FÖRSTUDIERAPPORT Förutsättningar för en nationell arena kring bränslecellsutveckling i Fyrbodal "[Ev underrubrik/beskrivning]" Magnus Karlström Vätgas Sverige Göteborg 2009-10-05
Rapporten är utgiven av Innovatum Teknikpark Textförfattare: Magnus Karlström, Vätgas Sverige Utgåva: 01.00, oktober 2009 Foton och illustrationer: Magnus Karlström, Vätgas Sverige 2
SAMMANFATTNING Förstudien hade som mål att utreda behovet och förutsättningarna för en nationell arena för bränslecellsutveckling förlagd i Fyrbodal med Innovatum som huvudman. Med en nationell arena menas ett långsiktigt projekt med målet att säkra bevakningen av all utveckling på området både nationellt och internationellt för att på ett aktivt och riktat sätt medverka till att ny teknik används och att kunskapsnivån inom bränslecellsteknik höjs i Sverige. Ett annat mål är att skapa grogrund för nya företag samt skapa möjligheter till ny inriktning hos befintliga. Förstudiens resultat är att Innovatum inte behöver ta på sig en samordnade roll för att driva en nationell arena för bränsleceller. Det arbetat pågår redan inom ramen för det nationella centrumet för bränsleceller i Sverige. Men Innovatum kan dock ta på sig en roll att driva projekt i samarbete med det nationella centrumet och Swerea IVF. Projekten skulle kunna ha fokus på produktionsteknik, att stödja svenska underleverantörer att leverera till internationell och svensk bränslecellsindustri samt driva produktutvecklingsprojekt tillsammans med dansk bränslecellsindustri. Det är dock möjligt att det kan vara lite för tidigt att driva frågor om produktionsteknik och underleverantörshjälp eftersom bränslecellsmarknaden inte riktigt tagit fart. Möjliga finansieringsmöjligheter är Vinnova, InMotion och FFI. 3
4
INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Bakgrund... 7 2 Syfte... 7 3 Metod... 8 4 Nulägesanalys... 9 4.1 Offentliga svenska bränslecellsaktiviteter... 9 4.2 Svensk bränslecellsindustri... 9 4.3 Svenska bränslecellssatsningar relativt andra länder... 10 4.4 Globala bränslecellsmarknader... 10 5 Pågående planer för bränsleceller... 11 5.1 Skapandet av ett Nationellt BC centrum i Sverige... 11 5.2 Vätgasstrategi i Sverige... 11 5.3 Möjliga BC demonstrationsprojekt i Sverige... 11 6 Bränsleceller i Danmark... 11 6.1 Möjliga samarbetsmöjligheter med Danmark... 12 7 Resultat... 13 8 Slutsatser / Rekommendationer... 14 5
6
1 Bakgrund Under 2009 har totalt tio förstudier inom energi- och miljöteknik pågått på Innovatum. Förstudierna har tillkommit i syfte att: motverka lågkonjunkturens negativa effekter hitta nya affärsmöjligheter för nya och befintliga företag stärka Fyrbodal och dess företag inom detta växande område Samtliga tio förstudier är finansierade av Fyrbodals kommunalförbund. Ett av områdena som har studerats med en förstudie är bränsleceller. Bränsleceller är en energieffektiv energiomvandlare med en potential att användas för t ex kraftvärme, fordon eller i mobiltelefoner. Bränsleceller uppfanns 1839, men det är de senaste femton-tjugo åren som teknikutvecklingen tagit fart och bränsleceller är numera kommersiella i några applikationer som t ex för back-up kraft. Samt det pågår ett arbete att kommersiella BC i många stora marknader som t ex fordon och kraftvärme. Sverige har haft ett antal forskningsprogram inom bränslecellsområdet, men de kommer alla ta slut 2009. Det finns ett antal bränslecellsföretag i Sverige som bygger bränslecellsystem och det finns företag som säljer komponenter och material till bränsleceller. I många andra länder finns stora forsknings- och utvecklingsprogram för vätgas och bränsleceller. Men i Sverige finns inget samlat program. Flera aktörer i Sverige efterfrågar en samling av aktörer i Sverige för att stärka Sveriges nationella konkurrenskraft inom bränslecellsområdet. För en bra samling krävs det att det finns en aktör som