(EnerMaster)【FCV(燃料電池車)發展現況…日本2015年產5000台﹖SUZUKI機車700Bar碳纖維H2瓶10L續航350km!】 by Enermaster Technology Co., Ltd.

(EnerMaster)20130628［chenjf@mail.ncku.edu.tw(成功大學)陳建富(教授)］邀約(RationalYou)演講【 FCV(燃料電池車)發展現況…日本2015年產500台﹖SUZUKI機車700Bar碳纖維H2瓶10L續航350km﹗】

FCV(燃料電池車)發展現況 …日本2015年產500台﹖SUZUKI機車700Bar碳纖維H2瓶10L續航350km﹗

…台灣(品牌)進入策略(集中&差異→利基→主流) …以EnerMaster(能碩=能源~華碩)商品為例 Dr. Rational_You (游李興)(有理性) Founder & GM @EnerMaster (FC能源專家) 2013/06/28 《產學論壇》［13:00～15:00］《引言》

Source: rational@enermaster.com.tw; Rational.You@gmail.com; FACEBOOK≒游李興; http://enermaster.blogspot.com/

(p.1)

Source: rational@enermaster.com.tw

(p.2)

(EnerMaster)RationalYou(游李興)學歷 1977~1978：台北市立螢橋國中&自願重考(1977/Q3自修,Q4國四班;1978Q1&2自修) 1978~1981：台北市立建國中學(擔任高三導師改選後的班長) 1981~1985：國立臺灣大學造船工程學系學士(熱流材料振動…力學) 1985~1987：國立臺灣大學機械工程研究所碩士(線性結構振動…控制) 1987~1992：國立清華大學電機工程研究所博士(非線性機構運動…控制) 生涯目標：長期經營整合機電產業，促進相關產業安身立命，以此歷練建構理想典範人生願望：廣結善緣，相互造就，分享人生 Rational-KISS(Knowledge_Information_Service_Server)：請到ftp://60.250.198.214/(ID=EnerMaster;PW=0911214141)進入分享 Source: rational@enermaster.com.tw

(p.3)

Source: rational@enermaster.com.tw

(p.4)

［動畫］典型H2燃料電池PEMFC的 MEA(膜電極組)堆疊Cells發電Stack

(EnerMaster)RationalYou(游李興)經歷 1981/07~1983/09： (建中北一女校友)青韻合唱團(音樂營主辦人) 1985~1991：大碩(升研究所)補習中心工程數學(講師)(曉園出版:上,中,下) 1993/08/17~1996/08：工研院光電所子計畫主持人(10XZoomLens) 1996/01~1996/12：新竹知行會成長團體主題聚會主持人(24場各2小時) 1996/08~1998/07：工研院微系統紅外線熱像光機電設計主持人 1998/07~1999/07：工研院微系統MEMS-CAD設計組主持人(製程設計) 1999/09~2003/01：工研院經資中心MEMS/NANO產業師(10多本報告) 2003/05/05~2004/12：天瀚光電中心資深經理(CameraModule)(3XZoomLens~2007量產) 2005/3/1~2006/7/6：華碩電腦董事長室策略投資/核心技術FC評估(新事業)計劃主持人 2006/7/7~至今：能碩科技_創辦人／董事長／總經理 Source: rational@enermaster.com.tw

Fuelcell.swf

Source: www.sglcarbon.com (p.5)

EnerMaster(H3000D1)3000W+電池Hybrid共8000W

(p.7)

Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.6)

EMT採Ballard的FCgen-1020ACS系統(1台)+MH+Hybrid

Source: peter@enermaster.com.tw 【(EnerMaster)Weekly(Review)20121101(PeterWang)FW(機密)★.ppt】

(p.8)

EMT採Ballard的FCgen-1020ACS系統(1台)+MH+Hybrid

Source: peter@enermaster.com.tw 【(EnerMaster)Weekly(Review)20121101(PeterWang)FW(機密)★.ppt】

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(EnerMaster)20130628［chenjf@mail.ncku.edu.tw(成功大學)陳建富(教授)］邀約(RationalYou)演講【 FCV(燃料電池車)發展現況…日本2015年產500台﹖SUZUKI機車700Bar碳纖維H2瓶10L續航350km﹗】比較項目

IWEI超級電匠 MP940

KAIYU HONDA發電機 SG-5000XA(GX270引擎)

(p.10)

EnerMaster-H1000D2

1.商品外觀

2.售價(如 1000W) 3.發電功率 (W) 4.補充燃料 5.單次使用時間 6.混合電力 (W) 7.UPS(不斷電) 8.AC輸出 9.DC輸出12V 10.USB輸出 5V 11.手動開機模式 12.電動開機模式 13.噪音 14.重量 15.體積

1萬

4.2萬

12V 40AH (如480W供 3.5KVA，最大5.0KVA 1H) （12V-8.3A）充電無鉛汽油17 Liters 低於0.5小時（1000W）▲待確認

50萬(VIP) (BOE補助60~90 萬不等) 最大3000W 外接並聯式：多支氫源無限制：可邊用邊換罐

無

可：外接(電池5kW)

無

可：外接(電池1kW)

外接（可選正弦波）是外接（電流不受限）

外接（可選正弦波）外接（電流不受限）外接（電流不受限）

是

手動（電子點火）

有：可免用電池啟動

無

有：可達兩年不充電

75dBA 無 18kg 68kg 22L(22cm*27cm*37cm) 173L(65cm*53cm*50cm)

常溫常壓純氫6000L 合金氫(自購) 合金氫(租借100次) 高壓氫改質甲醇製氫(VIP)

