Fuel Cell Seminar 2010
Konferensbevakning Elforsk rapport 11:44
- Bengt Ridell Grontmij AB
- Augusti 2011
Fuel Cell Seminar 2010
Konferensbevakning Elforsk rapport 11:44
- Bengt Ridell, Grontmij AB
- Augusti 2011
ELFORSK
Förord
Denna rapport är framtagen inom projektet Teknikbevakning av bränslecellsområdet under 2010-2011 (Elforsk projektnummer 25043). Rapportens huvudsakliga slutsatser presenteras i en slutrapport för hela teknikbevakningsprojektet (Elforsk rapport 11:48).
Projektet har till största delen finansierats av Energimyndigheten. E.ON Sverige, Volvo och Vätgas Sverige har bidragit med egeninsatser.
Stockholm augusti 2011 Bertil Wahlund Programområde El- och värmeproduktion
ELFORSK
Sammanfattning
Fuel Cell Seminar 2010 arrangerades i San Antonio, Texas. Det kom ca 1200 deltagare till Fuel Cell Seminar 2010, vilket är något mindre jämfört med de föregående åren. I utställningen fanns 135 montrar och bland dem två svenska företag; Sandvik och Morphic.
Fuel Cells 2000 har nyligen publicerat en omfattande rapport som det ofta
refererades till under konferensen, The Business Case for Fuel Cells. Här
presenteras de flesta större pågående demonstrationsprojekt i USA som är finansierade av DOE, ca 40 olika projekt både MCFC-biogas projekt och PEFC för gaffeltruckar.
Under konferensen betonades ofta att bränsleceller redan idag kan användas som en färdig produkt inom många områden. En speciell session kallad Early Market Sucess Stories bekräftade detta
En del viktiga punkter och nyheter från konferensen
..
Intresset för naturgas har ökat igen, det finns nu en större förväntad tillgång till naturgas och priset är på väg ner I USA finns flera olika betydande subsidier för bränsleceller både federalt och på delstatsnivå samt ARRA American Recovery Act för inköp till federala anläggningar med syftet att öka möjligheter till kommersialisering av ny teknik.
..
Det märks att uppskalning av SOFC-system är svårare än vad som antogs för bara några sedan exempelvis Rolls Royce och Topsoe Fuel Cells har ännu inte presenterat några större stackar på flera 100 kWe som tidigare utlovats Back-up system med vätgasdrivna PEFC är en allt vanligare produkt de säljs i tusentals för bland annat telekomsystem. Ljudnivå och snabb respons anses vara stora fördelar jämfört med dieslar. CFCLs höga verkningsgrad över 60% för små SOFC-anläggningar bekräftas av användare bland annat GDF-Suez Behovet av att minska platina innehållet i PEFC hade stort fokus. Idag är behovet 0,18 g Pt/kWe enligt 3M. Ett viktigt delmål är att varje bil skall ha högst 8 g Pt i sin bränslecell. Dagens FCV har 25-50 g Pt för en stack kring 100 kWe
..
.
Japanska ENE-Farm programmet för mikroCHP fortsätter enligt plan i januari 2011 hade det installerats 14000 stationära bränsleceller i Japan
....
Flera klor-alkali anläggningar i Europa och Nordamerika kommer att installera PEFC-anläggningar i MWe-storlek. Flera succés stories presenterades t.ex gaffeltruckar för stora lager i USA och MCFC för industriellt kraftvärme Det beräknas att det idag arbetar 3 millioner människor inom bränslecellsindustrin Det var ett ökande antal presentationer från fordonsindustrin men antalet bränslecellsfordon är fortfarande litet. Både Ford och GM presenterade sina bränslecellsbilar. Ford har aldrig tidigare gjort presentationer vid Fuel Cell Seminar.
ELFORSK
Summary
Fuel Cell Seminar was 2010 held in San Antonio, Texas. There were about 1,200 participants to the Fuel Cell Seminar 2010. It is slightly smaller than the previous years. In the exhibition there were 135 booths, among them two Swedish companies Sandvik and Morphic.
Fuel Cells 2000 has recently published a comprehensive report that it often was referred to during the conference, The Business Case for Fuel Cells. Here are most of the major ongoing demonstration projects in the U.S. that are funded by DOE, about 40 different projects both MCFC biogas projects and PEFC forklifts.
