【你願意裝嗎?】家用氫能發電 明年可能量產10萬/台~ [2013年北科大研發成果]

ace52950 wrote:
還是有人看得懂我問的...(恕刪)


目前當然高~~
如果要算總成本
20-30年下來 會比傳統發電還低 ~~
如果量產 肯定會帶動產業 降低成本 那就更快了
或許像太陽能 差不多10-15年回本~~

如果大廠 跟政府 願意開始
我相信絕對會慢慢普及~~ 搭配太陽能~~

滅盡緣於集起 wrote:
甲烷是燃料電池很好的來源
而且 北極不斷消融的冰川與永凍土正在大規模洩漏甲烷,
該氣體對於溫室效應的影響是二氧化碳的25倍,
科學家一共發現15萬個甲烷洩漏點。氣候科學家指出,
任何來源的甲烷釋出至大氣中都令人感到憂心,這樣大規模的甲烷不斷進入大氣將嚴重影響全球氣候。~~~...(恕刪)


美國,印尼的天然氣這麼便宜,
你有興趣投資天然氣管路到台灣嗎?
台灣用LNG運是傻了嗎?
打嘴砲 練身體
滅盡緣於集起 wrote:
那你沒看到這段~~~...(恕刪)

我這樣告訴你好了先不管你要怎麼回收永凍土中甲烷與純化問題。
不用甲烷是因為有碳。有碳的燃料進燃料電池就一定為生成二氧化碳。
這就是為什麼絕大部分的學者是努力去想辦法製造氫。
因為你用含碳的的燃料就像把汽車的燃燒汽油引擎無異。二氧化碳仍然製造只是燃料轉換率高。(算上燃料製作過程可就未必了!)
ace52950 wrote:
美國,印尼的天然氣這...(恕刪)


當然是大國去弄阿 我們再去跟大國買
怎麼可能台灣牽管子? 我們連航權都有問題 何況牽管子~~

問題是 全球才幾百萬戶用燃料電池
誰要去北極把甲烷裝回來???


另外最大的重點在於 甲烷不用掉 就加速暖化~~
災難損失金額 更嚴重~~ 地球人自己去換算吧~~

二氧化碳算個屁 甲烷才強 XDDDD
日本政府為達成2050年溫室氣體減半的目標,規劃推動21項新能源科技,其中包括:燃料電池汽車、定置型燃料電池及氫氣生產╱儲存╱運送等3項技術。為了達到節能減碳目的,日本在家用定置型質子交換膜燃料電池(Proton-Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)熱電共生(Combined Heat and Power, CHP)系統的投入開發特別積極,此CHP系統已於2009年開始進入商業化運轉階段,系統裝置量預計在2030年達到250萬台。

「定置型燃料電池大規模實證事業」計畫

日本在家用定置型燃料電池熱電共生系統的開發,已於2003至2008年期間由新能源財團(New Energy Foundation, NEF)推動「定置型燃料電池大規模實證事業」計畫,經費主要補助日本國內17家燃料電池供應業者(新日本石油、東京瓦斯、大阪瓦斯、Japan Energy、西部瓦斯、東邦瓦斯等),協助推廣安裝定置型PEMFC熱電共生(Combined Heat and Power, CHP)系統。此0.7~1.2kW家用CHP系統主要是由5家燃料電池製造商供應,包括:ENEOS(新日本石油與三洋電機合資)、荏原製作所(Ebara Ballard)、東芝燃料電池系統(Toshiba FCP)、松下電器(Matsushita)與豐田汽車(Toyota Motor)等。

至2008年止,已累計在日本全國安裝設置了3,307台家用燃料電池CHP系統,其中有1,616台使用液化石油氣(LPG),有1,377台使用天然氣(Nature Gas),有314台使用煤油(Kerosene)。在成本價格降低方面,希望從2009年零售價200萬日元降價至2020年42萬日元,相當新台幣約15萬元,產量與產值將預估由2009年安裝6,000台╱120億日元(每台200萬日元),成長至2020年安裝60萬台╱2,520億日元(每台42萬日元)。而由實際運轉數據統計結果顯示,一次性初級能源消耗平均可減少25%,每戶每年約可減少1,200公斤二氧化碳排放量,節能減碳效益十分顯著。

