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文档简介

1、2013年燃料电池产业发展综述1 引言1.1概述Fuel Cell Today是全球燃料电池市场信息和数据分析的主要来源。“2013年燃料电池产业概述”为我们年度出版物的第三版,主要总结了过去四年全球燃料电池产业的发展状况以及本年度和未来发展前景的预测。“燃料电池产业发展现状”这一章主要内容包括2012年全年和2013年上半年燃料电池的应用现状及其区域发展状况,同时还包括几种主要类型燃料电池技术的更新状况。正如本章所阐述的,燃料电池是一种非常通用的技术,具有从几瓦到兆瓦级的电池装置。基于此,我们对燃料电池的年出货量和年出货兆瓦数进行了统计,通过对市场各组成部分的信息进行汇总,从而对整个燃料电池

2、产业有更加直观深入的了解。此外,本章节中还包括一节专门针对加利福尼亚州自发电激励计划(SGIP)影响的特征分析。SGIP自2001年以来一直在运作,并从2002年开始为一系列固定式燃料电池的安装提供财政支持。最后一章主要讨论燃料电池行业在2013年全年的发展前景,同时包括未来三到五年内全球燃料电池在三个主要应用领域的发展预期。综述的最后部分提供了Fuel Cell Today统计的2009年至今,按燃料电池产品的应用领域、生产区域和电解质类型划分的年出货量和出货总兆瓦数的信息。1.2燃料电池应用与技术按照燃料电池应用可将其划分为以下三个主要类型:1)便携式燃料电池:包括那些设计成可以移动的AP

3、U装置;2)固定式燃料电池:设计成为固定地区提供电力的固定式发电装置;3)车用燃料电池:可以为车辆提供主动力或者延长车辆行驶能力的车用燃料电池。Fuel Cell Today还针对电池用燃料和基础设施(包括燃料的生产、储存和运输)中的每项,在“燃料电池产业现状”这一章中进行了详细的介绍。根据电解质不同,可将燃料电池分为六个主要技术类型:质子交换膜燃料电池(PEMFC),直接甲醇燃料电池(DMFC),磷酸燃料电池(PAFC),熔融碳酸盐燃料电池(MCFC),固体氧化物燃料电池(SOFC)和碱性燃料电池(AFC)。其中,高温PEMFC和低温PEMFC共同简称为PEMFC。对于目前市场上可用六种主要

4、类型的燃料电池(包括它们的优点和缺点),在我们的网站上有详细描述。1.3地理区域划分Fuel Cell Today将燃料电池的应用地区划分为四个主要地理区域,包括:亚洲、欧洲、北美洲以及其它地区(RoW),如图所示。燃料电池应用地理区域划分图(sou: Fuel Cell Today)1.4 数据来源燃料电池出货情况以每年出厂产品装置数和出货总兆瓦数为基准。报告中的出货量是从终端商品制造商(通常指系统集成商)处获得的数据。本文以最终运送并安装到使用地区的燃料电池装置数为该地区的年出货总量数据。同时,为了突出强调工业用燃料电池装置数的增长,本文便携式燃料电池产品的统计数据中不包括便携式玩具和教学

5、产品。此外,本章中还对便携式燃料电池市场做了一个详细的讨论,但出货量数据仅反映具有特殊发电用途的燃料电池装置的安装使用。本章所有的数据已在当前最新信息和2012年全年数据的基础上进行了更新,所以本文给出的部分数据可能与以前Fuel cell today的报告中所给出的旧数据略有差别。本文给出的所有数据是归纳总结出的,数据信息的主要来源有:Fuel cell today、燃料电池行业的主要参与者、部分公共来源(如公司报表、新闻稿或市场档案等)以及企业和政府实施的示范项目公告。此外,出货数和出货兆瓦数均四舍五入,以千个(,000)为出货量单位,以兆瓦(MW)为出货兆瓦数单位,分别精确到0.1千个和

6、0.1兆瓦。无另有说明,所有的电压输出功率均为额定功率,其中2013年的数据为全年预测数据。2 产业发展现状2.1引言燃料电池技术现已良好的应用于当前多个市场领域,被认为是比内燃机和传统电池更好的动力技术。鉴于此,与2011年相比,燃料电池在2012年的出货量呈持续增长的态势,且几乎翻了一番(累计出货量达45,700台)。2013年上半年延续了燃料电池订单的涨势,预计全年燃料电池出货增涨量将达到2012年的46%,接近67,000台。我们在2011年预测,消费电子产品市场用便携式燃料电池出货量在2012年全年将显著增加。虽然多款新型便携式燃料电池于2012年成功推向市场,但是该型产品在2012

7、年全年的出货量仍较我们的预测值少了约30,000台。尽管燃料电池在便携式应用领域的实际出货量与预测值间存在一定差额,但是鉴于其在交通运输领域和固定式应用领域的出货量有显著增加,这使2012年全年燃料电池出货总量也有所增涨。其中,燃料电池技术在固定式应用领域的运用在当前最为突出,其应用范围非常广泛: 可作为与小型电网连接的家用微型热电联产装置(micro-CHP); 可用作重要基础设施的不间断离网电源系统(APU); 可当做大楼的主动力电源系统; 可设计成为连接电网的兆瓦级发电厂。 按应用和出货总兆瓦数划分的2009-2013燃料电池出货量变化趋势图由于个别大功率燃料电池发电装置的安装,固定式燃