koordinerar satsningarna. Skulle Fyrbodal ta en sådan roll? 2 Syfte Förstudien hade som mål att utreda behovet och förutsättningarna för en nationell arena för bränslecellsutveckling förlagd i Fyrbodal. Under förstudien har frågan tolkats som om det är Innovatum i Fyrbodal som skulle kunna ta en roll som koordinator för en nationell arena för bränslecellsutveckling. Med en nationell arena menas ett långsiktigt projekt med målet att säkra bevakningen av all utveckling på området både nationellt och internationellt för att på ett aktivt och riktat sätt medverka till att ny teknik används och att kunskapsnivån inom bränslecellsteknik höjs i Sverige. Ett annat mål är att skapa grogrund för nya företag samt skapa möjligheter till ny inriktning hos befintliga. För att kunna svara på om det finns ett behov för en nationell arena i Fyrbodal undersöktes hur och var bränslecellsutvecklingen bedrivs idag i Sverige. 7
Förstudie skulle också svara på hur den nationella arenan skulle kunna vara organiserad och finansierad samt undersöka hur den skulle kunna samarbeta med andra bränslecellsprojekt i Sverige. 3 Metod Förstudien utfördes i tre delar. En faktainsamlande del för att få en bild av nuläget (A) samt diskussioner med några av de mest aktiva aktörerna inom området (B) samt (C) en studieresa till Danmark för undersöka hur de arbetar och diskutera möjliga samarbeten. Den faktainsamlade delen gjordes med en litteratursökning samt en workshop som gjordes den 3 mars hos PowerCell på Chalmers Industripark. Medverkande på workshopen den 3 mars var Bengt Ridell Grontmij, Lars Avellan Swerea IVF, Anderas Bodén Volvo Technology, Jörgen Pagerup JDP-Konsult AB, Magnus Karlström Vätgas Sverige, Lillemor Lindberg och Helena Bredin Innovatum. Under workshopen den 3 mars diskuterades och presenterades huvudsakligen vad som görs i Sverige och vilka som driver bränslecellsutvecklingen. Workshop A A/ Nuläge: Bränslecellsutvecklingen i Sverige? Vad har hänt och vad planeras? Litteratur Presentation Elforsk Workshop A Intervjuer Elforsk B/ Behövs en nationell arena för BC i Sverige och har Innovatum en roll att spela. Samt hur skulle det organiseras? Studiebesök Danmark C/ Extrafråga: Kan Innovatum ha något samarbete med den danska BC industrin? För att diskutera om det finns ett behov av en nationell arena i Fyrbodal har frågan diskuterats med flera aktörer i Sverige samt gjort en presentation för styrgruppen för Teknikbevakningsprogrammet för bränsleceller den 3 juni 2009. Medverkande på mötet var Energimyndigheten, Elforsk, KTH, Swerea IVF och Grontmij. Frågan har även diskuterats med programledningen för MISTRAs bränslecellsprogram samt Vätgas Sveriges kansli. En idé som dök upp under förstudiens genomförande var att undersöka möjligheten om den framväxande danska bränslecellsindustrin har ett behov av samarbeten kring produktionsteknik. En annan fråga som undersöktes var om den danska bränslecellsindustrin efterfrågar att svenska 8
underleverantörer börjar sälja till dem och om det finns behov av någon offentlig aktör för att underlätta den processen. 4 Nulägesanalys 4.1 Offentliga svenska bränslecellsaktiviteter Sverige saknar ett större forsknings- och utvecklingsprogram för bränsleceller. Med ett större menas ett program i storleksklassen 100 miljoner SEK/år. Flera av våra grannländer har program i den storleksklassen. Det finns dock program och organisationer som har offentligt stöd. De är: Mistras bränslecellsprogram Forskningsprogram som startade 1997 och tar slut halvsårskiftet 2010. Fokus på polymerelektrolytbränsleceller. Mer än 300-500 miljoner har satsas under de här åren (både privata och statliga medel). Offentliga medel har huvudsakligen gått till doktorander och högskolor. Hemsidan är http://www.mistrafc.se/. Energimyndighetens/Elforsks omvärldsbevakningsprogram för bränsleceller Elforsk är värdar för ett