本體價格 60萬元 6000元(VIP) 略(可租借) 15萬元/kW

充填費用 6000元 6000元 600元 60元

3kW時間 2小時 2小時 2小時 2小時

僅風扇聲音<68dBA 50Kg (外接多種氫源) 160L(77.8cm*51.5cm*40cm)

整體重量 60Kg(需20Bar充填) 60Kg(內壓2Bar) 40Kg(40L內壓150Bar) (估)15Kg+甲醇水6Kg

(p.11)

(p.12)

［經濟日報］BOE補助EMT驗證Hybrid-FC即將示範於HCU和MUST

(p.13)

FC應用:1~10~100~1kW@身邊、10k~100kW@分散

Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (3)支配人類生活的燃料電池】

(p.15)

Source: peter@enermaster.com.tw 【 http://edn.udn.com/article/view.jsp?aid=585995&cid=14】

(p.14)

FC受矚目的理由(1)範圍、效能、熱回收

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日本)FCDIC(石井弘毅)世茂出版200809【圖解燃料電池】(01)燃料電池是什麼】

(p.16)

FC受矚目的理由(2) 熱回收 vs.火力發電

核電廠(建10年)≒ 1M*1kW* JPY50萬(壽命10年) △輸出功率高達1M kW的核能發電廠 ﹐不僅建設長達10年◆以上﹐還必須從發電廠至需求地建構長距離輸電設備﹐成本和損耗均居高不下。 △核能發電廠的建設費用﹐平均每1MkW須耗費4000億日元的鉅資﹐ ‧除此之外﹐再加上維修費用、放射性廢棄物處理費用及長距離輸電的費用﹐ 1kW的發電成本竟高達50萬日元。

(a) 火力發電 (如：最尖端的大型高效率系統) (b) 燃料電池(如：NG重組型的小型廢熱利用)

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日本)FCDIC(石井弘毅)世茂出版200809【圖解燃料電池】(01)燃料電池是什麼】

(p.17)

FC受矚目的理由(3) 排放(NOx、SOx) ≒零

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日本)FCDIC(石井弘毅)世茂出版200809【圖解燃料電池】(01)燃料電池是什麼】

(p.19)

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日本)FCDIC(石井弘毅)世茂出版200809【圖解燃料電池】(06)定置型FC】

(p.18)

FC受矚目的理由(4)電池_充電&壽命&重量100Wh(kg)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 Taiwanese battery companies, ITRI, by Digitimes 2007/6 (PSI.com.tw)】

(p.20)

EV(跑150km需24kWh充3kW達8小時)48kW(?)充0.5小時 …能源效率40%［ICE僅15%］的FCV充氫6kg僅8分鐘

Source: rational@enermaster.com.tw 【20111013《燃料電池車銷聲匿跡？》熱潮過去之後≒技術課題被穩步攻克…JPY500萬 @2015…FCV可500km／EV只150~250km】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58118-20110929.html?ref=ML

(p.21)

日本EV(24kWh)和FCV(120kWh)分界線≒150km

NISSAN的EV(電動車)只裝24kWH電池(跑150km) …TOYOTA的FCV裝氫6kg可(跑600km )所需120kWh

Source: rational@enermaster.com.tw 【20111012《燃料電池車銷聲匿跡？》熱潮過去之後≒能源供給或將發生變革…FCV儲氫 (p.22) 6kg≒120kWh≒12kWh家用10天】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58119-20110929.html

日韓車企聯合／促進FCV開發@2015…現代+豐田+日產+ 本田≒簽訂共同促進上市銷售@挪威+瑞典+丹麥+冰島 □據美國媒體TTATC網站最新消息﹐在歐洲開展的長達近一個月的關於氫 FCV未來發展前景的聯合峰會結束之後﹐豐田、日產、本田以及現代四家汽車製造商簽訂了共同促進燃料電池汽車在挪威、瑞典、冰島、丹麥上市和銷售的合作意向。 ☉全球大多數的的汽車製造商巨頭大都在自己的商業日程中列出了於2015 年推出燃料電池汽車的計畫﹐現代公司有望更早將此類車型推向市場。此次行動的熱點之一位於斯堪的納維亞半島(涵蓋上述諸國)。 ☉日本汽車製造商對於FCV的前景抱有很大希望。 ‧本田歐洲研發部門負責人MitsuhiroUeno將燃料電池汽車稱為「綠色出行終極解決方案」。 ‧FCV沒有純EV(電動車)的缺點﹐不會受限於價位、有限的行駛里

程、充電時間以及配套設施。 150km Source: rational@enermaster.com.tw 【20111013《燃料電池車銷聲匿跡？》熱潮過去之後≒技術課題被穩步攻克…JPY500萬 @2015…FCV可500km／EV只150~250km】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58118-20110929.html?ref=ML

(p.23)

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://www.china-hydrogen.org/fuelcell/mix/2012-10-12/2006.html; (china-hydrogen.org)20121012(環球網)【日韓車企聯合／促進FCV(燃料電池車)開發@2015…現代+豐田+日產+本田≒簽訂共同促進FCV (p.24) 上市銷售@挪威+瑞典+丹麥+冰島…FCV沒有EV(電動車)缺點】

FC受矚目的理由(5)新能源主角…太陽能﹖風力﹖

川崎重工業≒技術絕不丟棄／橫向推進業務 …『氫能』FC(燃料電池)≒比「太陽能&風能」更便宜的電力來源

…日本與澳大利亞政府合作開發的氫鏈驗證設備

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日本)FCDIC(石井弘毅)世茂出版200809【圖解燃料電池】(01)燃料電池是什麼】