During the conference, it was stressed frequently that fuel cells can already be used as a finished product in many areas. A special session called Early Market Sucess Stories confirmed this.
Some interesting topics and news from the conference,
.
The interest in natural gas has risen again, there is now larger expected reserves of natural gas and the price is going down
.
In the U.S. there are several significant subsidies for fuel cells, both federal and state levels and ARRA American Recovery Act for federal purchase of with the aim of increasing opportunities for the commercialization of new technologies.
..
It is obvious that the upscaling of SOFC systems is more difficult than was anticipated just a few years ago as Rolls Royce and Topsoe Fuel Cells has not yet developed any bigger stacks at the multi 100 kWe level as previously promised Back-up systems with hydrogen PEFC is an increasingly common product being sold in thousands, noise and fast response is considered to be major advantages compared to diesel engines.
..
CFCLs high efficiency above 60% for small SOFC systems is confirmed by the users including GDF-Suez The need to reduce the platinum content of PEFC had great focus in the conference. Today, the need 0.18 g Pt / kWe according to 3M. An important goal is that every car must have no more than 8 g Pt in fuel cell. Today's FCV was 25-50 g Pt for a stack around 100 kWe The Japanese ENE-Farm Programme for mikroCHP is continuing as planned in January 2011, about14,000 stationary fuel cells were installed in Japan
.....
Several chlor-alkali plants in Europe and North America will install PEFC facilities in MWe size. Several success stories were presented such as forklifts for large warehouses in the U.S. and MCFC for industrial cogeneration It is estimated that currently 3 million people working in the fuel cell industry There was an increasing number of presentations from the automotive industry but the number of fuel cell vehicles is still small. Both Ford and GM introduced its fuel-cell cars. Ford has never before made presentations at the Fuel Cell Seminar.
ELFORSK
Innehåll
- 1
- Inledning
- 1
1.1 Sammanfattande intryck från konferensen ...........................................1
2.1 2.2 2.3
USA SECA programmet för SOFC ........................................................6 US DOE Hydrogen program ................................................................7 US DOD, Department of Defense ........................................................8
34
3.1 3.2 3.3
Early Market Success Stories............................................................10 Round tables Natural alliance Naturgas och bränsleceller .....................11 SmartGrid och bränsleceller..............................................................12
- Högtemperaturbränsleceller SOFC och MCFC
- 13
4.1 4.2 4.3
SOFC Material.................................................................................13 Mitsubishi SOFC-GT.........................................................................13 SOFC Stack utveckling.....................................................................15 4.3.1 UTC - Delphi .......................................................................15 4.3.2 Versa Power........................................................................15 4.3.3 Delphi ................................................................................16 SOFC System demonstrationer och tillverkning...................................17 SOFC Övrigt Tillverkning ..................................................................20 MCFC.............................................................................................21 4.6.1 MCFC Fuel Cell Energy erfarenheter av biogas.........................21 4.6.2 Fuel Cell Energy Marknadsstrategi .........................................23
4.4 4.5 4.6
- 5
- Lågtemperaturbränsleceller PEFC
- 26
5.1 5.2
PEFC Status av DOE FoU..................................................................26 Ballard PEFC back up power .............................................................27 5.2.1 GM General Motors ..............................................................29 5.2.2 Ford...................................................................................29 5.2.3 Hydrogenics........................................................................30 5.2.4 Proton Energy Silent Camp ...................................................30 Övrigt PEFC....................................................................................31 5.3.1 Los Alamos degradering .......................................................31 5.3.2 Ford metalliska bipolära plattor med guldskikt.........................31 US DOE fordonsprojekt....................................................................32 5.4.1 Ballard FC bussar.................................................................33
5.3 5.4
67
- Bränsleceller marknadsfrågor mm
- 35
6.1 6.2
Rapport Fuel Cells 2000 The Business Case for Fuel cells .....................35 ARRA American Recovery & Reinvestment Act ....................................35 6.2.1 DOD DLA gaffeltruckar .........................................................37
- Förkortningar som används i rapporten
- 38
ELFORSK
1 Inledning
Fuel Cell Seminar 2010 arrangerades i San Antonio, Texas den 18-21 oktober
2010. Årets tema var Fuel cells: Delivering the Power of a Greener Future.
