多年以来,燃料电池一直是未来能源技术的标志产品。在这篇回顾报告中,Fuel Cell Today 证明这项技术不再只是一种遥不可及的观点,现在燃料电池已经实现了商业化销售,并且遍布全球各个地区。燃料电池技术的适用范围要比其它技术广得多,可以满足日益增长的能源需求,并且分析结果表明这一发展趋势仍会延续下去。为了能够让读者更好的理解燃料电池出货量的潜在增长能力,本篇文章将燃料电池行业分成3个应用领域进行讨论,而每个领域又包含若干个分支。
便携式燃料电池应用领域
便携式燃料电池市场在短期以及长期时间内都将持续向前发展。短期发展潜能主要依赖玩具、教育以及APU装置。在过去的5年时间内,PEMFC和 DMFC装置的销售量已经超过其他燃料电池,在不久的将来这一发展趋势将持续下去。与2010年相比2011年便携式燃料电池装置的出货量预计将增长25%。军事部门仍然对这种装置十分感兴趣,并且将成为便携式燃料电池产业发展的带动因素。
燃料电池在消费性电子产品中的应用潜能最大,可以开创更为宽广的应用市场,2011年很多公司都宣布计划推出燃料电池外部充电器装置。这些装置无疑可以在户外为电子产品提供离网型电源。然而,如果想要将燃料电池直接整合到电子产品之中,其功率密度还有待于提高,并且装置尺寸也需要相应的缩小。如果上述问题能够得到有效解决,这些燃料电池装置将成为我们日常生活中手机和笔记本装置不可或缺的一部分。据消费电子协会称,如果装置性能、尺寸能够得到改进,并且能够降低装置生产成本,2011年其市场份额将超过9500亿美元。
固定式应用领域
家用micro-CHP装置市场将引领固定式燃料电池装置出货量的增长,与2010年相比,2011年这种装置的出货量增加了35%。自2005年以来,日本Ene-Farm项目不断发展,据项目称目前日本境内该装置的安装量已经超过了13,000台。Fuel Cell Today 希望该项目能够继续发展下去。在日本,各界人士都表现出对电力供应的担忧,并且核能再也得不到国民的青睐,而燃料电池micro-CHP装置能够在一定程度上脱离国家电网未客户提供独立能源。在其他国家,例如韩国、丹麦、德国和美国,micro-CHP项目处于不同的测试和引进阶段。如果将已知的日本micro-CHP装置增长率与世界范围内其它4个地区的项目的增长率相加,那么我们可以做出合理的推测,到2014年micro-CHP装置的年销售量将超过200,00台,到2015年时装置的累计安装量将达到100,000台。
Fuel Cell Today预计UPS系统的安装量将会有所增加,目前全球范围内的电信行业不断扩展,因此其对UPS装置的需求量也在不断增加。所有地区都对这项技术表现出了极大的兴趣,目前已经有几千台装置完成安装使用。能源安全与电网独立性这两个主题的重要性日渐增长,UPS装置在印度表现出极大的销售潜力,非洲则刚刚开始引进该种装置。预计在未来的3-5年时间内UPS装置生产部门将得到极大的发展。
亚洲特别是韩国将引领大型固定式燃料电池在主电源应用领域的发展,韩国政府的RPS计划将在2012年开始实施。在RPS计划囊括的所有可再生能源中燃料电池所占的比例最高,并且该计划要求到2022年时10%的电量要使用新型和可再生能源技术制得,这也是燃料电池应用的重要推动力。
据美国能源情报署称,2007年韩国电力生产能力位居世界十一名,总发电量达到了66,200兆瓦。Fuel Cell Today的计算结果表明,为了达到RPS计划的要求,到2022年时新型和可再生能源发电能力要达到5950兆瓦。POSCO Power公司近期完成了一个100兆瓦BoP设施(汉城附近)的建设,如果该设施在RPS计划实施期间能够以最大生产能力进行电力生产,那么也只能满足20%的能源需求。因此,韩国电力制造能力拥有进一步扩展的潜力,并且其主电源用燃料电池的安装数量也会持续增长。
交通运输应用领域
据Fuel Cell Today 预计,2011年燃料电池在交通运输部门的应用不会有很大的发展,主要是因为与往年相比缺少轻型车辆和大巴市场的订单。燃料电池大巴通常都是分批提供给一些特殊项目的车队,而与往年相比今年这些项目却没有表现出应有的活力。轻型车辆部门已经完成了其产品的研发和验证,并计划在2015年实现燃料电池车辆技术的商业推广。物料搬运行业是燃料电池主要应用部门之一,并将在2011年继续向前发展。很多消费者已经将燃料电池叉车作为主要动力源使用,这也为燃料电池技术带来了极大的信心。在资助计划的刺激下这些装置有望在北美州得到极大的发展,但是扩大其在其它地区的应用同样至关重要。在接下来的五年时间内,该部门燃料电池累计出货量将轻松超过一万台,并且在此之后装置的商业销售将不再需要资金补助。
多年以来,燃料电池轻型车辆一直是公众关心的重点。从积极的角度来看,燃料电池技术可以与内燃机技术一样满足人类日常出行需求,并且这一能力已经得到了证实,但是其商业化销售日期的不断延后也对燃料电池技术产生了负面影响。这一情况在2009年得到了改观,8家世界主要汽车生产制造商承诺到2015年大批量生产FCEV车辆。这一指定日期将不会改变,并且Fuel Cell Today与多家车辆制造商持有相同观点,那就是燃料电池车辆的商业推广意味着有上万台车辆提供给消费者。最初FCEV车辆的商业推广将局限在拥有加氢站的地区,在欧洲、日本以及美国地区必要加氢站的建设项目也已经启动。燃料电池车辆的操作性能和使用寿命已经可以与内燃机车相媲美,如何确保这一平稳过渡至关重要。到2015年,如果只有三个主要汽车制造商实现自己的目标,那么届时全球将有2-3万台FCEV车辆提供给消费者。虽然与目前轻型车辆7500万台的年产量相比上述数字还十分渺小,但是对燃料电池的出货量来说已经十分惊人。
结语
总之,在过去的几年当中燃料电池的发展前景已经有所改善。燃料电池在许多市场的销售已经不再需要资金补贴,在2005-2011年间燃料电池商业销售量已经超过700,000台。燃料电池的便携式、固定式以及交通运输应用均有所发展,不同的电解质种类决定了它们在不同领域中所扮演的角色。据保守估计,到2015年燃料电池在固定式应用和交通运输部门的出货量都将达到25,000台,并且还拥有超越这一数字的潜能。