8、料电池的出货兆瓦数在2012年继续保持引领地位。在“2012燃料电池行业概述”中,我们预测燃料电池在2012年全年的出货总兆瓦数将达到175.8 MW。虽然仅有极少数的燃料电池计划安装项目被取消,但这却对其出货总兆瓦数的影响显著。截止到2012年年底,燃料电池实际出货总兆瓦数约为预测数值的95%,为166.7 MW。预计2013年固定式燃料电池的出货兆瓦数将会有进一步的增涨,XX估计增涨可达全年的30%,届时全年出货总兆瓦数将超过215 MW。在过去五年中,亚洲一直是燃料电池的主要应用地区,且其优势地位仍呈逐渐加强的态势,其中,2012年全年燃料电池出货量的61%安装于该地区。预计到2013年

9、,亚洲地区的主要地位将更加明显,预计届时将有超过全年出货量75%的燃料电池安装应用于该地区。在出货总兆瓦数方面,由于北美市场在大型固定式燃料电池的使用方面占据相当大的份额,所以亚洲的在出货兆瓦数方面的主要地位并不是那么明显。尽管如此,亚洲地区仍占2012年全年燃料电池出货总兆瓦数的52%,预计2013年其所占比例将会增长至57%。与其他类型的燃料电池不同,PEMFC应用范围最为广泛,对大型和小型设备均适用。从出货量数据可以看出,PEMFC为当前最受用户青睐的燃料电池类型,其出货量占据应用类型的统治地位。在出货总兆瓦数方面(图),由于MCFC和SOFC在大型固定式领域的应用较多,所以PEMFC、

10、MCFC和SOFC在出货兆瓦数方面的所占份额数差别不大。去年,几个高层次的合作伙伴关系的促成以及几项重要的燃料电池企业的并购,有效的刺激了燃料电池技术的发展,尤其是燃料电池汽车领域。鉴于燃料电池市场正由投资主导型技术产业向市场主导商业化行业渐变,燃料电池产业得到了进一步巩固发展。在过去的一年中,我们看到几家公司停止了燃料电池行业相关的交易,但也有多项行业外企业开始进步并购相关燃料电池技术资产,并以此来巩固加强其在该行业的地位。兼并和收购(MA)是一个行业利用成功技术精简自身,并以此获得成功的正面表现,企业基于此可改进自身技术组合同时丢弃不合理的概念,因而我们希望在未来看到越来越多的兼并和收购活

11、动的产生。我们即将见证燃料电池和氢燃料技术开始进入快速发展的激动人心时刻,迄今主要有三种促进其快速发展的助力: 承认氢气为非常具有有吸引力且重要的能源公用事业部门; 在燃料电池备用电源领域,全球主要电信商的浓厚兴趣; 力图实现FCEV商业化世界主要汽车制造商。随着越来越多全球性公司利用和投资燃料电池技术,同时燃料电池产品供应链改进和技术更新带来运输车辆的大规模生产,燃料电池产业将变得越来越好,并有望在全球范围内取得成功。下面一章的主要内容:从燃料电池应用(便携式、固定式和交通运输用)、应用区域分布和燃料电池类型三方面看今年燃料电池产业的发展情况;燃料和基础设施建设的发展概述以及加利福尼亚州自发

12、电激励项目的特殊特点。2.2 按应用发展分类2.2.1便携式应用在“2012燃料电池行业综述”中,我们对2012年携式燃料电池出货量的增涨给予很高的预期,这主要是因为三款新型消费电子产品用燃料电池充电器即将推出。最终,myFC和Aquafairy公司开发的两款电池充电器未能按计划推出,同时,虽然Horizon Fuel Cells公司生产的电池充电器成功推向市场,但其应用推广却远低于预期。因此,我们将2012年全年便携式燃料电池出货量数据由30,000台修订减少至18,900台,但较2011年全年出货量仍增长了174%,这也反应出燃料电池在该领域的应用潜力。2013年,Horizon公司和my

13、FC公司仍致力于其便携式燃料电池充电器的商业化发展,而Aquafairy公司的研究重心已由消费电子产品用充电器逐渐转向紧急备用电源的研发。我们预计,消费电子产品用便携式燃料电池在2013年仍为关注的焦点,但是该技术与传统电池的竞争关系使其较之前的关注略有降温。因此,预计2013年全年便携式燃料电池出货量较2012年会略有减少,约为13,000台。在出货兆瓦数方面,由于便携式燃料电池较其他应用领域类型的电池在体积和功率方面均较小,所以其全年总出货兆瓦数也相对较小。其中,2012全年便携式燃料电池出货总兆瓦数较2011年增加了25%,达0.5 MW。鉴于2013年预计的年出货量数减少,预计全年出货

14、总兆瓦数将不足0.3 MW。(1)教学用燃料电池和玩具教育燃料电池装置仍然十分畅销,新产品相继推出了相关细化概念。尽管Fuel Cell Today中不包括玩具和教学用燃料电池装置的数据,但它们已成为许多公司的重要收入来源。Horizon Fuel Cell Technologies公司是便携式燃料电池产品的最大供应商之一,并在过去几年中不断改进其产品构架,生产出更多先进产品。其最新遥控车产品i-H2GO便以燃料电池为动力,并由智能手机来控制,用户可以通过倾斜自己装载iOS或Android系统的手机来控制汽车。公司还为这款玩具汽车车配备了小型加氢装置,同时还可以通过太阳能电板和USB充电,属于