(p.25)

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://big5.nikkeibp.com.cn/cgi-bin/news/tren/65873-20130506.html?limitstart=0; 20130510(日經BP社)［日企研究］【川崎重工業≒技術絕不丟棄／橫向推進業務 …『氫能』FC(燃料電池)≒比「太陽能&風能」更便宜的電力來源…日本與澳大利亞政府合作開發的氫鏈驗證設備】

家庭(獨立自足)0.7kW@FC+6kW@PV+6kWH@LIB JPY50萬@FC+JPY100萬@PV (貴!?) +JPY50萬@LIB □《東日本大地震》引發的【核電事故】導致日本出現了嚴重的【電力短缺】。 ‧在無法描繪核電未來的今天﹐是否有必要探討把家用燃料電池作為家庭的基礎電源呢﹖ ☉我們希望大力發展家用【燃料電池、太陽能電池、鋰離子充電電池】三者的結合。 ‧▼除了【0.7kW】的《家用燃料電池》﹐如果還在『獨立式住宅』中安裝【6kW】的《太陽能電池》、【6kWH】的《鋰離子充電電池》﹐那麼﹐這戶家庭就基本可以實現電力的『自給自足』。 ‧而我們的責任是把這三種電池組合提供﹐使其能夠充當基礎電源。 ‧未來﹐我們▼希望把《家用燃料電池》的價格控制在【50萬日元▼】﹐把《太陽能電池》控制在【100萬日元▲】﹐把《鋰離子充電電池》控制在【50萬日元▲】﹐以全套【低於200萬日元▲】的價格提供。

(p.26)

OUTLINE ☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration

☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW)

☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區)

☉定置型FC: PEMFC、RMFC、 RGFC、SOFC(1kW~100kW) ‧PEMFC@UPS：高壓氫(迅速! 安全? 昂貴?)、少用&急開(減損FC壽命) ‧1kW家用RGFC@CHP： 45%熱(節能) +35%電(減碳≒28%) ‧SOFC：1kW家用@CHP≒40%熱+ 45%電；100kW電廠≒複合發電(60%)>熱 ‧FC@電廠： 1M*1kW*JPY50萬(壽命)≒核電廠(需十年)

☉可攜式FC: DMFC、RMFC & RGFC、SOFC(<1kW) ‧DMFC(1~10W~100W)技術：無法延伸(核心能耐)@RMFC ‧RMFC(100W~1kW)技術：可延展到RGFC(1kW~100kW)然後引進SOFC ‧SOFC解決RGFC (1kW) 困境：電(45%)>熱(35%)、免用Pt、多碳燃料、簡化FP

☉結論: ‧DMFC(1W~10W~100W)←RMFC/RGFC/SOFC(1kW)+Hybrid→SOFC(100kW)

☉建議: SOFC(10W←100W←1kW→10kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw ; http://china.nikkeibp.com.cn/eco/news/catcorporatesj/1226-20110920.html 【20110923(日中環保生態網) (p.27) 吉坤日礦日石能源≒燃料電池將成為家庭基礎電源…0.7kW@FC+6kW@PV+6kWH@LIB≒自給自足@獨立式住宅】

(p.28)

FC系統－系統架構 & 技術分工

台灣氫能與燃料電池產業「專業分工」嗎？

(1)合金氫罐

BOP (熱與水管理)

(2)高壓氫瓶 (3)加水產氫 (4)改質製氫 FP (Fuel Processor) (燃料處理器)

EMS (電能管理) 餘熱回收餘水回收

熱管理水管理

Integration (整合)

*南亞電 *碧氫 Stack(燃料電池堆) Source: rational@enermaster.com.tw 【(滄海書局)200803(黃鎮江)燃料電池(01)燃料電池簡介(01-05)燃料電池系統】

(p.29)

Source: rational@enermaster.cm.tw (工業材料)200907p051(曹芳海@ITRI能環所)燃料電池技術專題導言：燃料電池產業蓄勢待發

(非本業)兼FC(大)廠: 關/縮 FP

Stack

EMS

改質甲醇 ,甲烷,LPG, 硼氫產氫

Stack

DC,AC

台達電子

改質系統

Stack

南亞電路

改質甲醇, 合金儲氫

MEA Stack

中興電工

改質甲醇, 合金儲氫

MEA Stack

大同世界

加百裕

改質甲醇

Source: rational@enermaster.cm.tw (2013/05/)

DC,AC

BOP

(本業)專注FC(小)廠商 Integ. 30W,1kW 1kW,2kW 20W 1kW,2kW 1kW,3kW

DC,AC

(p.30)

2kW,5kW,, 1kW

(p.31)

Stack

亞太

合金儲氫

Stack

1.5kW機車

博研

合金儲氫

Stack

500W機車

漢氫

合金儲氫

碧氫

改質甲醇

鼎佳

改質製氫

Stack

2kW,5kW,,

美菲德

EMS

DC,AC

能碩

改質製氫

揚光綠能

硼氫產氫

Source: rational@enermaster.cm.tw (2013/05/)

BOP

Integ..