「ENE-FARM」計畫與商業化導入

根據新日本石油公司的大規模示範驗證及實測結果顯示,這些示範系統的平均發電效率實測值為30.5%、平均熱回收效率為45.5%,總能源使用效率達到76%。經計算可得到其平均的燃料節約率為19.2%、平均的CO2降低率則為28.3%。其中系統性能效率逐年獲得提升,主要是改善燃料重組器性能、減少輔助系統(Balance of Plant, BOP)耗能及降低系統熱損失等多項因素的成果。另外,這些示範系統經多年的長時間運轉之後,證明並無任何意外事故的發生,因此在安全性與可靠度上可說已通過市場考驗。

所以,日本於2009年起,宣布家用CHP系統正式導入商業化階段,而系統製造廠商由原來的5家減少為3家(ENEOS、Panasonic與Toshiba等)。日本政府為了大力推廣家用CHP系統,特別為此產品取了一個LOGO稱為「ENE-FARM」,並啟動「ENE-FARM」的補助計畫。凡安裝及使用家用燃料電池CHP系統者,或出租該設備給終端用戶者(End-users)均可申請補助,每台上限補助金額約為140萬日元。在此計畫的推動下,第1年(2009)商業化階段的裝置量就達到5,030台,第2年(2010)也裝置5,127台,因此2年內的總裝置量就超過1萬台,充分展現日本政府與廠商在節能減碳方面的積極投入與配合的決心。

新型CHP系統及商業化量產

Panasonic Appliance部門成立於2003年,負責整合該公司家電、冷熱空調領域的事業,2005年起和東京瓦斯(Tokyo Gas)合作參與示範計畫,於2008年6月開始生產家用燃料電池CHP系統。東京瓦斯與Panasonic對此CHP系統投入相當多的心力,不斷在元件與系統測試上進行改良,於2011年初完成新型CHP系統,大幅度縮減原CHP系統的體積與重量,並宣布從2011年4月開始銷售此「ENE-FARM」新型產品。該新型產品提高了耐久性和發電效率,建議零售價約為276萬日元,比現有產品低70萬日元。2011年預定可以獲得日本政府105萬日元的補助金,估計實售價格為100~150萬日元。該新型產品的發電效率最高為41%,比現有產品提高了2%。另外,耐久性由現有產品的4萬小時提高至5萬小時,其中額定輸出功率由現有的1kW改為750W,以減少過剩的熱水量。最高發電效率在500W時為41%,在額定功率為750W時可確保在40%,在部分負荷運轉時也可達35%以上。

Panasonic新型CHP系統之介紹

Panasonic新型CHP系統,主要是在燃料電池堆及燃料處理器上進行小型化和低成本化的改進。其中燃料電池堆的尺寸比現有產品縮減33%,額定輸出功率降低25%,因此,大幅削減了燃料電池單元數量。此外還改變了電池堆的緊固結構,現有電池堆採用螺栓緊固,而新產品則採用帶狀緊固方式。燃料處理器的尺寸也較現有產品縮減40%,由於額定輸出功率的降低,燃燒器的體積得以減小50%。另外,因優化了熱處理器的熱分布,燃料處理器的觸媒用量也已降低30%。

從整個CHP系統來看,元件個數比現有產品削減了30%,重量比現有產品減輕20%(100kg)。燃料電池單元的布局也大幅改變,它是採用縱長的結構設計,因此可將分開的燃料電池單元與儲水單元整合在一起,所以大幅降低設置空間。新產品的設置面積為2.0m2左右,較現有產品的3.9m2減小一半左右。東京瓦斯計劃在2011年售出5,000台此新型家用燃料電池,並希望在2年後達到每年1萬台的訂單。另外除了東京瓦斯外,此新型產品還將供應給東邦瓦斯、西部瓦斯、靜岡瓦斯、京葉瓦斯及大阪瓦斯使用。

結語

日本家用CHP系統目前的售價仍偏高(275~350萬日元),為了激勵初期國內的住宅使用燃料電池熱電共生系統,日本「ENE-FARM」補助計畫於2009年4月開始實施,每台上限補助金額為140萬日元。「ENE-FARM」計畫的裝置量目標,於2030年國內家用CHP系統的累計裝置量達到250萬台(相當於2.5M瓩),約等同2座核能發電廠的發電量。除了PEMFC系統外,日本也投入固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)家用系統的開發(700W),為了收集SOFC系統的實際運轉數據與操作經驗,日本政府於2007年也開始進行SOFC的實證計畫,產品的可靠度與耐久壽命均逐年顯著的進步。因此,SOFC未來勢必將成為PEMFC最大的競爭對手。(
http://news.bbc.co.uk/2/hi/8563928.stm
最強之狼 wrote:
我這樣告訴你好了先不...(恕刪)