omvärldsbevakningsprogram för bränsleceller som energimyndigheten är huvudfinansiär för. Budget är på ca 3 miljoner per år. Ett årligt seminarium per år där arbetet presenteras. www.branslecell.se Vätgas Sverige Vätgas Sverige är ett partnerskap med mer än 30 medlemmar. Syfte att främja vätgas som energibärare i Sverige. Aktiviteter är informationsspridning, lobbning, nätverksstöd, stöd för demonstrationsprojekt. Arbetar också med bränsleceller som en viktig vätgasteknologi. Innovatum är medlemmar i Vätgas Sverige. www.vatgas.se. Swerea IVF Swerea IVF är det enda svenska institut som kontinuerligt är aktiv inom bränsleceller. Institutet gör utredningar och driver industrialiseringsfrågor med breda kontakter mot BC-industrin i Sverige och Europa. Kontaktperson är Lars Avellan. 4.2 Svensk bränslecellsindustri Det finns ett antal företag i Sverige som gör bränslecellssystem, bränslecellsstackar, komponenter eller material. De är: Cellkraft - är ett start-up företag som gör bränsleceller och bränslecellssystem för back-up framförallt till telecom. Är lokaliserade i Stockholm. Morphic gör bränslecellskomponenter och material men också hela bränslecellssystem. Är lokaliserade i Karlskoga. myfc gör mikrobränsleceller. Baserat i Stockholm. PowerCell gör bränslecellsstackar, men även hela bränslecellssystem för hjälpkraftsystem till båtar och lastbilar. Är lokaliserade i Göteborg. Volvoägda Powercell tog in 200 miljoner kronor i riskkapital under sommaren 2009. GETT Fuel Cells International AB gör bränslecellsstackar av fastoxidtyp. 9
Flera svenska företag är också underleverantörer till den internationella bränslecellsindustrin. De är b la Catator, Nolato, TIMCAL, Tanso, Morphic, Opcon, Sandvik, Outokompou och Permascand. Se figur 2 nedan. Figur 2. Svenska BC företag 2009. 4.3 Svenska bränslecellssatsningar relativt andra länder Sverige har mycket lägre statligt och regionalt stöd än många länder. Länder som Tyskland och Danmark har 100-500 miljoner SEK/år i stöd. Många europeiska regioner försöker locka till sig BC företag till deras region med fördelaktiga villkor. Många länder har en vätgas och BC strategi som tydligt pekar ut vilken fokus satsningar ska ha. Dessa strategier bakas upp av en rejäl budget från staten. Sverige saknar en strategi. 4.4 Globala bränslecellsmarknader Bränsleceller börjar bli kommersiella nu. De marknader som växer är gaffeltruckar, back-up, leksaker,och hjälpkraftssystem (speciellt till små system). Det är dock ingen stor marknad för bränsleceller i dagsläget och när och hur bränsleceller slår igenom i stor skala är en osäker fråga. Marknaden växer med 60-70%/år men från mycket små volymer. Ännu är det ovanligt med lönsamma bränslecellsföretag, vilket dock är naturligt för en ung teknik. Riktigt stora volymer blir det inte förrän BC-bilarna kommer, vilket förväntas till 2015-2020. Ungefär 100 000 bränslecellsbilar/år kommer att produceras globalt någon gång efter 2015. Däremot är det många underleverantörer som börjar positionera sig nu för att de ska kunna producera och sälja bränslecellskomponenter i storleksordningen 10 000 per år efter 2015. 10
5 Pågående planer för bränsleceller I diskussion med aktörer i Sverige har åsikten att Innovatum inte behöver vara en samlande kraft för en nationell arena för bränsleceller kommit fram. Anledningen är att det redan finns planer för en nationell samling för bränsleceller i Sverige. Däremot så tror många att Innovatum kan ta en kompletterande roll. De olika arbetena som pågår är: 5.1 Skapandet av ett Nationellt BC centrum i Sverige Ett arbete för att få fram ett nationellt bränslecellscentrum med fokus på forskning och utveckling from 2010. Elforsk och Mistras BC-program samverkar för att skriva en ansökan under 2009. Bengt Ridell Grontmij, Bengt Steen (Chalmers), Göran Johansson (Volvo Technology, ETC) utgör arbetsgruppen. Målet är att