SOFC的應用範圍極廣,小型裝置可用於家用熱電系統,中型裝置可做為醫院、旅館的分散式電源,大型裝置可做為發電廠,SOFC運轉時產生的高溫,也可應用於增加發電效率或熱源供應。從市調機構針對美國、歐盟及日本等主要市場的預估來看,2007年至2015年,平均成長幅度高達5-8倍不等。
歐美日有許多國家型SOFC研究計畫,知名學術單位及許多國際大廠也紛紛投入相關技術研發,更加確認SOFC時代來臨,以及在未來燃料電池市場的重要性。談到SOFC的發展,大多以美國國家能源科技實驗室( NETL)馬首是瞻,NETL負責推動SOFC研究發展,並成立固態能源轉換聯盟(SECA),連繫各產業、學校及研究機構更加緊密合作;SECA已將降低SOFC製造成本與發展煤碳氣化、燃料電池複循環發電系統(IGFC)列為計畫目標。
日本研究SOFC的起步較晚,歷經福島核災後,逐步走向廢核,未來能源發展勢必會增加替代性能源的比重。在政府支持、推動補助政策,並與產業合作下,未來發展性不遜於美國和歐盟,也成為全球SOFC示範運行規模最大的國家。日本主要由新能源產業技術總合開發機構(NEDO)負責推動SOFC技術,研究項目有「SOFC 系統重點技術開發」和「SOFC實證研究」,結合企業及各方力量,參與基礎研究與重點技術開發,在系統的耐久性、可靠度驗證及降低成本上尋求解決方案。
歐盟SOFC市場以德、英、法、義最大,2010年,德國、英國各占歐盟市場比例為42.36%、26.38%,德國將主導歐盟SOFC市場的成長,英、法居二、三位,持續穩定成長。業者指出,歐盟在示範運轉的進度比美、日晚,但在技術及材料研發基礎雄厚,近年開發進度已大幅超前。此外,歐盟向來重視綠色能源發展,積極以新能源取代化石能源及核能,繼SOFC技術研發及示範運轉,將很快步上產品商業化的階段。
我國SOFC技術發展與各國相比,進程上有相當的落差,多數國家已開始進行示範運轉計畫,結束後將著手制定產品相關安規及標準,甚至邁向商業化階段。國內仍處於研發階段,可見的成果有核研所開發SOFC,保來得、高力及康舒等公司供應Bloom Energy所需零件。在瞭解各國政策及市場後,政府應制定相關政策,扶植產學界在SOFC的研發及生產,若在材料研發有所突破,將加速SOFC產出,增加台灣在SOFC市場的利基。<擷錄經濟>
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SOFC固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell)為利用固態陶瓷材料做為電解質的先進燃料電池技術,具有諸多優點:高效率、適用多樣化燃料、不需使用貴金屬做催化劑等。探討未來新能源,SOFC是不可忽略的重要議題。
中國?冶工程學會於去年1月21日召開SOFC產業聯盟籌備會,至今舉辦過多次產官學會議,並踴躍提出建言;去年更召開五次籌備會議,期間並拜會經濟部爭取協助。
市場重視台灣SOFC產業的發展,期望此一前瞻性的新能源產業在國內生根,帶動產業鏈發展,提高台灣的能源自給率,因此,政府的態度受到各界高度關注。
SOFC產業聯盟會員及歷次參與會議的單位有:經濟部工業局及技術處、核能研究所、工研院南分院、工研院材化所、中油及中鋼兩大國營企業。
企業界有台灣保來得、高力熱處理工業、康舒科技、宏進金屬科技、九豪精密、達方電子、鋇泰電子陶瓷、文顥、台伸、電聯運通、漢泰科技及兆乾國際開發等;學界則有台北科技大學、中央大學、聯合大學、元智大學、台大、成大、交大等積極投入。
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從技術及設備的角度來看,汽車零件及SOFC連結板堪稱是粉末冶金的兩大極致應用,台灣保來得是業界唯一成功跨入、量產,並取得亮麗成績的廠商。