Konferensens teknikdel var uppdelad i fyra parallella sessioner. Konferensen bevakades för Elforsk och Energimyndigheten av Grontmij AB Rapporten redogör för i första hand teknik relaterad till stationära bränsleceller men beskriver även övriga områden.
Det kom ca 1200 deltagare till Fuel Cell Seminar 2010. Det är något mindre än det föregående åren. Ett tiotal deltagare var från Sverige bland annat från FMV, Sandvik, Morphic och Powercell. I utställningen fanns 135 montrar bland dem två svenska företag Sandvik och Morphic.
Programmet och flera av presentationerna kan ni finna på Fuel Cell Seminars
hemsida www.fuelcellseminar.com
eller direktlänken
http://www.fuelcellseminar.com/past-conferences/2010/presentations.aspx
Fuel Cells 2000 har nyligen publicerat en omfattande rapport som kan starkt
rekommenderas kallad The Business Case for Fuel Cells den är fritt
nedladdingsbar via länken
http://www.fuelcells.org/BusinessCaseforFuelCells.pdf
Här presenteras de flesta större pågående demonstrationsprojekt i USA som är finansierade av DOE, ca 40 olika projekt både MCFC biogas projekt och PEFC gaffeltruckar, se mer i avsnitt 6.1.
1.1 Sammanfattande intryck från konferensen
Generellt kan sägas att många presentationer hade en hög tekniknivå och hög kvalité och det fanns en hel del intressanta nyheter. I konferensen betonades ofta att bränsleceller redan idag kan användas som en färdig produkt inom många områden. En speciell session kallad Early Market Sucess Stories bekräftade detta. Det visades flera exempel på användningsområden som börjar närma sig en kommersiell nivå.
Användning av olika former av biogas fick stort utrymme på konferensen med bland annat en egen workshop på måndagen. Flera större MCFC anläggningar i USA som använder biogas som bränsle presenterades.
En del viktiga punkter och nyheter från konferensen
.
Biogasapplikationer fick stort utrymma på konferensen med bland annat en egen workshop under måndagen.
.
Intresset för naturgas har ökat igen, det finns nu en större förväntad tillgång till naturgas och priset är på väg ner
1
ELFORSK
...
I USA finns flera olika subsidier för bränsleceller både federalt och på delstatsnivå för till exempel distribuerad produktion för att minska toppbelastningar, förnybara bränslen, allmänt bränsleceller mm. ARRA American Recovery Act för inköp till federala anläggningar med syftet att öka möjligheter till kommersialisering av ny teknik, bränsleceller hittills har fått 42 MUSD för bränslecellsprojekt. Bränslecellsdrivna truckar och materialhanteringsutrustning har i de närmaste fått ett kommersiellt genombrott i Nordamerika med över 1200 gaffeltruckar och flera nya stora lageranläggningar byggs nu enbart för bränslecellsdrift.
..
SECA programmet för stora SOFC fortsätter; Versa Power fick stor positiv uppmärksamhet. Det märks att uppskalning av SOFC system är svårare än vad som antogs för bara några sedan exempelvis Rolls Royce och Topsoe Fuel Cells har ännu inte presenterat några större stackar som tidigare utlovats
.
Back-up system med vätgasdrivna PEFC är en allt vanligare produkt de säljs i tusentals för bland annat telekomsystem. Ljudnivå och snabb respons anses vara stora fördelar jämfört med dieslar. CFCLs höga verkningsgrad över 60% för små SOFC anläggningar bekräftas av användare bland annat GDF-Suez Behovet av att minska platina innehållet i PEFC hade stort fokus. Idag är behovet 0,18 g Pt/kWe enligt 3M. Ett viktigt delmål är att varje bil skall ha högst 8 g Pt i sin bränslecell. Dagens FCV har 25-50 g Pt för en stack kring 100 kWe
..
..
Japanska ENE-Farm programmet för mikroCHP fortsätter enligt plan i januari 2011 hade det installerats 14000 stationära bränsleceller i Japan Flera klor-alkali anläggningar i Europa och Nordamerika kommer att installera PEFC anläggningar i MWe-storlek eller har planer på att göra så. Dessa anläggningar kan till exempel använda överskottsproduktion av vätgas som bränsle. Ballard testar en 1 MWe mobil anläggning för topplastproduktion.