15、混合动力类型。(2)备用电源BOC公司在2012年10月推出一款带有照明组件的Hymera型燃料电池产品,带有与两个300瓦卤素灯泡相当的输出功率高效灯泡。该产品较传统柴油发电机具有独特的优势:运行时静音操作噪音小;无颗粒物、二氧化碳或氮氧化物等污染物的排放。此外,它还较普通电池具有更长的运行时间,10公斤气缸的氢气可提供高达24小时的运行时间。日本国立产业技术综合研究所(AIST)于2013年3月推出一款可以一系列不同液体原料为燃料的便携式SOFC,公司计划将该产品的应用市场主要面向灾难、紧急情况或户外使用。此外,基于微管式技术的SOFC产品,可直接以包括液化石油气(LPG)在内的通用烃类物

16、质为燃料。在日本,便携式燃料电池倍受青睐,环保科技公司生物公司实验室公司现已开发出33 W便携式燃料电池,可将其用作紧急备用电源装置。公司希望将该产品以450,000日圆(3050英镑,4700美元)的价格进行商业销售,并首先将潜在买家限定在市政府、写字楼及家庭。该产品的生产技术结合了该公司专有的氢化镁储氢合金技术与Horizon Fuel Cell Technologies公司的电堆技术,产品原型重8.5公斤,每个40 Wh的燃料储存盒可提供电力72分钟。公司计划在2013年年底实现产品推出之前,力争完成提高20%的燃料储存能力和减小30%电池重量的目标。(3)消费电子产品在消费电子产品领域

17、,燃料电池在微型外部电池充电器上的应用发展迅速,在消费性电子产品中的未来应用前景良好。Horizon Fuel Cell Technologie公司继续在全球推广其MiniPak便携式燃料电池充电装置,该产品于2011年8月开始商业化销售,目前已经可以为其零售合作伙伴以及大量的产品买家提供订制选项服务。与充电器相配套的加氢装置为该公司生产的HydroFILL制氢装置(接入到电源并放入离子水或者蒸馏水即可开始提供氢气)及HydroSTIK固态氢存储装置。室外零售商布鲁顿(Brunton)于2013年11月开始在美国销售一种新型MiniPaks的升级版便携式燃料电池充电器(上图),一起推出上市的还

18、有与其配套使用的电解水制氢设备,而其标准版MiniPaks充电器仍继续由REI销售。该最新产品具有坚固耐用、持久性更强的特点,这使得燃料电池跻身成为当前一系列解决离网发电方案的手段之一。该款新型充电器产也被诸如液化空气公司等制造用于内部业务促销活动,以促进宣传产品所涉及的Blue氢动力概念。Lilliputian Systems公司(LSI)开发出Nectar型燃料电池移动电源充电器(该产品以硅芯片为基础),并计划于近期将该产品通过美国零售商Brookstone进行商业销售。Nectar在2013年美国拉斯维加斯的国际消费电子产品展(CES2013)上首次亮相,并赢得了多个奖项,包括消费电子产

19、品用便携式电源CES创新奖和设计奖。该产品还被提名为可获得未来最受欢迎产品奖的15个候选产品之一,同时也是CES最佳产品奖的12个候选产品之一。 另外,LSI将从电子业巨头英特尔公司(该公司使用其芯片制造设施制造电堆)得到资金支持继续用于其产品研发,并于2012年9月宣布已获得4000万美元(2590万英镑)的股权融资。Neah Power Systems公司至今仍然致力于开发其PowerPlay型产品,该产品为主要面向消费者的燃料电池充电装置,并最初计划于2013年初开始商业化推广。虽然公司在过去一段时间内并未过多透露其产品信息,但公司宣称正与Fortune 110公司合作致力于该产品的研发

20、工作。Aquafairy公司与Rohm公司在2012年展开合作,以进一步发展便携式燃料电池技术。Aquafairy公司正在开发一系列款式的电子产品充电器和紧急备用发电装置,包括一些可对接智能手机外壳的备用电源充电器。一个3克碳酸钙层压板可产生4.5升氢,并可在两个小时内充满一个智能手机。目前,该产品的商业化生产销售仍未提上日程。瑞典制造商MYFC曾计划到2012年7月以错开的方式推出其最新燃料电池充电装置,但是由于其生产设施内遭遇一场大火,阻碍了产品开发的顺利进行,新产品推出计划将被迫推迟。目前,由该公司研发的PowerTrekk型便携式燃料电池充电器,可在美国零售商REI购买到,同时在中国和

21、日本也有销售。(4)军用设备燃料电池技术被评价为一种可以有效的降低军用电池设备的质量的有效方法,因而世界各地的军事组织对该技术也产生了浓厚的兴趣。加利福尼亚州的微型燃料电池开发商UltraCell公司开发出XX55型燃料电池和CliC-It甲醇加注站,该产品接受了新西兰国防军(NZDF)作战实验室的评估,评估于2012年开始,并于2013年3月得出最终结论。XX55型燃料电池和燃料加注站在阿拉姆军事演习中得到应用部署,试用过程中,XX55被用作电源装置用于执行关键任务的通信设备,包括收音机、笔记本电脑、其他与5 V USB兼容的设备、12V直流点火器和24 V直流输出电源。新西兰国防军(NZD

22、F)可以现场制备甲醇,将所制甲醇与去离子水于CliC-I系统内混合后,用作燃料加注燃料电池。美国UltraCell公司继续其燃料电池系统的研发工作,并获得100万美元(64.8万英镑)的资金支持用于SAFCell公司生产的SOFC产品的测试工作。该款燃料电池的工作温度约为250 oC,因此具有良好的抗燃料中杂质中毒的能力。此外,气态燃料和液态燃料(包括丙烷、甲烷、甲醇和柴油)均适用于该电池,现定于2014年对该型电池产品进行初步测试。军用燃料电池私人开发商Protonex公司也宣布成功研制出最新燃料电池产品,并于2013年初抵押信贷融资200万美元(130万英镑)用于产品的扩大销售。公司的燃料