SOFC是固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell)的簡稱,保來得為業界領導廠Bloom Energy的重要供應商,並積極催生SOFC產業在台灣生根發展。保來得總經理朱秋龍擔任中國?冶工程學會理事長時,召集產學界成立SOFC產業聯盟,去年9月舉行第5次籌組策略討論會,積極向政府爭取獎勵投資,希望吸引國際大廠來台設廠,進而帶動SOFC產業的發展契機。
去年10月國內調漲電價,但台灣電價在全球各國居最便宜的前幾名,由於長期電價偏低,SOFC始終未獲重視。反觀日本,再生能源及SOFC均蓬勃發展,SOFC並非再生能源,仍獲得日本政府重視並獎勵投資;據了解,日本Soft Bank已與Bloom Energy合資在日本設立組裝廠,將供應日本市場,對於解決日本缺電及高電價幫助很大。
朱秋龍表示,美日及韓國都看到SOFC產業的重要性,並給予獎勵投資,國內若不正視,將在此新興產業失去先機;目前國內只看到太陽能及風力發電,台灣可先發展中小型SOFC,具有很大潛力。
Bloom Energy所需的各種SOFC元件主要由中國、印度及台灣供應,保來得生產的連結板(Interconnect Plate),應用於250KW以上SOFC,配合500KW發電容量,今年推出對應的產品。
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燃料電池種類眾多,從技術基礎及零組件面來看,SOFC有機會成為台灣下一個晶圓代工業,或是下世代的兆元產業。
Bloom Energy(BE)是SOFC界領頭羊,地位舉足輕重,今年預定股票上市,更成為全球投資人的焦點。全美大企業泰半是BE的客戶,為舒解長期供不應求局面,計畫在日本或韓國設廠生產Bloom Energy Server。台灣有眾多零組件供應商,應積極爭取在台灣設廠,並統合協力商入股,或另組新公司,技術不足處則從BE引進相關IP,以壯大台灣的燃料電池產業規模。
經濟部表示,近年環保與節能減碳意識高漲,各類型燃料電池都獲得政府關注及支持,10年來,在工業局、能源局及技術處協助下,各種型態的燃料電池均已具備相當基礎。業者強調,日本政府對中小企業重大投資提供50%的資助,與目前政府對國內企業創新發展的實質幫助互相對照,有天壤之別。
業者指出,SOFC的產業機會無限,但也挑戰重重,包括:SOFC技術產業化面臨成本高、劣化速率高、政府負債緊逼上限,無力支撐有效規模示範計畫等。國內業者在辛苦的條件下投入研發10年,已擁有Powder到Power的核心技術能量,多家業者也進入國際燃料電池大廠零組件供應鏈,在國際SOFC產業建立競爭力。目前喜見產業冒出綠芽,但接下來還需政府投入資源灌溉。
台灣保來得為台灣SOFC零組件廠的代表,2006年起研發(Interconnector),研發初期外界以為只是玩票,但該公司在缺乏機具生產樣品的窘困條件下,堅持不放棄,總經理朱秋龍回憶,曾經為借用設備,找遍世界各地,備極辛苦;一個樣品從製造到認證,更費時長達一年半。
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根據Fuel Cell Today的2012年與2013年調查報告,2011年時固體氧化物燃料電池(簡稱SOFC)發電機組的銷售總數量為600組,占該年度所有類型燃料電池的2.4%;銷售總容量為10.6 MW,占該年度所有類型燃料電池的10%。
2012年時SOFC發電機組銷售總量為2,300組,占該年度所有類型燃料電池5%;銷售總容量為26.9MW,占該年度各類型燃料電池的17%。2013年預估的銷售總數將增至5,500組,總容量將上升至47MW。由於近三年的SOFC發電機組的銷售量皆大幅成長,Fuel Cell Today繼續對SOFC發電機組的市場前景保持正面的樂觀態度。
