Teknikbevakning Fastoxidbränsleceller (SOFC) Högtemperaturbränsleceller med hög verkningsgrad Martin Andersson & Bengt Sundén Institutionen för Energivetenskaper Lunds Universitet
Innehåll Generell introduktion till SOFC Kommersiella framsteg och demonstrationsprojekt Uppdelat efter land Utblick Slutsatser
Generell introduktion till SOFC
Generell introduktion till SOFC
Vad väntar vi på? Tillväxten inom bränslecellsområdet bestäms av kostnadssänkningstakten, stackens livslängd samt energipriser Kostnaden har minskat (enl DOE) 80 % sedan 2002 30 % sedan 2008 Trend mot minskat ytbehov Bloom Energy v.1 = 100 kw / v.2 = 200 kw har samma ytbehov Stabilisering av elnät förväntas bli viktigare i ett framtida mer förnyelsebart elnät
demonstrationsprojekt - Japan ENE-FARM (ekologiska bild av att skörda sin egen energi ) Småskalig kraftvärme hos enskilda hushåll SOFC och PEMFC >40000 system har sålts (5-10 % SOFC) Årligen >50000 system (2015) Pris (2012) ca 240 000 SEK Mål 2015 på 58 000-66 000 SEK Subventionsfri när pris <82 000 SEK Prismål 2020-2030: 41 000-49 000 SEK
demonstrationsprojekt - Japan ENE-FARM Mål om att sälja 5 miljoner system i Japan t.o.m. 2030 Pris (2013) Panasonic (PEMFC) 140 000 SEK Panasonic har öppnat kontor i Tyskland och Storbritannien Design för CE anpassning Skillnad på naturgasens innehåll + föroreningar
Mitshubishi Heavy Industries på längre sikt Trippelkombinerat system med SOFC, gasturbin och ångturbin ca 1200 MW el (410 MW från SOFC, 500 MW i GT och 250 MW i ÅT) 70-75 % elverkningsgrad (LHV) Livslängdsmål på 90000 timmar Naturgas som bränsle System integrerat med förgasning av kol 700 MW el 60 % systemelverkningsgrad (LHV)
demonstrationsprojekt - USA Bloom Energy (1a generationen SOFC design) Baserat i Kalifornien Apple, ebay, AT&T, NTT America, Adobe, Bank of America, Coca-Cola, FedEx, Google, Walmart är exempel på kunder Nuvarande systemstorlek: 200 kw (*n) Tidigare systemstorlek 100 kw (samma footprint) Pris (2010) 4,5-5,2 miljoner SEK
demonstrationsprojekt - USA Bloom Energy stackar installerade hos ebay, Bloom Energy Produktion av celler i Bloom Energys fabrik, Bloom Energy.
demonstrationsprojekt - Storbritannien Ceres Power (3e generationen SOFC design) 1 kw system LT SOFC (500-600 C) YSZ ersätts med CGO (ceriumgadolinumoxid) Naturgas som bränsle Fältförsök 2014 Avtal (174 system) med British Gas & Itho-Daalderop (NL) Produktlansering 2016 Feed-in-tariffer i Storbritannien
demonstrationsprojekt - Schweiz Hexis Galileo, 2 kw värme & 1 kw el Totalverkningsgrad anges till 95 % Produktion i Winterthur (Schweiz) och Konstanz (Tyskland) Deltog i tyska Callux programmet med 150 stycken bränslecellssystem Tillgänglighet >99 % Demostrationsfas Ett Galileo SOFC-system för kraftvärme, Hexis.
demonstrationsprojekt - Tyskland Valliant 2 kw värme & 1 kw el Totalverkningsgrad anges till 80-85 % Kallstart: 2-3 timmar Deltar i Callux projektet Demonstrationsfas Vaillants vägghängda SOFC-kraftvärmesystem, Vaillant.
demonstrationsprojekt - Australien Ceramic Fuel Cells Limited (CFCL) Använder naturgas som bränsle 169 enheter sålda under 2011/2012 Orderstock 639 enheter Nuvarande produktionskapacitet 1500 stackar per år Kvalificerar för offentliga stödsystem i Tyskland, Storbritannien, Nederländerna och Viktoria (Australien) Ceramic Fuel Cells BlueGen system, Ceramic Fuel Cells Limited
demonstrationsprojekt - Australien CFCL BlueGen 0,5-1,5 MW el 60 % elverkningsgrad (vid 1,5 MW) 25 % värmeåtervinning Del av framtidens hem Home of the future på Channel 4 i Storbritannien Gennex 0,5-2 MW el 60 % elverkningsgrad (vid 1,5 MW) Optimerad för att integreras i andra tillverkares system Ceramic Fuel Cells Gennex system, Ceramic Fuel Cells Limited
demonstrationsprojekt - Australien CFCL - Nyheter från halvårsrapport 2012-12-31 Installationsstöd på10000 i Nordrhein-Westfalen Ökade feed-in-tariffer i UK 12.5 pence/kwh producerad 4.5 pence/kwh exporterad 25 BlueGen utspridda enheter i Tysklands första försök med ett virtuellt kraftverk Ceramic Fuel Cells automatiserad stack-produktion, Ceramic Fuel Cells Limited
demonstrationsprojekt - Danmark Topsoe Fuel Cell >100 anställda Produktionslinje i Lyngby förbered för kraftig upp-skalning av produktionsvolym Mikrokraftvärme, APUer och decentralicerad kraftvärme Topsoe Power Cores TM (1,5 kw) Integration av stack och varma komponenter 35 liter / 33 kg Slutkund nås genom partnerskap med integratörer (Convion (f.d. Wärtsilä), Dantherm Power etc) Topsoe Fuel Cell stack Foto: Poul Moeller, Topsoe.
demonstrationsprojekt - Danmark Dantherm Power Ballard, Danforss och Dantherm som ägare Ca 50 anställda SOFC och PEMFC för mikrokraftvärme och reservkraft Marknadsintroduktion planeras till 2013-2015
Utblick Kommersialiserade marknader (ej nödvändigtvis SOFC): Småskalig kraftvärme (Japan) Dyr el (post-fukushima) Truckar (USA) Ökad effektivitet jämfört med batteridrivna truckar Back-up kraft (USA) Bra tillförlitlighet Datacenter (USA) Miljöimage & billig naturgas MW-skalig elgenerering (Sydkorea)
Utblick Förväntade nya marknader (ej nödvändigtvis SOFC): Mediebranschen, där sändning från otillgängliga plaster är viktigt. Hotell och andra (större) fastigheter med småskalig kraftvärmegenerering (CHP). Hamnar och flygplaster med utsläpps- och bullerkrav. Demo 2013 i Helsingfors hamn APUer (hotelldrift) för flygplan. Notera att både Boeing och Airbus har demonstrationsprogram.
Slutsatser Det begränsade naturgasnätet är en utmaning för småskalig kraftvärme i Sverige Miljötryck i länder med smutsig elproduktion Federal energiforsning i USA, p.g.a. möjligheten att använda inhemska bränslen (förgasat kol & skiffergas) I Sverige är det intressant med bränslen från skogsbruket Möjlighet att producera vätgas baklänges i ett framtida smartgrid Europa har i stor skala ej lämnat demostrationsfasen (jämfört med Japan och USA)