23、电池产品在过去的三年时间里已经通过测试阶段,现已进入生产和部署阶段。SFC Energy(SFC)公司在以甲醇为燃料的军用燃料电池产品的开发方面历史悠久,其生产的JENNY和EMILY型燃料电池依然倍受用户青睐。SFC公司曾获得100万美元(64.8万英镑)的资金支持,这主要归功于其50 W的JENNY型电池非常适用于美国空军,目前公司正着手实现该型燃料电池的产业化生产。作为JENNY型电池的同类产品,EMILY型燃料电池除了与前者外形尺寸基本相同外,还较前者的功率高了35%(最高可达125 W),且该产品是完全抗振的,并被设计用作车载通信、夜视、导航和任何其他功能要求设备的电源装置。(5)其

24、他当面对一些亟需便携式电源情况时,具有一定应用的燃料电池技术很难被立马联想到用于解决这些情况。CEKAtec公司首先提出以燃料电池为动力的饮料手推车这样一个非常好的创意(图)。该小型燃料电池装置被设计用于长途火车上的咖啡机小车,待小车中常规电池供电电源电量耗完后,其燃料电池装置用来为小车继续提供动力。目前,该产品已经开始试用于瑞士联邦铁路的苏黎世-伯尔尼路线上,通过将常规电池替换为CEKAtec公司的IHPoS型燃料电池和低压储氢装置,小车的运行里程加倍,可为咖啡车提供足够的运行电量。此外,该燃料电池供电装置仅为传统供电装置重量的一半。2.2.2 固定式应用鉴于固定式燃料电池系统在大规模和小规

25、模应用上均受到客户的大力支持, 2012年固定式燃料电池出货量呈持续增加的态势,较2011年高出近50%。我们调整后的2012年全年出货量数据是“2012年行业综述”中预测数据的98%,这凸显了我们部门预测数据的稳健性,也表明该综述可以继续用于商业订单。在全年出货兆瓦数方面所显示数据值也基本与我们的预期值相近,实际年出货兆瓦数约为去年预测值的97%。2012年全年出货兆瓦数达到了124.9 MW,而固定式应用领域的出货兆瓦数依然占据主导地位,约占全年总数的75%。预计2013年将继续保持出货兆瓦数持续增长和固定式发电主导地位的趋势。新的固定式燃料电池应用市场主要针对电信备用电源和家庭微型热电联

26、产两个方面,而大型兆瓦级燃料电池的安装也仍旧是热点。(1)主电源系统将燃料电池用作主电源系统的公司主要有以下三家:Fuel Cell Energy公司(MCFC,300千瓦+),Bloom Energy 公司(SOFC,200千瓦)和Clear Edge Power公司(PAFC,400千瓦-UTC Power technology公司),其主要应用市场仍然以美国和韩国为主。通过对不同类型燃料电池市场进行比较,令人惊奇的是六种类型当中的五种类型的电池系统装置均在争夺固定式发电应用市场,一般情况下在同一应用市场只有一个或两个不同的类型的电池系统进行竞争。Ballard公司每年持续销售少量的Cle

27、arGenTM型PEMFC发电装置,并于2012年在美国Toyota公司总部安装了一个1 MW的燃料电池(图)。2013年初,Ballard公司将一座175 kW级的小型ClearGenTM型PEMFC发电装置安装于美国加利福尼亚州一个偏僻部落,该装置所用燃料为生物质气中纯化出的氢气。与此同时,公司计划与中国企业合作推广小型ClearGenTM型PEMFC备用电源,致力于打进亚洲特别是中国燃料电池市场。AFC Energy公司宣布开始实施其当前最大的燃料电池项目,计划在英国工业化学品有限公司在埃塞克斯的工厂安装一个1兆瓦的AFC装置。ICL公司日前正在开展由AFC公司生产的Beta电池系统的测

28、试工作,且已经过测试成功并计划安装该大型电池系统。目前,该项目已经获得来自欧盟高达600万欧元(510万英镑,790万美元)的资助。United Technologies Corporation(UTC)公司作为燃料电池行业的资深公司,已于2013年初将其燃料电池企业(UTC Power子公司)出售给ClearEdge Power(CEP)公司。目前,UTC公司在燃料电池行业已无任何投入。尽管燃料电池行业未来的发展前景具有明显的分散性和不确定性,但过去几年部分北美和亚洲客户依然购买了一定数目的相关产品。其中,韩国在大型燃料电池发展方面依然保持良好的态势,三星爱宝乐园购买了若干燃料电池装置安装于

29、一些著名的建筑上,如釜山国际金融中心(0.4兆瓦)、乐天世界塔(0.8兆瓦)以及KOSEP拥有的由七个电池系统构成的一个3兆瓦的公共设施。最新的燃料电池采购订单也受到美国国内客户的不断关注。美国宽带和电信企业Verizon公司推出1亿美元(65亿英镑)的燃料电池和太阳能发电项目,项目计划在横跨美国的七个州安装19座燃料电池发电装置。其中,加利福尼亚州的客户包括火箭制造商Pratt&Whitney与美国国家空气质量局均计划安装400千瓦燃料电池机组。Bloom Enery公司依靠继续其有限的产品订单继续在美国市场上发展进步,这些产品订单均将由特拉华州的东海岸在建的新制造工厂来生产。其中,

