skrivet av Docent Martin Andersson, Lunds Universitet Energivetenskaper, martin.andersson@energy.lth.se
Det
var för tredje året i rad som författaren besökte Fuel Cell Seminar.
Konferensen höll en hög klass med många intressanta presentationer och
utställare. Sammanfattningsvis var det fler presentationer från
industrin än från akademin på konferensen, vilket delvis kompenserades
med postrar. Det är även intressant att notera vilka presentationer som
saknas, och det kan nämnas att Delphi inte hade någon presentation på
årets konferens. Delphi har på tidigare års Fuel Cell Seminar
presenterat utvecklingen av ett SOFC APU system för den amerikanska
lastbilsmarknaden [0].
Honda
(FCX Clarity), Toyota (Toyota FCHV), GM (Chevy FCEV), Hyundai och
Mercedes-Benz (Mercedes-Benz B-Class F-Cell) hade sina respektive
bränslecellsbilar tillgängliga för provkörning till konferensens
deltagare. Utbyggnad av tankstationer för vätgas sker i Kalifornien,
Tyskland samt Japan och i mindre skala exempelvis i Skandinavien.
Karta för tankstationer i Kalifornien hittas här: [1] (i drift och
planerade). Utbyggnaden av tankstationer i Japan blir onödigt dyr p.g.a.
en extremt stor mängd regleringar och byråkrati [2], vilket gör
kostnaden per tankstation betydligt högre jämfört med USA.
Nihar
Patel från Toyota Motor North America presenterade Toyotas syn på
betydelsen av bränsleceller. Bränslecellsbilen Toyota Mirai som kommer
att börja säljas i Kalifornien 2015 har en räckvidd på 300 miles och
inte att förglömma en 5 stjärnig säkerhetsklassning. Den största
utmaningen för kommersialisering av bränslecellsbilar bedöms vara att
utveckla en marknad för fordon och tankningsinfrastruktur samtidigt. Mer
information om Toyota Mirai hittas här: [3]. Den intresserade kan också
läsa mer om Toyota Mirai i OMEVs nyhetsbrev från den 19e november.
Steve
Ellis från Honda presenterade Hondas bränslecellsutveckling. Honda
kommer att lansera en ny bränslecellsmodell i Japan, USA (med start i
Kalifornien) och Europa under 2015. Även Hondas bränslecellsbil har en
räckvidd på över 300 miles med 70 MPa vätgastryck (att jämföra med 240
miles för FCX Clarity med 35 MPa vätgastryck). Honda arbetar numera
tillsammans med GM för framtida bränslecellsutveckling och det uppgavs
att de tillsammans sitter på en stor bränslecellsrelaterad
patentportfölj. Målet är att introducera Hondas och GMs gemensamma
bränslecellssysten år 2020 [4].
GM
presenterade idén att använda en personbil för att exportera
elektricitet till hus, exempelvis vid strömavbrott eller vid katastrofer
[5]. En bränslecellsbil har en relativt stor bränsletank och det är
även lätt att köra iväg för att fylla på med mer bränsle.
Flertalet
presentationer fokuserade på bränslecellsutveckling för bussar.
Hydrogenics [6] utvecklar ett 60 kW bränslecellssystem för bussar.
Ballard [7] har utvecklat 75 kW och 150 kW system (FCvelocity-HD6) som
används för bussar [8]. Ett system på 100 kW (FCvelocity-HD7) är under
utveckling och kostnadssänkningar på 30-40 % väntas jämfört med
nuvarande FCvelocity-HD6. Ballard säljer sina system till
busstillverkare, exempelvis VanHool. ThermoKing [9] utvecklar
bränsleceller (APU) för kylning ombord lastbilar och godsvagnar.
Författarens analys: Stödprogram för storskaliga demonstrationsprogram
(bussar) behövs för en kommersialisering. Kylning är en spännande
nischmarknad. Kommersialiseringen kommer att starta med PEMFC system och
SOFC blir intressant vid krav på en högre elverkningsgrad och speciellt
vid kontinuerlig drift.
Användningen
av bränslecellsdrivna truckar på stora lager i USA har växt kraftligt
de senaste åren. Dock bör det noteras att 24-timmardrift på stora lager
inte är lika vanligt i Europa och den genomsnittliga truckstorleken är
större, varför denna marknad inte nödvändigtvis når lika stora
framgångar i Europa [10].
Fraunhofer ICT i Tyskland utvecklar bränsleceller som ”range extenders” och som APUer i följande tre projekt: FCCF-APU Project (www.fccf-apu.eu), REM2030 project (www.rem2030.de)
och F-SEM2 – Fraunhofer System Research Electromobility. Deras tester
visar att en bränslecell kan vara betydligt mindre när det används som
”range extender” till en elbil (3.5 kW är tillräckligt enligt Fraunhofer
ICTs studier), jämfört med när den används för direkt framdrivning
[11].
DoE
(US Department of Energy) har 40 USD/kW som ett målpris för PEMFC
system för fordonsindustrin år 2020 vid massproduktion [12,13], vilket
kan tyckas optimistiskt. Jennie M Monton på Strategic Analyis har räknat
på om DoEs mål är rimligt och hennes slutsats är att en kostnad om 43
USD/kW kan nås 2020 vid en hypotetisk produktion om 500 000 årliga
system [14].