3kW,5kW 3kW,5kW

Stack

2W,25W,,

(p.32)

102年度FC系統示範運轉驗證申請補助13家(上午6家)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 20130619［cjwang@moeaboe.gov.tw］BOE(能源局)102年度FC系統示範運轉驗證申請補助(審查會議)通知【13家各15分鐘】

(p.33)

102年度FC系統示範運轉驗證申請補助13家【(若全過)所需總預算NTD1.66億】

Source: rational@enermaster.com.tw ; 20130619［cjwang@moeaboe.gov.tw］BOE(能源局) 102年度FC系統示範運轉驗證申請補助(審查會議)通知【13家各15分鐘】

102年度FC系統示範運轉驗證申請補助13家(下午7家)

Source: rational@enermaster.com.tw ; 20130619［cjwang@moeaboe.gov.tw］BOE(能源局) 102年度FC系統示範運轉驗證申請補助(審查會議)通知【13家各15分鐘】

(p.34)

(PEMFC)MEA(膜電極組)堆疊Cells≒發電Stack ◇當一組燃料電池運轉時﹐工作電壓為0.6～0.8V﹐這意味著﹐要產生足夠的電壓﹐需要把許多電池串聯起來﹐構成一個電池組﹐如圖↓所示。

Source: www.sglcarbon.com (p.35)

Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(5)普及化的問題】

(p.36)

20／40／80Ceslls的STACK操作@12／24／48V 4cm

4cm 5cm

5cm

Single Cell

4cm

0.6V, 10A = 6W 20cm2 @ 500mA/cm2

8cm

直流轉換器可用於將燃料電池的可變化的I-V 曲線行為轉變為一固定的電壓輸出

5cm

串聯 2 Cells 1.2V, 10A = 12W

0.6V, 20A = 12W 40cm2 @ 500mA/cm2

Stack

串聯 20 Cells 12V, 10A = 120W

串聯 20 x 2 Cells 24V, 10A = 240W

串聯 20 Cells 12V, 20A = 240W

Source: rational@enermaster.com.tw

(p.37)

HYBRID(混合)電力型FCV(燃料電池車)運轉方式

Source：rational@enermaster.com.tw (2011/07/) 【(黃鎮江)【綠色能源≒燃料電池】 (4)從馬車到氫車】

(p.39)

Source: rational@enermaster.com.tw ; (全華圖書)200810(RyanO'Hayre)燃料電池基礎(09)燃料電池系統介紹

(p.38)

自然界中沒有單獨存在的氫氣…藉由重組化石燃料製造… 水「電解(電→氫)」製氫≒ 50%能量損失

Source: rational@enermaster.com.tw導讀 (本間琢也)(上松宏吉)【燃料電池】［瑞昇文化201110］(1) 【燃料電池是什麼啊﹖】 (003)自然界中沒有單獨存在的氫氣…藉由重組化石燃料製造

(p.40)

H2高壓700Bar(100L)時FCV方可駛500km

JHFC展示FCV試乘會&加氫站(700Bar)

≒60kL 1/1000 ≒2wt.%(250Kg) 1/400 @-253℃ ≒70Kg 1/300

@250~350ATM ≒200L

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日本)FCDIC(石井弘毅)世茂出版200809【圖解燃料電池】(05)汽車用FC】

(p.41)

氫脆…不銹鋼@高壓H2高溫…(改用)碳纖維(質輕)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Materialsnet)VIP(2010621)由FC2010 EXPO看日本燃料電池產業發展(吳俊達)】

(p.42)

內管薄鋁合金&外層包覆玻璃纖維或碳纖維(質輕&高強度)

△高強度的不銹鋼暴露在氫氣中﹐尤其是在高溫高壓下﹐容易發生氫脆現象﹐失去強度﹐產生裂縫。 ◎壓縮儲氫技術近年來的研究主要在以下兩個方面﹕ ‧對容器材料的改進﹐使耐壓更高﹐本身質量更輕［Rational編註：如≒碳

纖維複合材料］﹐以及減少氫分子透過容器壁﹐避免產生氫脆現象等﹔ ‧在容器中加入某些吸氫物質﹐大幅度地提高壓縮儲氫的密度﹐甚至使其達到「準液化」的程度﹐且當壓力降低時﹐氫可以自動地釋放出來。

Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

(p.43)

(p.44) Source: rational@enermaster.com.tw導讀 (本間琢也)【燃料電池】［瑞昇文化201110］(4) 【在生活以及經濟活動上的汽車方面的運用】

H2 (火焰100秒)集中…汽油(燃燒?分鐘)蔓延!! ☉這兩張照片比較點燃漏氣的氫氣罐與漏油的油箱火災狀況著火60秒後照片﹐氫火焰已逐漸消退﹐而汽油火焰愈加激烈﹔ ‧經過100秒﹐所有的氫火焰消失和車內完好無損﹐汽車則持續燃燒了幾分鐘﹐並完全燒毀。

Source：rational@enermaster.com.tw (2011/03/) 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源(6)打造一個氫能社會】

(p.45)

美國NFCEVLD(燃料電池電動車學習示範)專案現場製氫 ≒重整『天然氣』／電解「水」產能利用率≒70%／35% 圖2 ﹕產能利用率…重整『天然氣』>>>>>電解「水」

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://www.china-hydrogen.org/hydrogen/production/2012-11-15/2111.html; (china-hydrogen.org)20121116 (p.47) (中國氫能源網)【美國NFCEVLD(燃料電池電動車學習示範)專案現場製氫≒重整『天然氣』／電解「水」產能利用率≒70%／35% 】

(protonenergy.com)HG(HOGEN)S-Series(NTD4M) 6.7kWh/m3 ［消耗6.7度電→(產氫量可發)1度電］

Source：rational@enermaster.com.tw 【(protonenergy.com)HG(HOGEN)200Psi≒13.8Bar(S10≒250LPH)(S20≒500LPH)(S40≒1000LPH)6.7kW(NTD4M)】

(p.46)