30、美国特拉华州政府为这家新工厂投资1650万美元(1070万英镑),一旦工厂全部完工,预计将为该地区带来900个新的就业岗位。工厂的第一台燃料电池是为Delmarva Power公司制造的,目前该公司正在建设两座大型的燃料电池发电站,并计划为国家电网提供过约30兆瓦的电力网。然而,将该新工厂建造于该州的交易并不全是毫无争议的,其部分交易被强制的加到购买者Delmarva的客户中去,让客户来为这些订单买单并不能普遍的被客户接受。在一批忠实客户的的强大购买力下,位于加利福尼亚州西海岸的Bloom公司的生产工厂一直占据近年产品销量的主要位置。美国第二大零售商的Target公司收购了在旧金山和加利福尼亚

31、州帕萨迪纳的两家能源服务器专卖店,如果公司可以成功的在东海岸的这两家店里安装Bloom公司的燃料电池发电系统,可以解决近年来店里长期存在的停电问题。ATT公司订购了Bloom公司9.6兆瓦的燃料电池发电装置,从而使其在电价的定价方面有更大的话语权。尽管Energy Servers的发电成本较由购电协议来确定的电网价格更高,但是它可提供可靠和不间断的电力,从而可进一步否定备份电源的需求。美国本田汽车公司的办公室将安装一个1兆瓦的Bloom公司的Energy Servers作为电力供应装置,同时计划于2014年完工的美国最大的碳平衡办公室,将安装600 kW的Bloom燃料电池作为供电装置,为实现

32、这一目标,该建筑的燃料电池装置将使用指定沼气为燃料。Bloom公司CEO Bill Kurtz在2012年8月接受GigaOM网采访时,声称公司是“半路上”,刚刚实现财务收支平衡。Kurtz表示,随着每个新增燃料电池的安装成本不断降低,公司每半年的收入也将近增加一倍。后来Kurtz还于2012年在另外一份财富杂志中表示,Bloom公司在2012年已基本实现“毛利转正”,公司正步入正轨,有望“2013年实现盈利”。Fuel Cell Today期望看到燃料电池行业内规模较大的公司在未来三年内均能实现盈利。但对Bloom公司来说,主要的问题是还需要多久,或者是说还需要多大规模的IPO才能开始进入偿

33、还现在投资者投入的1.2亿元(778万英镑)资金的步调。作为燃料电池市场上最忠实的成员Fuel Cell Energy(FCE)公司,可能是目前最为成功的公司,将继续保持良好的发展势头到2012年甚至到2013年。该公司已经增加了其在美国的生产能力,在同一时间也与韩国POSCO公司达成合作伙伴关系,计划从2014年开始在韩国全面实施燃料电池系统的生产。到目前为止,POSCO Energy公司已接受了FCE公司的数套燃料电池产品,并且已经安装了必须要的辅助系统用于装配成完整的燃料电池系统。此外,该交易的完成可促进FCE公司成功打入亚洲市场,并为其提供宝贵的收益。作为POSCO公司长期合作伙伴的F

34、CE公司,于2012年11月公布了其121.8兆瓦的燃料电池的生产订单,该订单是迄今为止燃料电池行业史中最大的订单,其出货时间为公司完成其先前所有订单之后,预计在2013年3月。美国FCE公司计划将其燃料电池发电厂在韩国的成功应用复制推广到其国内市场。2013年4月,一个14.9兆瓦的燃料电池发电站在美国康涅狄格州布里奇波特开土动工,一旦完成后,该电站将成为北美最大的燃料电池电站。除韩国和美国外,FCE公司通过其在德国的子公司FCES(Fuel Cell Energy Solutions)和另外一个在加拿大的子公司也开始在欧洲市场生产销售少量燃料电池产品,计划在位于伦敦Fenchurch大街的

35、Walkie-Talkie大楼,安装一个300瓦的燃料电池装置,用来为大楼提供电力、热水并为吸附式制冷空调提供动力。德国BAM Deutschland建筑公司于2013年初正在为联邦研究机构安装一个新的300千瓦的燃料电池,与此同时,FCES公司与Elektrizitaetswerke Zurich电力公司共同签订了一份十年服务协议,主要是维持2010年在此安装的FCE燃料电池的正常运行。在加拿大,FCE公司在垃圾填埋场安装了一台自主供应燃气的燃料电池装置,该装置成功的示范应用有助于进一步促进燃料电池在垃圾场的推广,该系统以垃圾场易爆的燃气为燃料,主要用来为垃圾场提供电能和热能。(2)微型热电

36、联产系统据能源顾问Delta-EE分析,基于燃料电池的微型热电联产(micro-CHP)装置的销量于2012年第一次超过基于传统发动机的微型热电联产装置,约占据全球micro-CHP销量的64%。燃料电池技术成为micro-CHP用主流技术这一现象的出现,完全得益于日本Ene-Farm项目的开展,该项目计划在2013年安装约50,000套micro-CHP燃料电池装置。Ene-Farm项目自2009年5月正式实施后,一直得到持续不断的发展和优化,这使得micro-CHP用燃料电池的效率和耐用性得到极大的提升,同时其生产成本也有所降低。目前市场上最新型PEMFC的电力输出功率为700 W750

37、W,具有约95%的能量转化效率。此外, PEMFC可使产品大小减少17%,可进一步减少安装空间,其售价在无补贴时低于200万日元(2.1万美元,1.3万英镑),经财政补贴可进一步降低成本,部分情况可降低超过25%。随着micro-CHP燃料电池在日本成功的应用推广,越来越多的公司开始对该市场表现出浓厚的兴趣。2012年9月,本田公司总裁Takanobu Ito宣布,他们与NGK Spark Plug公司合作,共同致力于开发新型家用micro-CHP SOFC系统。松下公司作为Ene-Farm项目积极参与者,现在也正计划与Viessmann公司合作,期望将其micro-CHP燃料电池市场由日本复