..
Micro-CHP med bränsleceller debatterades och marknadsfördes vid flera olika tillfällen intresset finns sedan tidigare i Japan, Tyskand och Danmark men nu börjar även USA via bland annat EPRI att öka sitt intresse. Intresset för SOFC i Japan har ökat väsentligt både för större anläggningar från Mitsubishi exempelvis 200 kWe med gasturbin och för små anläggningar i kWe storlek avsedda att användas som micro-CHP
..
En bränslecellsbil från Ford har uppnått en topphastighet på 333 km/h Balance of Plant, kringutrustningen för bränslecellssystem har av många tillverkare utvecklats väsentligt med minskade storlekar och lägre kostnader t. ex Hydrogenics
...
Flera succés stories presenterades t.ex gaffeltruckar för stora lager i USA och MCFC för industriellt kraftvärme Det beräknas att det idag arbetar 3 millioner människor inom bränslecellsindustrin Flera användare av MCFC i Nordamerika berättade om lyckade projekt både tekniskt men även ekonomiskt.
2
ELFORSK
.
Det var ett ökande antal presentationer från fordonsindustrin men antalet bränslecellsfordon är fortfarande litet. Både Ford och GM presenterade sina bränslecellsbilar. Ford har aldrig tidigare gjort presentationer vid Fuel Cell Seminar.
..
En hel session handlade om bränslecellsbussar Bloom Energy och deras nya stora SOFC anläggningar presenterades inte vid Fuel Cells Seminar men de nämndes vid flera tillfällen. Women in Fuel Cells fortsätter sina aktiviteter vid Fuel Cell Seminar
.
De användningsområden för bränsleceller i USA som har stora drivkrafter och en starkt ökande försäljning är back-up system, reservkraft med vätgasdrivna PEFC, gaffeltruckar med bränsleceller som ersättning för batteritruckar, MCFC för kraftvärme speciellt industriapplikationer i många fall med biogas som bränsle.
Andra områden som fick mycket uppmärksamhet var microCHP, och lagring av överskottsenergi från vindkraft. Flera utvecklare av bränsleceller närmar sig kommersiella system med en kompakt och optimerad kringutrustning. Systemen blir allt mer anpassade för massproduktion exempelvis Ballard, CFCL och Dantherm Power.
Bränsleceller i USA speciellt större system kan ge betydande skattelättnader för användaren och andra subventioner både federala och från enskilda delstater. Subventioner kan vara för att avlasta toppkraft, kraftvärme förnybara bränslen etc. Det gör att det för många kunder kan det redan i dag vara ekonomiskt att installera bränslecellssystem. Detta har kraftigt ökat produktionen och utvecklat systemen för bränsleceller.
Bloom Energy SOFC
Bloom hade ingen egen presentation men de nämndes vid flera tillfällen. Bloom Energy har nu börjat publicera sina produkter och aktiviteter inom SOFC området. De tillverkar större SOFC anläggningar med fokus på elproduktion den producerade värmen används främst i reformeringsdelen och de har ännu inte levererat någon kraftvärmeanläggning. Deras hemsida www.bloomenergy.com innehåller numera mycket intressant information.
3
ELFORSK
2 Plenary opening session med presentation av stora program för bränsleceller
I dem gemensamma öppnande sessionen så presenterades staden San Antonios program för förnybar energi. Vindkraften byggs ut i storskala i San Antonio regionen 900 MWe även solenergin byggs ut.
Intressant information finns på www.powersmack.org
US Navy presenterade sitt program Get Green Fleet med målet att reducera oljeförbrukningen med 50 % för aktiviteter som inte är i strid.
US Navy utvecklar en reformer för en 600 kWe bränslecell som skall kunna använda lågsvavliga bränslen och en 500 kWe reformer för kommersiell diesel. De skall i framtiden kunna användas för bränsleceller ombord fartyg.
Bilindustrin representerades av GM och även 3M. 3M berättade att idag används 0,18 g Pt/kWe för PEFC. Det kommersiella målen är 0,12 g Pt/kWe eller 8 g Pt per bil. bränslecellerna skall dessutom klara 5000 timmars livstid och även åtskilliga minusgrader.