centrumet ska vara igång sommaren 2010. Fokusområden för centret kommer att vara att stödja svensk exportindustri, biobränslen(biogas) för stationära bränsleceller samt APU för lastbilar och telecom. Utmärkande för centrumet är att satsningar kommer att vara fokuserade på vissa nischområden där Sverige kan konkurrera. Målsättningen med centrumet är att det ska ha en budget på ca 30 miljoner SEK/år varav 10 miljoner kommer från företag, 10 miljoner från högskolan och 10 miljoner från Energimyndigheten. Troligtvis kommer centrumet börja i mindre skala med en storleksordning på ca 6 miljoner /år under 2010 för att sedan successivt växa till 30 miljoner SEK/år. 5.2 Vätgasstrategi i Sverige Vätgas Sverige kommer fokusera på att få till en vätgas- och bränslecellsstrategi i Sverige under 2009. Lobbar mot politiker, departement, företag och myndigheter. Sven Wolf på Vätgas Sverige leder arbetet. 5.3 Möjliga BC demonstrationsprojekt i Sverige Grontmij kommer arbeta med att ta fram förslag på BC demoprojekt i Sverige. Är en del av Elforsks omvärldsbevakningsprogram för BC. Presenteras under september 2009. 6 Bränsleceller i Danmark På grund av närheten till Danmark och att de har en imponerande satsning på bränsleceller åkte projektgruppen på studiebesök till Danmark för att höra vad de arbetar med samt diskutera våra idéer med dem. De statliga och privata investeringarna inom bränslecellsområdet i Danmark har ökat mycket. En förklaring är att det bildats en strategi och samarbetsorganisation inom bränslecellsområdet som heter Brint og brændselsceller i Danmark Partnerskabet. De finns två områden som danskarna satsar mycket på. Det ena fokusområdet är fastoxidbränsleceller och det andra är högtemperatur polymerelektrolytbränsleceller. När vi åkte över träffade vi den gruppering som håller på med fastoxidbränsleceller. Det är forskningsinstitut på Risö och Topsö Fuel Cells. Den gruppering som b la håller på med 11
högtemperaturpolymerelektrolytbränsleceller träffade vi inte. De består av Serenergy, DTU Ålborg universitet, Danfoss och Dantherm bränslecellssystem. Den danska staten satsade ca 130 MDKK per år inom bränslecellsområdet 2008. Det är huvudsakligen via Energistyrelsens EUDP program samt via Energinet.dk ForskEl program som pengarna kommer ifrån. 130 MDKK motsvarar ca 200 MSEK. I figur 3 finns en bild på hur danskarnas satsningar har ökat. Figur 3. Danska satsningar på bränsleceller och vätgas (miljoner DKK/år). 6.1 Möjliga samarbetsmöjligheter med Danmark Studiebesöket började med ett besök på Topsoe Fuel Cell i Lyngby utanför Köpenhamn. Topsoe Fuel Cell är en bränslecellsstacktillverkare som håller på med fastoxidbränsleceller. De är helägda av bolaget Haldor Topsoe som i sin tur är helägt av privatpersonen Haldor Topsoe. Topsoe Fuel Cell bygger enbart bränslecellsstackar och behöver därför samarbeta med systembyggare för att det ska vara möjligt att sälja till slutkund. De samarbetar t ex med Wärtsilä för att bygga hjälpkraftssystem till större båtar. Topsoe Fuel Cell har ungefär 130 personer anställda och de har byggt en protypproduktionslina. Under vårt studiebesök blev vi imponerade av deras professionella attityd och deras stora kunnande. De känns som en mycket spännande samarbetspartner. Med Topsoe Fuel Cell diskuterades möjliga samarbeten med Innovatum. 12