38、制推广到欧洲。在micro-CHP燃料电池发展方面,排在日本之后位居第二位的是德国,在2008年到2012年底之间,德国在Callux项目的支持下已安装了350套相关产品。Callux项目计划运行到2015年,最近该项目还将其成功的经验分享给“ene.field”热电联产示范项目。其中,“ene.field”项目是迄今欧洲范围内的最新热电联产示范项目的代表,于2012年1月开始实施,目前已汇集了包括9个欧洲燃料电池生产商在内的一共27个项目合作伙伴。该项目计划在未来五年时间里,在横跨12个会员国内安装约1,000套micro-CHP燃料电池,预计整个项目将耗资0.53亿欧元(0.695亿美元,

39、0.45亿英镑),其中0.26亿欧元(0.34亿美元,0.22亿英镑)直接来自欧盟第七框架计划。Elcore公司于2013年7月宣布,其在ene.field项目计划内的第一个300瓦的micro-CHP燃料电池将安装在德国。Ene.field项目给了每个生产商三年左右的试验时间,试验开始的时间及地点均由他们自己制定。Ceres Power,作为该项目中第一个公开部署数目可观相关产品的公司,在经历了几年发展挫折后,现已开始致力于燃料电池电堆技术的研究开发,目前公司正为打入欧洲市场积极寻求产品集成的业务合作伙伴。2013年7月,Ceres Power公司宣布与韩国最大的锅炉制造商KD Navien

40、公司合作,共同致力于micro-CHP燃料电池的测试,同时力争初步打入韩国市场。鉴于KD Navien公司是美国最大的锅炉供应商,一旦该合作成功,对Navien公司来说也将是巨大的发展机遇。Ceramic Fuel Cells Limited(CFCL)公司不仅在德国micro-CHP燃料电池市场取得成功,随后在欧洲SOFT-PACT项目下也取得了一系列成果。SOFT-PACT项目一直运作到2014年,CFCL公司在该项目中与供热系统制造商E.ON公司以及软件控制公司HOMA合作,共同在德国和英国部署了多达100套不同构造的micro-CHP燃料电池。CFCL公司还在德国Heinsburg成立

41、了专门的BlueGen型燃料电池生产工厂,该工厂具备年产1,000套micro-CHP燃料电池的能力。公司于2013年4月接到德国能源供应商EWE的60套产品订单,交货日期截止到今年年底,该笔交易为两家公司在2010年达成的micro-CHP燃料电池开发和示范协议的最后一项。德国北莱茵-威斯特伐利亚地区政府已着手开始为micro-CHP燃料电池实行财政补贴政策,以抵消产品的部分生产成本。该政策计划执行到2017年,相对于传统制备技术,对一台CFCL公司生产的micro-CHP用BlueGen型燃料电池补贴资金约占其总成本的46%,这可为购买者节省约1万欧元(1.312万美元,0.85万英镑)的

42、费用。CFCL公司于2013年3月出售该补贴政策下的第一件产品,计划到2015年在全国范围内实现多达600台相应产品的安装。2013年夏季,CFCL公司在英国推出一项为家庭、学校和小型企业提取全额资助的BlueGen装置安装项目。公司充分利用了英国连网电价补贴率的优势,已准备了足够的资金来满足BlueGen装置的安装,这就意味着客户可以充分利用公司产品免费安装使用的优势,仅签订一个10年合同便可有效的降低电费支出,同时项目资金提供者通过连网电价补贴款来收回他们的资金投入,且预计在合同结束后将获得69%的投资收益,而在这之后所安装的燃料电池将归客户所有。(3)连网电源和离网电源得益于美国政府及其

43、2009年推行的复苏再投资法案,燃料电池作为备用电源系统在电信市场的应用凸显出来。从那时起,世界各地的客户均从燃料电池备用电源的使用中获得收益并节省了用电成本。在“2012燃料电池产业综述”中,我们提到,鉴于2012年燃料电池在通讯领域订单的显著增加,2013年将是燃料电池备用电源在电信行业发展最为关键的一年,今年年初燃料电池电信市场的持续发展势头似乎也验证了这一推断。Ballard Power公司订单报告显示,由去年12月至今年1月ElectraGen型产品的出货量超过了400台。Ballard公司还于2012年8月收购了IdaTech公司的甲醇燃料电池业务,并开始销售氢和甲醇燃料电池备用电

44、源,由于甲醇燃料电池备受用户欢迎,自Ballard公司的收购完成后8个月的时间里,已售出甲醇燃料电池产品超过500套。2012年10月飓风桑迪通过美国的东海岸,对该地区电力系统造成巨大的破坏,在此期间,燃料电池发电装置为纽约、新泽西和康涅狄格客户的移动电话网络的正常运转提供电力保障。据报道,Altergy公司在受灾地区安装了60多个燃料电池装置,所有的电池装置在暴风雨袭击期间及之后均保持正常运作。越来越多相似的事件证明燃料电池可提供稳定可靠的电力,未来该技术也将引起世界各地的广泛关注。随着亚洲(尤其是中国)地区移动电话的使用数量正以指数级别的速率增长,该地区将成为移动通讯领域用燃料电池的巨大潜