HONDA的FCV@PV高壓(省去壓縮機)電解 (水)製氫24小時1.5kg▲僅供FCV行駛150km

Source: rational@enermaster.com.tw; 20120331(日經能源環境網)【HONDA(本田)設置日本首座太陽能加氫站並交付配備供電功能的 (p.48) FCV(燃料電池車)…高壓(省去壓縮機)電解(水)製氫24小時1.5kg▲僅供FCV行駛150km】

Enertrag售出2MW鹼性(製氫)電解器3台…耗電6MW製氫 1000m3(每小時)≒發電1000kW▼≒(電→電)效率16.66%▼

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://www.china-hydrogen.org/hydrogen/production/2012-12-04/2159.html; (china-hydrogen.org)20121204 (p.49) 】 (中國氫能源網)【 Enertrag售出2MW鹼性(製氫)電解器3台…耗電6MW製氫1000m3(每小時) ≒發電1000kW▼≒(電→電)效率16.66%▼

日本FCV加氫站…多為Reform(重組)製氫

Source: rational@enermaster.com.tw (2008/07/) 【(全華科技)200808(SCE.Net)圖解新能源百科(6)能源利用的新技術】

(p.51)

AUDI風力(電解水)將氫(+CO2)→沼氣(e-gas)

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://china-hydrogen.org/hydrogen/mix/2011-08-06/974.html 【(china-hydrogen.org)20110806(中國電池網 (p.50) 奧迪展示EV及燃料電池車／利用風力發電將氫轉化為沼氣…(AUDI)FCV(Q5)≒FC98kW+2個700Bar…(A-3)EV配26.5kWh續航140km】

日本FCV加氫站…多為Reform(重組)製氫

(p.52) Source: rational@enermaster.com.tw導讀 (本間琢也)【燃料電池】［瑞昇文化201110］(4) 【在生活以及經濟活動上的汽車方面的運用】

日本(首次)將(第17處)『加氫站』建在(海老名市)「加油站」 …2015年≒TOYOTA和HONDA銷售FCV／13家建設100處

加氫站成本:JPY2億@2015 (100處)… JPY1億@2030(1k處) 加氫站100處@4大都市圈(首都圈、中京、關西、福岡)

□新建於一座加油站內的「加氫站」19日在日本神奈川縣海老名市正式投入使用。在日本國內﹐這雖然是第17處「加氫站」﹐但是與傳統的加油站建在一起還是首次。 ☉是由汽車、石油以及燃氣公司等共同組成的「氫燃料供給利用技術研究組合」與JX日礦日石能源等單位聯合開展的實證實驗的一環。 ☉將邀請各汽車公司、政府部門等的大約50輛燃料電池汽車在此進行試用。 ‧在此之前﹐雖然也有「加氫站」建在加油站的附近﹐但是為了將來的正式普及﹐這次將兩者合併在了一起。 ☉關於FCV(燃料電池車)﹐TOYOTA和HONDA已經計畫於2015 年開始上市銷售。13家日本企業計畫在2015年底之前先期建設100處「氫燃料加注站」。 Source: rational@enermaster.com.tw ; http://www.china-hydrogen.org/hydrogen/mix/2013-04-26/2477.html; (china-hydrogen.org)20130427 (p.53) (人民網)【日本(首次)將(第17處)『加氫站』建在(海老名市)「加油站」…2015年≒TOYOTA和HONDA銷售FCV／13家建設100處】

加氫站成本:JPY2億@2015 (100處)… JPY1億@2030(1k處) 加氫站100處@4大都市圈(首都圈、中京、關西、福岡)

(p.55)

Source: rational@enermaster.com.tw 【20111018《燃料電池車銷聲匿跡？》車輛開發向成本削減邁進…FC成本≒JPY1萬／kW…FC (p.54) 壽命≒50萬km／5000Hrs功率↓30%】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58333-20111017.html

低碳@Refom→FCV@2030→零碳@2035

56 Source：【20091027(MOEA,BOE,ITRI)發展綠能產業與建構低碳社會(03)日本定置型FC(熱電)商業化(Dr.Honda@GasAndPowerCo】 (p.56)

從化石燃料中製造出H2的FP(燃料處理裝置)的 Reform(重組)≒SR(蒸氣重組)

從化石燃料中製造出H2的FP(燃料處理裝置)的 Reform(重組)如CH4+2H2O≒SR(蒸氣重組)

Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)(上松宏吉)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(1)【燃料電池是什麼啊﹖】 (p.57)

Pd膜(濾純H2)LIFE短&開機慢、中大型PSA(壓力震盪吸附)LIFE長 &開機慢、高難度PrOX(移除CO剩1~10ppm)可LIFE長&COST低

Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)(上松宏吉)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(1)【燃料電池是什麼啊﹖】 (p.58)

家用RGFC(改質瓦斯燃料電池)@CHP(熱電共生)+熱水槽

高溫&高壓 →LIFE短

1~10ppm

Source: rational@enermaster.com.tw ; (工業材料)2007/10(吳俊達)Reformer產氫技術的發展與應用

(p.59)

Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(3)【與生活息息相關的家庭用FC】 (050)追查系統內的空氣與水的流動

(p.60)

OUTLINE

PEMFC(質子交換膜燃料電池)發電反應原理

☉FC架構: ‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration

☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW)

☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫 ‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區)

陽極 PEM

☉結論: ‧DMFC(1W~10W~100W)←RMFC/RGFC/SOFC(1kW)+Hybrid→SOFC(100kW)

☉建議: SOFC(10W←100W←1kW→10kW→100kW) Source: rational@enermaster.com.tw

(p.61)

PEMFC的PEM之Nafion結構…保濕!?

Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)200805(黃鎮江)綠色能源 (2)多樣化的燃料電池】

(p.63)

Source:rational@enermaster.com.tw導讀(本間琢也)(上松宏吉)【燃料電池】［瑞昇文化(2011/10/)］(1)【燃料電池是什麼啊﹖】 (p.62)

FC (少用&急開)導致Pt燒結和脫落(降低I/W)

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日本)FCDIC(石井弘毅)世茂出版200809【圖解燃料電池】(03)FC的構造】

(p.64)

影響PEMFC性能因素：Pt、CO、H2O&溫度

FCV向成本削減邁進(17)Pt成本降至JP10~20萬@2015 ☉Pt觸媒轉換器方面﹐通過提高利用率以及實現高活性化﹐與2000年初的 FCV相比﹐Pt用量減少到了【1/5～1/10】。 ‧估計一輛FCV的Pt用量為【20～40g】左右﹐每輛車的材料成本由最初的

數百萬日元大幅削減至【JPY10~20萬】。 ‧因此﹐在【2015年】上市的FCV中﹐Pt觸媒轉換器的成本好像已經達到了目標值。 ☉不過﹐要想全面普及FCV﹐還要進一步減少Pt用量。 ‧所幸研究開發的方向已經明確。 ‧目前﹐「Pt觸媒轉換器的Pt利用效率還很低﹐只有【幾十%】﹐如果能提高利用效率﹐便能削減成本」(TOYOTA中央研究所電氣化學研究部特命主任森本友)。

0.4W(cm^2)

0.4mg(cm^2)

Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

(p.65)

雙極(兩面)板@MEA:導流+導電+散熱(氣/水)

PEMFC-Cell-內加濕 /外加濕

Source: rational@enermaster.com.tw (2008/05/); (全華科技)燃料電池(黃鎮江-編譯DOE 2001) 2003/11 (04)PEMFC

Source: rational@enermaster.com.tw 【20111018《燃料電池車銷聲匿跡？》車輛開發向成本削減邁進…FC成本≒JPY1萬／kW…FC (p.66) 壽命≒50萬km／5000Hrs功率↓30%】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58333-20111017.html

(p.67)

Source: rational@enermaster.com.tw (2008/05/); (全華科技)燃料電池(黃鎮江-編譯DOE 2001) 2003/11 (04)PEMFC

(p.68)

TOYOTA的FCV部件(與EV共用)、加濕(停用)@100℃ 、散熱器(小型化)

Source: rational@enermaster.com.tw 【20111018《燃料電池車銷聲匿跡？》車輛開發向成本削減邁進…FC成本≒JPY1萬／kW…FC (p.69) 壽命≒50萬km／5000Hrs功率↓30%】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58333-20111017.html

(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW_Operating States …Rejuvenation(活化)(Starvation)@每2~3月

Source：rational@enermaster.com.tw 【(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW(PowerModule)(UserManual)200306】

(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW_BOP(需CVM)

Source：rational@enermaster.com.tw 【(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW(PowerModule)(UserManual)200306】

(p.70)

(Ballard)Stack(2009/04/)(FCgen-1300)kW價USD600

(p.71)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.72)

(Ballard)Stack(2009/04)ProductPortfolio(2)1~5kg/kW

(Ballard)Stack(2009/04/)ProductPortfolio(3)Fuel: H2?

1.6bar(g)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.73)

(Ballard)Stack(2009/04/)Product (4)Cooling , Startup@℃

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.75)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.74)

(Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(1)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(201105)】

(p.76)

(Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(2)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(201105)】

(Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(3)

(p.77)

(Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(4)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(201105)】

(p.78)

(Ballard)Stack(DM-1) Market, kW, Life(2012/09)

(p.79)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(201209)】

(p.80)

(Ballard)Stack(DM-2) Operatoin(2012/09)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(201209)】

(Ballard)System (DM-1) Market, kW, Life(2012/09)

(p.81)

(Ballard)System (DM-2) Operatoin(2012/09)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(201209)】

(p.82)

Ballard獲102套PEMFC訂單…為IdaTech供FCgen-1020ACS +Dantherm系統≒氫ELECTRAgen-H2／甲醇ELECTRAgen-ME

(p.83)

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://www.china-hydrogen.org/fuelcell/mix/2012-09-27/1978.html; (china-hydrogen.org)20120928 (p.84) 【Ballard獲102套PEMFC產品訂單…為IdaTech供FCgen-1020ACS+Dantherm系統≒氫ELECTRAgen-H2／甲醇ELECTRAgen-ME】

TOYOTA將安裝燃料電池系統@加州 …由BALLARD採CLEARgen的PEMFC模組化500kW組成1MW

… RGFC≒改質瓦斯(可再生垃圾沼氣製氫)FC@CHP

全球燃料電池進展及盈利潛能…增長39%@2011…增長3 倍@2012…BALLARD收支平衡@2012 (FCB、UPS▲) ☉大概從2007年開始﹐FC技術才開始出現顯著發展﹐不但獲得了各國政府的認可﹐而且其耐久性得到了提高並且製造成本有所下降﹐ ‧到2011年﹐一些FC的發售已經不再需要資金補貼。 ♁工業FC終端的使用大幅增長﹐在全球範圍內為使用者提供電和熱。 ‧2011年FC裝置的出貨量為24600台﹐與2010年相比增長了39%﹐在這一增長數字中固定式能源部門的增長尤為突出。 ‧FC年度出貨裝置的總裝機容量首次超過100兆瓦。 ☉與2011年相比﹐2012年FC的出貨量將會增長3倍(超過78000台) ‧至於FC的盈利能力﹐BALLARD公司在2011年度總結中稱﹐2012年其 FC產品的銷售預計將達到收支平衡。 ‧由於公司在巴西和歐洲大巴市場的合同談判延期﹐這一消息在發佈兩周後即被修改﹐然而發展是顯而易見的﹐相信BALLARD公司對FC大巴和電信行業的關注會實現其產品銷售的收支正平衡。