低很多很多喔~~~

 科研人員曾嘗試用便宜的碳氫化合物爲燃料,但化學反應産生的殘渣很容易積聚在鎳制的電池正極上,導致斷路。美國科學家使用銅和陶瓷的混合物制造電池正極,解決了殘渣積聚問題。這種新電池能使用甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等5種物質作爲燃料。


燃料電池則是以具有可燃性的燃料與氧反應産生電力;通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷(CH4)、乙醇(酒精)、氫等這些可燃性物質都要經過燃燒加熱水使水沸騰,而使水蒸氣推動渦輪發電,以這種轉換方式大部分的能量通常都轉爲無用的熱能,轉換效率通常只有約30%相當的低,而燃料電池是以特殊催化劑使燃料與氧發生反應産生二氧化碳(CO2)和水(H2O),因不需推動渦輪等發電器具,也不需將水加熱至水蒸氣再經散熱變回水,所以能量轉換效率高達70%左右,足足比一般發電方法高出了約40%;優點還不只如此,二氧化碳排放量比一般方法低許多,水又是無害的産生物,是一種低汙染性的能源。甲烷做燃料電池電極方程式溶液甲烷燃料電池的電解質溶液爲KOH,生成的CO2還要與KOH反應生成K2CO3,所以
  總反應爲:CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。
  負極:CH4 – 8e- + 10OH- == CO32- +7H2O,
  正極:2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-
滅盡緣於集起 wrote:
荷蘭已經有一個小城市 使用SOFC燃料電池發電廠 正常運行三年...(恕刪)


能否提供相關資料或是出處

根據查得到的論文,目前SOFC大都在KW級,大多在實驗階段,不知道什麼時侯已有城市在用?

滅盡緣於集起 wrote:
低很多很多喔~~~

 科研人員曾嘗試用便宜的碳氫化合物爲燃料,但化學反應産生的殘渣很容易積聚在鎳制的電池正極上,導致斷路。美國科學家使用銅和陶瓷的混合物制造電池正極,解決了殘渣積聚問題。這種新電池能使用甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等5種物質作爲燃料。


燃料電池則是以具有可燃性的燃料與氧反應産生電力;通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷(CH4)、乙醇(酒精)、氫等這些可燃性物質都要經過燃燒加熱水使水沸騰,而使水蒸氣推動渦輪發電,以這種轉換方式大部分的能量通常都轉爲無用的熱能,轉換效率通常只有約30%相當的低,而燃料電池是以特殊催化劑使燃料與氧發生反應産生二氧化碳(CO2)和水(H2O),因不需推動渦輪等發電器具,也不需將水加熱至水蒸氣再經散熱變回水,所以能量轉換效率高達70%左右,足足比一般發電方法高出了約40%;優點還不只如此,二氧化碳排放量比一般方法低許多,水又是無害的産生物,是一種低汙染性的能源。甲烷做燃料電池電極方程式溶液甲烷燃料電池的電解質溶液爲KOH,生成的CO2還要與KOH反應生成K2CO3,所以
  總反應爲:CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。
  負極:CH4 – 8e- + 10OH- == CO32- +7H2O,
  正極:2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-


先好好想想一個問題為什麼上述的五種燃料便宜?來於何處?還有能量轉換率70%是實驗室理論數據還不是量產。KOH自然界可不是自然大量存在的。目前工業上還是以電解法大量取得。那電解的電怎麼來?
洗洗 wrote:
能否提供相關資料或是...(恕刪)