45、在市场。现如今,包括VN技术、ReliLion、FutureE和Ballard在内的多家燃料电池公司正积极与亚洲地区的主要电信供应商合作,致力于燃料电池在电信领域的试用。燃料电池在美国电信领域的成功试用为燃料电池企业带来了大量的订单,希望在中国(拥有世界上三家最大的移动网络供应商中两家的国家)也有同样的效果,目前中国移动和中国联通均致力于燃料电池在电信领域的试用工作。2013年3月,Ballard公司得到其中国合作伙伴Azure公司200万美元(130万英镑)的投资,这些投资主要用于Ballard的Dantherm Power子公司,其为Ballard公司的电信行业用燃料电池备用电源研发中心,

46、Azure公司因此将获得了该子公司10%的股份,并力图由此协助Ballard公司打入中国市场。现在,两家公司正在开展针对中国移动公司的燃料电池备用电源试用工作。燃料电池发电技术倍受电信客户青睐,因为它可以替代当前广泛使用的燃料(如柴油)易被盗的传统发电装置。在菲律宾,一电信运营商安装了一台甲醇燃料电池装置,但发现在某些情况下甲醇燃料也容易被盗。为应对这种情况,该运营商试用了一种由Acta公司生产的被称为Acta Powerd的新产品,该产品集成了燃料电池和电解的双重功能,是一种无需外部加注、可自主供应燃料的备用电源装置。在运行过程中,当电网发生故障时,该装置利用其储存的氢继续提供电力,当电网电

47、力恢复后,该装置将则通过电解水来补充氢燃料。Acta公司现在正研究为其Acta Power产品配备具有雨水收集能力的装置,这可有效解决装置的水补充问题,从而进一步降低设备专门维护的必要性。2.2.3 交通运输应用近年来,世界各国均制定了严格的温室气体(GHG)减排目标,其中交通运输业是达到温室气体减排目标的关键领域之一。欧盟承诺到2050年实现温室气体排放水平降低至约为1990年的80%,这需要交通运输领域的温室气体减排量达95%,达到这一要求的两大关键要素为:增加公共交通工具的使用以及实现零排放汽车的推广应用。燃料电池在交通运输领域应用的时代即将到来。在北美,虽然没有了政府财政补贴,但是消费

48、者一如既往的购买使用燃料电池叉车,同时越来越多的燃料电池客车行驶在世界各地的城市道路上,燃料电池轿车也第一次驶出生产线。燃料电池汽车的大规模商业化生产对于整个燃料电池行业来说,其重要性是不能被忽视的。与主流汽车制造商合作非常有利于整个燃料电池供应链的发展,这也将有助于进一步提高燃料电池产品质量并降低其生产成本。在降低燃料电池汽车成本方面,各大汽车制造商间的竞争尤为激烈,他们均力图获得像汽车内燃机一样的总成本控制权,现阶段的研究主要集中于减少贵金属贵金属材料(如)铂的使用方面,其终极目标是铂用量不超过柴油汽车尾气催化转换器中的铂用量。鉴于PEMFC技术在交通运输领域的应用最为广泛,因而所有燃料电

49、池汽车成本控制方面的研究均使得PEMFC生产商受益匪浅。现今,PEMFC技术在所有燃料电池技术应用中占主要地位,约占2012年全年出货量的88%,但随着PEMFC向小型化发展,其在出货总兆瓦数方面仅占41%。(1)轻型燃料电池轿车2012年对于燃料电池汽车行业来说是一个十分特殊的时期,这一时期见证了燃料电池汽车由示范运行向商业化批量生产的进一步过渡调整。2012年燃料电池轿车的出货量较2011年增涨了近21%,这与汽车制造商、企业和政府的在这一时期的活跃程度是密不可分的。纵观整个2012年及即将到来的2013年,各个组织均已为即将进入市场的FCEV做好了充足准备。鉴于各大汽车制造商均力图集中各

50、自手中的优势技术资源,来降低燃料电池轿车成本并简化其大规模生产工艺,合作已成为该行业最引人注目的主题。现已有三个重要合作同盟于2013年上半年宣布成立,包括:宝马(BMW)和丰田公司联盟、雷偌-尼桑和燃料电池汽车合作组织(AFCC,由戴姆勒公司和福特公司合作成立)联盟以及通用汽车(GM)和本田公司联盟。宝马和丰田公司于2013年1月共同宣布双方将共享一些相关技术,期望通过合作到2020年共同开发出新型燃料电池轿车平台,该平台不仅包括燃料电池电堆及系统,还包括储氢系统、电动机和燃料电池辅助系统。德国将是早期FCEV的重要市场,宝马公司将借鉴丰田汽车公司在燃料电池技术和电池驱动系统开发方面多年的经

51、验。宝马公司先前在氢内燃机汽车(HICE)方面做了大量的研究工作,而与燃料电池相关的研究却较少,现今FCEV作为零排放机动车辆的重要构成的观点已获得全球范围的一致认同,因此这次合作对宝马公司来说将是一次非常重要的发展契机。然而,丰田公司并不打算到2020年才推出其燃料电池轿车。日本汽车制造商和石油-能源公司于2011年签署了一份协议,共同致力于FCEV的推广普及,并力图在2015年之前,合力在日本的四个主要大都市圈(首都、中京、关西和福冈)打造出约由100座加氢站构成的氢燃料供应网络。丰田公司在2012年9月宣布研制出一种新型燃料电池电堆,其功率密度为2008年生产的FCHV-ADV汽车用燃料