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://www.china-hydrogen.org/fuelcell/application/2012-09-03/1911.html; (china-hydrogen.org)20120903(中國氫能源網)【TOYOTA將安裝燃料電池系統@加州…由BALLARD採CLEARgen的PEMFC模組化 (p.85) 500kW組成1MW… RGFC≒改質瓦斯(可再生垃圾沼氣製氫)燃料電池@CHP(熱電共生)】

日本TOYOTA／HONDA共用(首例)FC組／周邊

(p.87)

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://www.china-hydrogen.org/fuelcell/mix/2012-10-12/2003.html ; (china-hydrogen.org) 20121012(中國氫能源網)【全球燃料電池進展及盈利潛能…增長39%@2011…增長3倍@2012…BALLARD收支平衡@2012 】

(p.86)

日本FCV的Stack每kW成本JPY6000=USD60@2015僅 Ballard的(FCgen-1300)Stack售價USD600的10分之1

Source: rational@enermaster.com.tw 【20111018《燃料電池車銷聲匿跡？》車輛開發向成本削減邁進…FC成本≒JPY1萬／kW…FC (p.88) 壽命≒50萬km／5000Hrs功率↓30%】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58333-20111017.html

美國DOE規劃FC售價(kW)USD30@2010、USD15@2015 FC的Stack功率密度…2.0kW/L@2010年

Source：rational@enermaster.com.tw (2011/07/) 【(黃鎮江)【綠色能源≒燃料電池】(5)普及化的問題】

(p.89)

TOYOYA自動織機開發出利用FC的堆高機2輛2.5噸…充氫3分鐘≒連續運轉8小時≒15kWh≒▼額定2kW@7.5小時

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/news/cattechnicalsj/4168-20130214.html20130219(日經BP社) 【TOYOYA自動織機開發出利用燃料電池的堆高機2輛2.5噸…充氫3分鐘≒連續運轉8小時≒15kWh≒▼額定2kW@7.5小時】 (p.91)

TOYOTA就是不走純EV之路…EV航程200km…FCV航程 800km…售價JPY500萬@2015年…提供BMW量產@2020

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://big5.nikkeibp.com.cn/cgi-bin/news/auto/64618-20130207.html; 20130208(日經BP社)【 TOYOTA 就是不走純EV(電動車)之路…EV航程200km…FCV(燃料電池車)航程800km…售價JPY500萬@2015年…提供BMW量產@2020】 (p.90)

SUZUKI的FCM@踏板摩托車(125cc ) FC600W+BT500Wh…氫700Bar@10L可350km

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日經BP社)20091023(東京車展)鈴木開發出續航距離達到350km的燃料電池踏板摩托車(BURGMAN)】

(p.92)

HONDA伊東孝紳≒沒有比FCV(燃料電池車)更完美的系統 …罐700Bar@108L氫6kg續航600km≒60升汽油50kg… 加氫站100處 ▼2015年@東京都、愛知縣、大阪府、福岡縣≒4大城市圏

Honda在北九州市開展FCV向住宅供電…最大9kW…170L▼的 350Bar≒90kWh≒▼7.5天…Nissan的EV(LEAF)搭載24kWh≒2天

□伊東﹕終極目標是以氫為燃料的FCV 。我想沒有比這更完美的系統了。 ☉HONDA於2008年開始租售的「FCX Clarity」如果以▲350Bar ［Rational編注: 應該是▼ 700Bar］在氫罐中填充6kg的氫﹐可行駛600km﹐行駛同樣距離需要60升(約50kg)汽油。 ☉氫燃料罐的體積約為108L﹐但即使包括氫罐在內﹐車體的重量仍然很輕﹐在燃效方面較為有利。 ☉不過﹐要實現FCV的普及﹐還需要建設加氫站等基礎設施。日本的汽車業界力爭在2015年之前﹐以東京都、愛知縣、大阪府及福岡縣4大城市圏為中心﹐先行建設加氫站。 ☉目前HONDA還在致力於開發生產純EV(電動汽車) 。不過﹐ 電池性能有極限﹐在續航距離和充電時間等方面存在制約。或許需要考慮日常近距離移動等合適的使用方式。 Source: rational@enermaster.com.tw；http://big5.nikkeibp.com.cn/eco/jkey/4257-20130305.html; 20130308(日經BP社)【 HONDA伊東孝紳≒沒有比FCV(燃料電池車)更完美的系統…罐700Bar▼@108L氫6kg續航600km≒60升汽油 50kg…100▼加氫站2015年@東京都、愛知縣、大阪府、福岡縣≒4大城市圏】 (p.93)

家用FC(2011/10)估…數10萬台JPY60~80萬@2015

…200萬台JPY50萬@2030…SOFC取代PEFC

(p.95)

Source: rational@enermaster.com.tw ; http://big5.nikkeibp.com.cn/cgi-bin/news/auto/65593-20130411.html; 20130412(日經BP社)【 HONDA在 (p.94) 北九州市開展FCV向住宅供電的試驗…最大9kW…170L▼的350Bar≒90kWh≒▼7.5天…NISSAN的EV(LEAF)搭載24kWh≒2天】