100kW管式SOFC电站己经在荷兰运行。Westinghouse公司不但试验了多个kW级SOFC,而且正在研究MW级SOFC与燃气轮机发电系统。日本的三菱重工及德国的Siemens公司都进行了SOFC发电系统的试验研究

http://www.youtube.com/watch?v=XEtpM4hlmDA 2分17秒
中型的就夠了~~

或是你GOOGLE [荷蘭 SOFC] 就有~~


燃料電池的歷史可以追溯到1839年,SOFC的開發始於20世紀40年代,但是在80年代以後其研究才得到蓬勃發展。 以美國西屋電氣公司(Westinghouse Electric Company)為代表,研製了管狀結構的SOFC,用擠出成型方法製備多孔氧化鋁或複合氧化鋯支撐管,然後採用電化學氣相沉積方法製備厚度在幾十到100μm的電解質薄膜和電極薄膜。 1987年,該公司在日本安裝的25kW級發電和余熱供暖SOFC系統,到1997年3月成功運行了約1. 3萬小時;1997年12月,西門子西屋公司(Siemens Westinghouse Electric Company)在荷蘭安裝了第一組100kW管狀SOFC系統,截止到2000年底關閉,累計工作了16 ,612小時,能量效率為46 %;2002年5月,西門子西屋公司又與加州大學合作,在加州安裝了第一套220kW SOFC與氣體渦輪機聯動發電系統,目前獲得的能量轉化效率為58 %,預測有望達到70 %。 接下來準備在德國安裝320kW聯動發電系統,建成1MW的發電系統,預計2005年底,管狀結構SOFC走向商業化。 同時,日本三菱重工長崎造船所、九州電力公司和東陶公司、德國海德堡中央研究所等也進行了千瓦級管狀結構SOFC發電試驗.

另外,加拿大的環球熱電公司( Global Thermoelectric Inc. ),美國GE、Z2tek等公司在開發平板型SOFC上取得進展,目前正在對千瓦級模塊進行試運行。 環球熱電公司獲得的功率密度,在700℃運行時,達到0. 723W/cm2。 日本工業技術院電子技術綜合研究所從1974 年開始研究SOFC,1984年進行了500W發電試驗,最大輸出功率為1. 2kW。 日本新陽光計劃中,以產業技術綜合開發機構(NEDO)為首,從1989年開始開發基礎製造技術,並對數百千瓦級發電機組進行測試。 1992年開始,富士電機綜合研究所和三洋電機在共同研究開發數千瓦級平板型模塊的基礎上,組織了7個研究機構,共同開發高性能、長壽命的SOFC材料及其基礎技術。 三菱重工神戶造船所與中部電力合作,於1996年創造了5kW級平板型SOFC模塊成功運行的先例;1998年獲得最大的功率密度0135W/cm2 (正常為0. 15 ~0. 2W/cm2); 2000年9月11日,實現了功率輸出為15kW的平板式SOFC,連續運行1000小時無衰減。 德國西門子公司1995年開發出10kW級的平板型SOFC,1996年又推出7. 2kW級模塊。 德國尤利希研究中心(Researcher CenterJuelich),Fraunhofer陶瓷技術和燒結材料研究院(Fraunhofer Institute Ceramic Technology and Sinter Ma2terial) 等都獲得了數千瓦級的功率輸出。 瑞士SulzerTechnology Corp.積極開發家庭用SOFC,目前已經開發出1kW級模塊。

英國的“先進燃料電池計劃”開始於1992年,該計劃又併入英國“新能源和可再生能源計劃”,目標是到2005年實現SOFC現場試驗和示範。 同時,以英、法、荷等國家的大學和國立研究所為中心的研究機構,正在積極研究開發中、低溫型SOFC電池材料。 為推動SOFC發展,歐共體1994年建立了“歐洲十年,燃料電池研究發展和演示規劃”項目,目的是集中力量,加速推動SOFC 的商業化。

在汽車應用領域,SOFC發展也很活躍。 奔馳汽車製造公司1996年對2. 2kW級模塊試運行達6000小時。 2001年2月16日,由BMW與Delphi Automotive System Corporation合作近兩年研製的第一輛由SOFC作為輔助電源系統(Auxiliary Power Unit,APU)的汽車在慕尼黑問世,作為第一代SOFC/APU系統,其功率為3kW,電壓輸出為21V,其燃料消耗比傳統汽車降低46 %;第二代目標是5kW SOFC系統,預計尺寸為500×500×250mm,電壓輸出為42V。 其他如Toyota,Nissan , Honda,Ford等汽車公司都有自己的SOFC項目,有望3~5年實現SOFC商業化應用。

滅盡緣於集起 wrote:
100kW管式SOF...(恕刪)

110KW電的義思你真的懂?
我這樣說好了我不知道這中型發電廠大小多少
但一般醫院用的緊急備用電源發電機一台就500kW(這還只能勉強供應緊急用)

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