機及亞太燃料電池科技公司合作進行經濟部技術處核定的「燃料電池複合動力電動機車應用技術開發計畫」,由台全電機與亞太燃料電池公司負責開發生產20部燃料電池複合動力電動機車;在政策支持及產、學、研共同努力下,促使各界對於燃料電池產業的重視,此時,台灣燃料電池產業也逐漸成型。

二、國內燃料電池車產業發展概況 我國燃料電池產業上、中、下游已初具規模,雙極板、氣體擴散層、膜電極組等關鍵組件均可自製,電池組、燃料重組器性能也達到國際水準,系統整合及運轉測試能力,藉由技術轉移國內廠商與國外技術的引進、合作,國內已有5kW以下燃料電池的生產能力,燃料電池應用也已萌芽,如備用電力、機車、行動電源等利基應用產品均有廠商投入開發,產業鏈具完整雛型。

國內燃料電池的應用發展雖尚無如國外有實際運行、示範應用等實績,但於燃料電池領域相關之產、學、研機構所掌握之技術,卻是於世界發展燃料電池國家中扮演相當成分的角色,台灣擁有燃料電池完整的產業供應鏈,如圖1所示。

  圖1、台灣燃料電池產業供應鏈發展現況(資料來源:ARTC整理,2008/10) 目前國內已有30多家相關研發機構及業者投入氫燃料電池車相關技術開發,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(電動車載具設計)、大同世界科技(發電機載具設計)、博研(電動車載具設計)等,關鍵零組件產業包括盛英公司(雙極板)、漢氫公司(儲氫罐)、亞太燃料電池(儲氫罐、電池組)、大同世界科技(重組器)等。

台灣目前的燃料電池機車已有相當技術能量,在國際節能減碳的趨勢下,燃料電池車輛之推廣將擁有極大的發展契機;我國發展燃料電池車輛最具代表之廠商為亞太燃料電池科技公司,該公司從事燃料電池研發已超過10年時間,至今已投入超過五億經費,研發PEMFC燃料電池本體及系統整合工程,在國內燃料電池技術上占有領先地位,亦是目前國內致力發展燃料電池機車的廠商;該公司除本國資金外,亦有國際大廠杜邦投資,負責製造提供燃料電池之薄膜等關鍵零件,在發展燃料電池機車的技術與成本上具有相當的優勢。

該公司目前已發展第五代燃料電池機車,如圖2所示,該公司於2010年進行燃料電池機車環島長途道路行駛,完成總距離超過1,075公里的台灣道路駕駛測試,這是世界第一輛氫燃料電池機車長途公路實際行駛記錄;該公司除燃料電池機車外,近期更積極投入燃料電池四輪微型車的開發,未來將無限可期。

    圖2、亞太燃料電池科技公司燃料電池機車發展現況(資料來源:亞太燃料電池) 三、全球潛在市場巨大 燃料電池應用於交通工具,一直是驅動燃料電池產業快速發展的主要原因,根據富士經濟預測,全球燃料電池整體的市場規模將擴大至1兆6,133億日元,其中交通工具領域的市場將持續擴大,2020年度以後將帶動整個市場的發展。

根據富士經濟預測,於2015年以後燃料電池車輛將全面投放市場,2020年度將達到10萬輛,2025年度將擴大到45萬輛;同時ElectricBikeWorldwide也預測,2009年全球電動機車包含electricScooter與miniScooter將有近25萬輛,未來市場仍將繼續成長,全球電動機車銷量詳見表1。

表1、全球電動機車銷量   資料來源:ElectricBikeWorldwide,ARTC整理 四、台灣發展燃料電池車之關鍵分析 1.台灣輕型電動載具具備深厚基礎 台灣是全球電動代步車的重要供應商,由圖3統計資料顯示,於2009年全球電動代步車由台灣廠商製造(MadebyTaiwan)的總產量約為27.8萬台,占全球市場的比例高達38.6%,為全球第一大供應商。

    圖3、台灣電動代步車全球生產比例(資料來源:中經院,ARTC整理) 另一方面,國內電動機車發展上已經相當純熟,且其整體產業供應鏈也非常完整,在整車動力發展上,其動力馬達於性能表現方面也已相當成熟,在最高速率及續航力方面都有相當之水準,如圖4所示,其整體的性能表現已接近傳統50CC之機車,符合國內一般通勤需求。

    圖4、台灣現行電動機車一覽表(資料來源:ARTC整理) 上述顯現台灣有深厚的基礎發展,以電池或燃料電池為基礎的輕型電動載具,未來待燃料電池技術成熟與成本降低後,國內廠商可大量將燃料電池應用於電動代步車與電動機車,發展新藍海市場。

2.台灣機車產業發展領先全球 台灣在機車的產業發展凌駕於其他各國,是屬於台灣專屬的特色產業,不僅擁有完整的產業結構,也有完善的開發技術與產銷通路。

目前台灣電動機車在政府推廣下,關鍵零件如馬達、電池、電源管理系統技術已臻成熟,若機車廠能再結合燃料電池電池與整車能量,就能製作燃料電池機車,將有機會大量取代國內現有一千四百多萬輛廣大引擎機車市場,使燃料電池機車產業成為綠色工業發展的要角。

表2、燃料電池機車與引擎機車之比較   資料來源:2010城市綠色交通與綠色運具發展研討會 3.台灣發展燃料電池車產業之SWOT分析 根據表3之台灣發展燃料電池車輛之SWOT分析,我國在電機電子、控制技術人才供給穩固,同時,在輕型電動載具如電動代步車、電動機車以及機車等產業,在國際市場擁有自我品牌及市場,且上、中、下游產業鏈完備,且燃料電池機車市場處於初期發展階段,這將有利於台灣廠商掌握燃料電池機車發展規格。

表3、台灣發展燃料電池車之SWOT分析   資料來源:ARTC整理 國內投入燃料電池技術研發之經費與人才培養,明顯不足於其它主要國家,且投入研發廠商家數少,下游廠商多持靜觀其變之態度,系統整合能力也有待提升,期待政府能明確宣示燃料電池產業的發展政策與應用方向,加速燃料電池的技術發展,如此台灣將有機會領先全球推出燃料電池機車量產化商品,在世界燃料電池車輛產業中扮演舉足輕重的角色。

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