日本1kW家用RGFC共訂SPEC@BOP&CHP

Source：rational@enermaster.com.tw 【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW】

(p.96)

日本1kW家用RGFC共訂SPEC@BOP的B3(3)

Source：rational@enermaster.com.tw 【 (日本FC推進室)201003(NEDO)家庭用FC關連補機類(共通仕樣)1KW)】

(p.97)

日本家用故障部位別的件數與比率 (2005年度第1期175台2005年10月~2006年9月)

Source: (NEF.or.jp)20070309(平成18年度)定置用FC大規模實證事業報告會 (1)定置型FC大規模實證事業平成18年度（2006年）成果的概要(by財團法人新能源基金會)

(p.98)

FC系統－系統架構 & 技術分工

OUTLINE

(1)合金氫罐

☉FC架構:

BOP (熱與水管理)

(2)高壓氫瓶

‧Stack、EMS (+Hybrid)、FP (Fuel Processor)、BOP、Integration

(3)加水產氫

☉FC種類: ‧PEMFC(1W~100kW:含DMFC、RMFC、RGFC)、SOFC(1kW~100kW)

(4)改質製氫

☉運輸用FC: PEMFC (+Hybrid) @700Bar加氫

FP (Fuel Processor) (燃料處理器)

‧公共(巴士@點對點)→高階(轎車@普及區)→低階(機車@普及區)

熱管理水管理

EMS (電能管理) 餘熱回收餘水回收

☉可攜式FC: DMFC、RMFC & RGFC、SOFC(<1kW)

Integration (整合)

‧DMFC(1~10W~100W)技術：無法延伸(核心能耐)@RMFC ‧RMFC(100W~1kW)技術：可延展到RGFC(1kW~100kW)然後引進SOFC ‧SOFC解決RGFC (1kW) 困境：電(45%)>熱(35%)、免用Pt、多碳燃料、簡化FP

☉結論: ‧DMFC(1W~10W~100W)←RMFC/RGFC/SOFC(1kW)+Hybrid→SOFC(100kW)

☉建議: SOFC(10W←100W←1kW→10kW→100kW)

Stack(燃料電池堆) (p.99)

Source: rational@enermaster.com.tw 【(滄海書局)200803(黃鎮江)燃料電池(01)燃料電池簡介(01-05)燃料電池系統】

(p.100)

日本TOYOTA／HONDA共用(首例)FC組／周邊

Reformer產氫: 即時(發電)／純化 (儲存) 高溫&高壓 →LIFE短

→

(p.101)

氫脆…不銹鋼@高壓H2高溫…(改用)碳纖維(質輕)

Source: rational@enermaster.com.tw ; (工業材料)2007/10(吳俊達)Reformer產氫技術的發展與應用

(p.102)

(Ballard)Stack(FCgen-1300)售價USD600

Source: rational@enermaster.com.tw 【(全華科技)201003(AlanG.MacDiamid)燃料電池技術(03)FC的燃料與氧化劑供應】

(p.103)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(200904)】

(p.104)

日本FCV的Stack每kW成本JPY6000=USD60@2015僅 Ballard的(FCgen-1300)Stack售價USD600的10分之1

(Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(1)

Source: rational@enermaster.com.tw 【 (Ballard)Stack(all)ProductPortfolio(201105)】

(p.105)

加氫站成本:JPY2億@2015 (100處)… JPY1億@2030(1k處) 加氫站100處@4大都市圈(首都圈、中京、關西、福岡)

(p.107)

Source: rational@enermaster.com.tw 【20111018《燃料電池車銷聲匿跡？》車輛開發向成本削減邁進…FC成本≒JPY1萬／kW…FC (p.106) 壽命≒50萬km／5000Hrs功率↓30%】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58333-20111017.html

(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW_BOP(需CVM)

Source：rational@enermaster.com.tw 【(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW(PowerModule)(UserManual)200306】

(p.108)

(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW_Operating States …Rejuvenation(活化)(Starvation)@每2~3月

Source：rational@enermaster.com.tw 【(Ballard)PEMFC(NEXA)1kW(PowerModule)(UserManual)200306】

日本家用故障部位別的件數與比率 (2005年度第1期175台2005年10月~2006年9月)

(p.109)

TOYOYA自動織機開發出利用FC的堆高機2輛2.5噸…充氫3分鐘≒連續運轉8小時≒15kWh≒▼額定2kW@7.5小時

Source: (NEF.or.jp)20070309(平成18年度)定置用FC大規模實證事業報告會 (1)定置型FC大規模實證事業平成18年度（2006年）成果的概要(by財團法人新能源基金會)

(p.110)

SUZUKI的FCM@踏板摩托車(125cc ) FC600W+BT500Wh…氫700Bar@10L可350km

Source: rational@enermaster.com.tw 【(日經BP社)20091023(東京車展)鈴木開發出續航距離達到350km的燃料電池踏板摩托車(BURGMAN)】

(p.112)

日本EV(24kWh)和FCV(120kWh)分界線≒150km

Thank You ☺ …台灣(品牌)進入策略(集中&差異→利基→主流) …以EnerMaster(能碩=能源from華碩)商品為例 Dr. Rational_You (游李興)(有理性) Founder & GM @EnerMaster (FC能源專家)

150km Source: rational@enermaster.com.tw 【20111013《燃料電池車銷聲匿跡？》熱潮過去之後≒技術課題被穩步攻克…JPY500萬 @2015…FCV可500km／EV只150~250km】http://big5.nikkeibp.com.cn/news/auto/58118-20110929.html?ref=ML

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