52、电池电堆的两倍,体积和重量仅为其一半。据说,丰田公司现已在the umbrella of the Prius brand框架下,计划开始FCEV的大批量生产,预计产品将于2014年推向日本市场,并于2015年开始打入美国和欧洲市场。丰田公司将在2013年11月举行的东京车展上展示其新款轿车的预售版,这距2011年车展揭幕式展示其FCV-R概念车后整整两年的时间。戴姆勒和福特公司近十年来一直致力于燃料电池技术的开发,并于2007年底合资成立了Automotive FuelCell Cooper(AFCC)燃料电池汽车公司,该公司不断发展并购买了巴拉德动力系统公司的车用燃料电池股份。2013年1月

53、,雷诺-尼桑公司联盟作为技术合作伙伴加盟AFCC,就共同合作开发专门用于大规模市场化轿车(由2017年起)的通用燃料电池达成协议。随后,戴姆勒公司决定放弃其在2013/2014推出第二代B-Class F-CELL型预售版轿车的商业化生产计划,转而专注于研究计划于2017年推出的更加实惠的轿车,届时德国和其他国家的基础设施将更加完备。戴姆勒公司于2012年向德国Clean Energy Partnership(CEP)项目和加利福尼亚租赁计划交付了最后一批B-Class F-CELL轿车,其中加利福尼亚租赁方案为:客户租赁三年每月交付599美元的费用或者租赁两年每月交付849美元的费用(包括燃

54、料、维修和保险)。虽然福特公司至今仍没有推出FCEV商业化的长远计划,但该公司在AFCC中深层次参与确保其一直处在相关技术的最前沿。2012年9月尼桑公司展示了新型TeRRa概念车,它是由公司旗下备受欢迎的Juke 和Qashqai SUV型轿车经零排放设计后演变出的,该款车的推出是公司致力于FCEV商业化发展的一个重要信号。本田和通用汽车公司于2013年初宣布,他们已经签署了下一代燃料电池技术和储氢技术的合作开发协议。一旦进入生产阶段,他们将受益于各自专业技术知识和生产经济规模的共享。本田公司计划从2015年开始向日本和美国市场推出其FCX Clarity演变型FCEV,随后向欧洲市场推广,

55、虽然该款轿车可能采用当前一代的燃料电池技术。作为世界第二大汽车制造商的大众汽车公司(依据2011年产品销量),其最新燃料电池示范产品为2008年推出的Tiguan型。最近,为推进其FCEV示范运行项目的发展,公司与巴拉德动力系统公司签署了为期四年的工程服务协议。该协议的签署标志着Ballard公司,在自AFCC成立时约定的五年非竞争期结束后,迅速返回车用燃料电池发展行列。据报道,在协议签署后不久,大众汽车公司便于2013年开展其以燃料电池为动力的奥迪A7轿车的试运行工作。开展和其他国家的基础设施将更加发达现代汽车公司已经决定去自主竞逐早期FCEV领域的市场优势,并在2011年和2012年开展了

56、一系列的展示活动。公司于2012年9月透露,他们意图将FCEV用ix35型燃料电池投入批量生产,旨在满足2013年到2015年间实现1,000辆轿车的小批量生产的需求,并为实现每年10,000辆轿车的大批量生产做准备。公司FCEV主要售给欧洲地区的公共交通行业和私人运营车队,绝大多数产品将于2014年完成生产并交付使用,第一批15辆FCEV已于2013年6月交付给哥本哈根市政府。现代汽车公司还于2012年10月与本田、丰田、尼桑签署了一个谅解备忘录(MOU),同时基础设施建造商和北欧非政府组织(NGOs)也已同意在2014年到2017年间向Scandinavia推广FCEV和加氢站。现代汽车公

57、司期望通过生产1,000辆汽车,鼓励建造商建设更多的加氢站,以此来促进FCEV的商业化推广,从而打破长期制约FCEV商业化发展的“鸡和蛋”的问题。当其他同行业者均在减少汽车示范运行时间时,现代公司这一举措极为大胆,公司已将燃料电池列为公司未来发展的蓝图,现今正致力于成为下一代载人燃料电池汽车行业的领先者。(2)客车燃料电池客车的使用可以切实的改善城市空气质量,同时这也是大多是市民第一次见证燃料电池客车作为交通工具的新型运输方式。通过在各大城市常规路线上进行燃料电池客车试运营,乘客已经将该型客车视为该线路的组成部分,而且自乘坐后,乘客们体验到了该技术的优越性并对其留下了良好印象。随着燃料电池客车

58、在消费市场上的推广,这种良好的印象将促进消费者进一步认可接受燃料电池客车。目前,欧洲多个项目已将燃料电池客车应用到一些著名城市的日常服务中去;另外,在大西洋彼岸的CT Transit公司也采购了世界上第一辆无补贴的燃料电池客车。虽然燃料电池客车的发展现状可能比较乐观,但是现今仍处于示范运行阶段,而且整个客车行业进展缓慢。去年,随着燃料电池客车示范运行项目的增多以及其生产成本的降低,预计在2014年将实现燃料电池客车的广泛应用,其中CT Transit公司的采购是燃料电池客车向商业化推广应用过渡的重要一步。总体而言,得益于欧盟和美国实施的多个燃料电池客车示范运行项目,2011年和2012年期间燃料电池客车的出货量增加了近86%。其中,2012年的大多数客车主要应用于欧洲地区,这主要归功于FCH JU和负责欧盟框架计划资金分配的公共-私营部门共同资助启动的客车示范运行项目。2012年12月,FCH JU通过调查40家公司和政府机构,汇总了计划于2012到2030年间用作城市客车的8台燃料电池发动机技术状况,并发表了一篇名为“城市客车:欧洲替代动力系统”的研究报告。报告内容主要侧重于发动机的性能、总成本及其对环境的影响,认为柴油发动机无法在2015年以

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