De hade inget behov att samarbeta om produktionsteknik. Eftersom de upplevde att de har bra kompetens om produktionsteknik. Behovet av renrumsteknik var inte så stor. De framförde också att de inte har så stort behov att hitta underleverantörer med avseende på material till bränslecellsstacksproduktion. De upplevde att underleverantörerna tog kontakt med dem. De är dock möjligt att när de går från deras prototypproduktionslina till riktigt stor produktion kan de komma att behöva underleverantörer som kan leverera stora volymer av god kvalité fast ändå kostnadseffektivt. Däremot skulle de gärna samarbeta med en svensk systembyggare som arbetar med något speciellt applikationsområde. Topsoe Fuel Cell behöver också samarbeta med komponenttillverkare som t ex företag som bygger värmeväxlare, reformers eller luftfiltreringssystem. En idé som diskuterades var därför ett produktutvecklingsprojekt mellan svenska komponenttillverkare, systembyggare och Topsoe Fuel Cell. En möjlighet skulle vara att göra ett produktutvecklingsprojekt som handlar om att använda biogas för att producera el och värme. Vi besökte också Risö som är ett energiinstitut. Där arbetar över 100 personer med forskning och utveckling av bränsleceller. Vi mötte professor Soeren Linderoth. Han var mycket tillmötesgående. Han berättade att han gärna skulle komma upp till Sverige för att presentera Risös forskningsarbete. Risö var också en imponerande organisation. 7 Resultat Ett kort sammanfattande resultat av förstudien är: Bränsleceller är tidigt i utvecklingen men vissa marknader börjar bli kommersiella och det kan bli en riktigt stor marknad framför allt om det blir bränsleceller i bilar. Frågan är dock när det är rätt timing att ge sig i arbetet med stor kraft. Innovatum behöver ej ta en samordnande roll för bränslecellsutvecklingen i Sverige eftersom det redan pågår arbete för att skapa en nationell samling. Däremot skulle Innovatum kunna ta en roll i utvecklingen. Under förstudien har framkommit rekommendationer på att Innovatum arbetar med följande områden: Produktionsteknik speciellt renrumsteknik och ytproduktionsteknik. Att underlätta för svenska underleverantörer att börja intressera sig för bränsleceller samt stödja kontaktskapandet mellan svenska underleverantörer och internationell och svensk bränslecellsindustri. Speciellt intressant är det att skapa ett samarbete med dansk bränslecellsindustri kring ett produktutvecklingsprojekt. Ett företag som vi efter vårt studiebesök fick mycket god erfarenhet av är Topsoe Fuel Cell. Ett möjligt samarbetsområde är biogas och fastoxidbränsleceller. 13
8 Slutsatser / Rekommendationer Innovatum behöver inte ta på sig en samordnade rollen för att driva en nationell arena för bränsleceller. Det arbetat pågår redan inom ramen för det nationella centrumet för bränsleceller i Sverige. Innovatum kan dock ta på sig en roll att driva projekt i samarbete med det nationella centrumet och Swerea IVF. Projekten skulle kunna ha fokus på produktionsteknik, att stödja svenska underleverantörer att leverera till internationell och svensk bränslecellsindustri samt produktutvecklingsprojekt tillsammans med dansk bränslecellsindustri. Ett första steg för att stödja svenska underleverantörer är att göra en mer detaljerad förstudie om bränslecellsindustrin framtida behov. Det görs antagligen bäst genom att besöka varje enskilt BCföretag för mer utförliga diskussioner. Efter besöken kan en karta på deras behov mappas mot svenska underleverantörers kompetens. För ett produktutvecklingsprojekt krävs att en bränslecellstillverkare är med i processen från början. Ett förslag är att skicka ett brev till t ex Topsoe Fuel Cell för att förklara projektet och hur de skulle gynnas att vara med. När de accepterar att vara med kan ett projekt i detalj planeras. Det är dock möjligt att det kan vara lite för tidigt att driva frågor om produktionsteknik och underleverantörshjälp eftersom bränslecellsmarknaden inte riktigt tagit fart. Eftersom bränsleceller är ett tekniktungt område behövs med god sannolikhet viss specialkompetens för att driva ett projekt inom området. Därför rekommenderas ett förfarande som bygger på att Innovatum söker pengar till ett projekt och sedan hyr in någon/några med specialkompetens inom produktionsteknik, underleverantörer och bränsleceller för att driva projekten. Möjliga finansieringsmöjligheter är Vinnova, InMotion och FFI. 14
15