台灣首府大學商品開發與設計學系 授課者：林東成副教授 時間：2014/09~2015/01

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1 台灣首府大學商品開發與設計學系 授課者：林東成副教授 時間：2014/09~2015/01
綠能設計

2 第7章 氫能與燃料電池產業簡介與分析

3 氫能與燃料電池產業範疇 氫能源因其潔淨性與可儲存 性讓先進國家基於能源安全 與環境永續發展而積極投入。 目前氫能源的利用主要是透 過燃料電池裝置來使化學能 變成電能，其應用涵蓋分散 式發電系統、運輸載具與可 攜式 3C 產品。然而，燃料電 池距離商業化仍有一段距離， 主因來自於氫氣儲存與燃料 電池的成本仍無法符合商業 化的需求，且燃料電池的耐 久性與關鍵性組件 (膜電極 組) 等技術仍未獲得長足的 突破。

4 氫能與燃料電池國外市場現況與趨勢(1/4) 全球燃料電池支出大部份 是由各國研發與示範計畫 所創造，根據 The Fredonia Group 估計， 2009 年全球燃料電池市 場規模 (支出) 為 58.3 億 美元，其中商用化系統佔 11.5%，約為 6.7 億美元； 2010 年全球燃料電池市 場因主要國家 (美、英、日 等) 擴大市場補助下，商用 化系統成長 31%，達 8.8 億 美元； 隨著技術快速進展使得單 位成本下降，商用比例提 高、市場規模逐漸成長下， 估計至2018年全球燃料電 池市場規模將達 152 億美 元，商用化系統約為 51 億 美元，佔全球燃料電池市 場規模的 33.6%。

5 氫能與燃料電池國外市場現況與趨勢(2/4) 目前全球氫能燃料電池市場 已顯現，備用電力與堆高機 應用淨現值成本 (NPV) 效益 已超過目前市場產品 (如鉛 酸電池/柴油發電機、電動堆 高機等)，且燃料電池電熱共 生 (CHP) 產品將在政府補助 下快速成長，其中日本自 年開始補助家庭購置， 年市場銷售量成長至 7,000 台，市場規模更達 億美元，家用燃料電池的應 用已佔日本市場 81.2%，佔全 球市場 32.7%，躍升為全球最 重要的市場。 美國則自 2009 年開始提升 燃料電池系統設置補助 3 倍； 歐盟的德國 2008 年起推行 家用熱電共生 (CHP) 系統實 證計畫，預計 2012 年累計安 裝達 800 台，丹麥與英國隨 之跟進；韓國則正進行為期 三年 (2008~2011 年) 之全國 示範驗證中，共預計裝設 210 台，未來更計畫展開 1 萬台大規模的驗證。

6 氫能與燃料電池國外市場現況與趨勢(3/4) 可攜式應用方面因可攜式 電子資訊產品電力容量 (續航力) 以年增 15% 速度 攀升，而電池電力容量僅 年增約 5~10%，因此高能 量密度可攜式燃料電池產 品市場潛力龐大。 在交通應用方面，雖然以 充電電池 (鋰電池) 為動力 的電動車輛發展快速，但 國際各大車廠仍持續投入 燃料電池電動車輛研發， 日本於 2011 年 1 月以三 家車廠豐田、本田、日產 為首的 13 家企業共同發 表宣言，在 2015 年將使燃 料電池車商用化，然而， 車用燃料電池的耐久性、 成本與基礎設施仍是商業 化的最大障礙。

7 氫能與燃料電池國外市場現況與趨勢(4/4) 2011 年整體氫能燃料電池市 場總出貨將維持 40% 的年成 長率，預估銷售額可達 億美元，其中以定置型應用 (如備用電力、電動堆高機、 CHP 等) 為主。亞洲地區成 長主力為日、韓兩國的家用 CHP 系統；北美地區以電信 業者備用電力、堆高機及發 電廠系統為主；歐洲地區則 以車輛或遊艇的輔助電力穩 定成長，以及德國 CHP 系統 實證計畫，預估全球整體燃 料電池市場將於 2013 年後 快速成長。

8 氫能與燃料電池國內市場現況與趨勢(1/2) 先前國內投入燃料電池上 中下游相關產業之業者， 主要是以開發電池組的系 統廠商居多，零件材料方 面則多以研發雙極板為主， 但在核心關鍵材料與組件 (膜電極組、氣體擴散層/ 電極、質子交換膜等) 則受 限於國外專利箝制與技術 能力，部份國內雖有廠商 投入，但未達可商業化程 度，仍需仰賴進口導致產 品成本居高不下。 目前透過工研院等協助業 者建立關鍵材料自主技術 與系統整合能力，包括複 合碳板、電池組、天然氣 重組器、固態化學儲氫與 微型燃料電池等項目，以 強化國內技術自主能力， 並成立周邊組件 (BOPs) 開發聯盟，使周邊組件能 朝供應國產化及降低成本 為目標。

9 氫能與燃料電池國內市場現況與趨勢(2/2) 國內氫能燃料電池產品應用實績與 規模不如國外，產品的可靠度與壽 命尚待更進一步的驗證。自 年起，經濟部能源局啟動「燃料電 池示範運轉補助計畫」，補助業界 自行開發的產品，提供示範驗證的 機會，以加速利基產品開發與市場 的導入，自 2009 年起近三年已投 入 3.04 億元，輔導 18 家廠商，總 計補助 182 套示範系統 (共 523kW) 進行長期示範驗證，帶動國內氫能 與燃料電池業者投入超過 7.15 億 元的計畫提案，進行定置型長效發 電機、UPS/備用電源、輕型四輪車、 電動機車、船舶動力、高爾夫球車、 電動堆高機、住宅用熱電共生系統 與甲醇重組熱電共生系統等產品的 新應用。 另亦於臺北花博會故事館進行 30kW 定置型燃料電池長效型發電 機示範運轉發電，以貼近民眾日常 生活應用，深具顯著示範宣導效果。 此外，更有效帶動國內上、中、下游 廠商與系統應用業者進一步整合， 產品自製率更提高至 90% 以上。 近兩年大系統廠如台達電、中興電 工及中強光電等陸續投入定置型與 可攜式應用，目前整體產業供應鏈 廠家數約 46 家。

10 國內氫能與燃料電池上中下產業(1/3) 膜電極組 電池組 系統商 雙極板 BOP週邊 氣體擴散層 儲氫罐 重組器

11 國內氫能與燃料電池上中下產業(2/3) 產業總計：28 家 (上游 16 家，中游 13 家， 下游 13 家) 計算方式說明：以上公司統計數字，同一家 公司若有橫跨該產業上中下游， 上中下游之小計均會 +1，但總計家數僅計 算一次。

12 國內氫能與燃料電池上中下產業(3/3) 膜電極組(6) 電池組(9) 系統商 雙極板(4) BOP週邊(4) 氣體擴散層(1) 儲氫罐(3)
重組器(2)

13 國內氫能與燃料電池上中下廠商(1/2)

14 國內氫能與燃料電池上中下廠商(2/2)