台北科技大學副校長王錫福表示,現今SOFC發電機組除了銷售數量與銷售容量大幅提升,各國仍持續祭出電價優惠補貼政策或示範計畫,主要廠商也積極進行SOFC發電機組的成本改善、技術提升、及積極參與示範應用,如美國加州的Bloom Energy公司、澳洲的CFCL公司、日本的吉坤日礦日石能源公司,及英國的Ceres Power公司等。
反觀國內目前進行SOFC相關研究單位並不多,除了核研所自材料研究至系統開發均有投入之外,清華、交通、台科大、成功、中央及台灣大學等學術機構,大多偏重於粉末製程、材料特性、電解質、及陽極或陰極材料研究與開發。北科大則進行中溫SOFC電池組開發、系統設計與分析研究。
另方面,台灣有些廠商投入SOFC機組相關零組件的開發與銷售,近年,Bloom Energy與台灣廠商合作開發各項零組件,包括高力的熱處理工業生產熱交換器系統、台灣保來得的金屬連接板、康舒科技的電源轉換供應器、宏進金屬科技的熱噴塗披覆雙極板等,都已大量外銷美國,年產值超過10億元。(翁永全)<擷錄經濟>
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美國經常因颱風及暴風雪等天災造成供電中斷,但SOFC供電不受影響,愈來愈多企業已將SOFC列為選項之一。以美國Walmart Market為例,因考量停電造成企業巨大的損失,電價已非其最大的考慮因素,SOFC在企業用戶端具有使用利基。
日本計畫於2015年前設置75萬套家用等級的燃料電池,國內應思考從何處開始市場應用?也許可從1~10KW組裝著手,初期先組裝數百台,鼓勵大企業認購。
據了解,中鋼對於發展MW級發電機興趣較高,可考慮由1KW、100KW等級切入。
Bloom Energy不反對在台灣組裝Server,但台灣得克服關鍵技術不足的問題,設法引進;據了解,Bloom Energy並不考慮釋出Stack等核心技術,BE在美國東岸設立組裝廠,核心技術仍不釋放到東岸。
專家一致認為,政府的態度是新產業能否成功茁壯的關鍵,以日本為例,經歷311大地震電力不足的窘境,官方慨然提撥百億元給SOFC廠商,補助比例高達50~60%。
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宏進金屬科技為電漿噴銲專業廠,4年前正式投入固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell;SOFC)量產,目前為SOFC國際大廠Bloom Energy(BE)公司的主要供應商。據了解,全球通過BE認證的電漿噴銲廠原有近10家,經激烈競爭後,因品質因素,已有一半以上被淘汰,宏進以優異的技術入選,並擠身為最主要供應商,囊括大部分訂單。
董座魏清池領軍
宏進金屬2008年成立,時間並不算長,由董事長魏清池帶領的技術團隊,在電漿噴銲領域累積長達30年的專業經驗,在國際間具有相當知名度。當初Bloom Energy來台尋找合格供應商時,宏進在第一時間就被列為評估名單,因此,在各家爭破頭爭取與BE合作的激烈競爭中,宏進憑藉優異的噴焊技術與經驗,很快排除掉其它競爭對手,取得國際大客戶的認可。
在技術團隊的專業與努力下,宏進只花了半年時間就通過BE認證,因此台南永康一廠很快滿載,透過盈餘轉增資,並投資興建新化二廠,目前新設備已就位,估計全能投產後,將帶動公司營收再創新高。
魏清池表示,國內電漿噴銲廠估計不到20家,而日本及中國則多達200家以上,形成龐大的產業規模。宏進在眾多競爭者脫穎而出,被Bloom Energy相中成為策略夥伴,除了本身符合客戶條件,台灣擁有完整的供應體系也是重要原因。在同一時間,保來得、高力及康舒同時成為Bloom Energy的供應鏈成員,形成上下游支援體系,競爭力具有加乘效果,由此觀察,可確定台灣在全球SOFC產業具有無敵競爭力,值得政府扶持,發展成為未來明星產業。
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