Bränsleceller
för småskalig kraftvärmeproduktion är intressant att jämföra med
bränsleceller för fordon. I Japan har det i ENE-FARM programmet (mars
2014) installerats 71000 bränslecellssystem (både SOFC och PEMFC) och
ytterligare 50000 system förväntas att installeras under FY 2014 (FY =
japanska statens budgetår). I ENE-FARM programmet kostar en 750 W PEMFC
120 000 SEK (1,9 M Yen) och en 700 W SOFC 135 000 SEK (2,15 M
Yen). Elverkningsgraden för PEMFC systemet är 39 % (LHV) och för SOFC
systemet 46,5 % (LHV). När det gäller totalverkningsgrad når PEMFC
systemet upp till 95 % (LHV) att jämföra med 90 % för SOFC systemet. Det
statliga stödet är under FY 2014 0,38 M Yen för ett PEMFC system och
0,43 M Yen för ett SOFC system. Det statliga stödet till ENE-FARM
förväntas fasas ut under 2015 och bränsleceller för småskalig kraftvärme
förväntas vara kommersiellt gångbara i Japan då. PEMFC system har
installerats sedan 2009 och SOFC system sedan 2011. Det bör noteras att
AISIN SEIKI som utvecklat och säljer SOFC system i ENE-FARM programmet
till största del (ca 95 %) är en underleverantör till fordonsindustrin
och största ägare till AISIN SEIKI är Toyota [15,16]. AISINs SOFC system
kommer att provas i Europa inom eneField programmet i samarbete med
Bosch [15]. Nu till författarens analys och jämförelse med bränsleceller
för fordon. Installation av bränslecellssystem i ENE-FARM har
hitintills varit mestadels PEMFC, dock har andelen SOFC ökat år för år
och förutsätts fortsätta öka när elverkningsgraden blir vikigare. Toyota
är förberedd för SOFC även för fordon bl.a. genom sitt ägande i AISIN
SEIKI. Bränslecellssystem i ENE-FARM programmet använder naturgas som
bränsle, vilket också är ett möjligt bränsle för fordon. Särskilt i USA
är naturgas betydligt billigare jämfört med bensin och diesel. Statligt
stöd till demonstrationsprogram behövs för att ge bränsleceller för
fordon samma framgång som för småskalig kraftvärme, dock kan stödet per
enhet minskas allteftersom priset sjunker, d.v.s. ett konstant stöd ger
varje år fler och fler bränslecellsfordon.
Både
Fuel Cell Today (baserat i Storbritannien) och Fuel Cell 2000 (USA) har
slutat med sin nyhetsbevakning av bränslecellsområdet under 2014. Det
finns dock två efterföljare till Fuel Cell Todays årliga
sammanställningsrapport, nämligen E4tech [17] (Storbritannien och
Schweiz) och 4thEnergyWave [18] (Storbritannien) vilka båda nyligen
publicerat sina årsrapporter med fokus på kommersialisering av
bränsleceller.
Intressant
är att NASA utvecklar luftoberoende SOFC system att använda vid
framtida rymduppdrag, exempelvis till Mars, dock ej för framdrivning
[19].
En
intressant icke fordonsrelaterad nyhet är att GE (General Electric) har
återstartat sin bränslecellsverksamhet [20-21] med för tillfället ca 25
anställda.
Källor
Konferenshemsida: http://www.fuelcellseminar.com/
[0] http://www.delphi.com/manufacturers/auto/fuelcells
[1] http://www.cafcp.org/stationmap
[2] Presentation Noriko Behling (www.norikobehling.com), independent US-based analyst, Fuel Cell Seminar, 2014
[3] http://www.toyota.com/fuelcell/
[4] Presentation Glenn Skala, GM, Fuel Cell Seminar, 2014
[5] Presentation Joseph F Mercurio, GM, Fuel Cell Seminar, 2014
[6] Presentation Nathan Joos, Hydrogenics, Fuel Cell Seminar, 2014
[7] Presentation Terry Howe, Ballard, Fuel Cell Seminar, 2014
[8] http://www.ballard.com/fuel-cell-products/fc-velocity-hd6.aspx
[9] http://www.thermoking.com/
[10] Presentation Kerry-Ann Adamson, 4thEnergy Wave, Fuel Cell Seminar, 2014
[11] Presentation C. Cremers, Fraunhofer ICT,Fuel Cell Seminar, 2014
[12] Presentation Reuben Sarkar, Deputy Assistant Secretary for Transportation, DOE, Fuel Cell Seminar, 2014
[13] Presentation Greg Moreland, DOE, Fuel Cell Seminar, 2014
[14] Presentation Jennie M Monton, Strategic Analyis, Fuel Cell Seminar, 2014
[15] Presentation Osamu Nishimura, AISIN SEIKI, IEA Seminar, 2014
[16] http://www.aisin.com/investors/stock/
[17] http://www.e4tech.com/fuelcellindustryreview/
[18] http://www.4thenergywave.co.uk/annual-review/
[19] Presentation Abigail Ryan, NASA JSC,Fuel Cell Seminar, 2014
[20] http://www.timesunion.com/business/article/GE-unveils-new-start-up-GE-Fuel-Cells-5714689.php
[21] http://www.gereports.com/post/92454271755/the-new-power-generation-this-fuel-cell-startup-could