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1 前言 圖1.1 電力發展規劃 資料來源：全球能源互聯網發展合作組織，香橙會研究院整理 但是，可再生能源存在明顯的波動性，而電網頻率波動不得超過±0.2Hz，須實時平衡，因此，風光電比重的提升將對電網提出嚴峻的考驗。 2 燃料電池分布式發電是解決方案之一 除了儲能之外，燃料電池分布式發電被視為電網削峰填谷的另一解決方案，具備4大優點。（1）穩定性好：不受天氣、時間和區域影響；（2）發電效率高，理論成本低；（3）天然氣屬于低碳清潔能源；（4）與現有基礎設施相匹配。 表 2.1 發電效率比較 資料來源：公開資料，香橙會研究院整理 從全球出貨量和裝機量情況來看，燃料電池市場主要由PEMFC、SOFC、PAFC構成。 圖2.1 全球各類型燃料 電池出貨量 資料來源：E4tech 圖 2.2 全球各類型燃料電池裝機量 資料來源：E4tech PEMFC、SOFC、PAFC三種燃料電池均可用于分布式發電，各有優缺點。PAFC和SOFC均可用于大型商用分布式發電：PAFC技術最為成熟，最早開始商業化；SOFC具備對燃料沒有特定要求、發電效率更高、無需貴金屬鉑催化劑、成本優勢等優點。PEMFC由于需用到貴金屬鉑催化劑、燃料對CO有很高的要求、成本較高，通常用于小型家用分布式發電。 表 2.2 燃料電池分布式發電優缺點比較 資料來源：公開資料，香橙會研究院整理 2020年，全球SOFC裝機量147.5MW，同比增長38.11%；PAFC裝機量132.2MW，同比增長0.99%。2009-2020年期間，SOFC裝機量復合增長率56.10%；PAFC裝機量復合增長率31.88%。 圖 2.3 全球各類型燃料電池分布式發電裝機量 資料來源：E4tech，香橙會研究院整理 3 全球燃料電池分布式發電發展格局 目前，全球燃料電池分布式發電主要由美國、韓國和日本三個國家推動。其中，美國以Bloom Energy為代表，主要發展SOFC大型商用分布式發電；韓國以斗山 集團 為代表，主要發展PAFC大型商用分布式發電；日本以松下和東芝為代表，主要發展PEMFC小型家用分布式發電。 圖 3.1 燃料電池分布式發電發展格局 資料來源：香橙會研究院 3.1 美國：Bloom Energy 在創立Bloom Energy之前，Dr. KR Sridhar曾參與NASA火星生命維持技術研究，為NASA構建了一套燃料電池，能夠從太陽能電池板產生的電力中產生空氣和燃料（SOFC的逆反應）。 2001年，在為NASA完成火星生命維持技術研究之后，Dr. KR Sridhar連同團隊成立Ion America.Co（Bloom Energy前身）。 2002年，Ion America獲得John Doerr和Kleiner Perkins首輪融資。Kleiner Perkins曾投資Google、Amazon.com等知名案例。 2006年9月，Ion America正式改名Bloom Energy。 2008年，耗費4億美元、歷史8年，Bloom Energy正式推出SOFC模塊化產品Bloom Box及系統產品Bloom Energy Serve。與傳統燃煤發電模式相比，Bloom Energy Serve發電效率是其兩倍，而二氧化碳排放量可減少60%。 2008年7月，Bloom Energy獲得首個商業化訂單，為Google主要辦公樓宇和數據中心安裝400kW Bloom Energy Serve。其售價為70~80萬美元，發電成本13~14美分/度，略高于加州電價11美元/度，在加州政府補貼后，發電成本為8~9美元/度。 截止2010年2月，Bloom Energy安裝了30臺Bloom Energy Serve。主要客戶除Google之外，還包括ebay、聯邦快遞、沃爾瑪等。 2012年，Bloom Energy為蘋果位于北卡羅來納州的數據中心安裝了10MW的Bloom Energy Serve。 2014年7月，Bloom Energy與美國最大核電公司Exelon Co.簽署戰略合作協議，為加利福尼亞州、康涅狄格州、新澤西州、紐約州的75個商業設施提供Bloom Energy Serve。 2016年6月，Bloom Energy為蘋果飛船總部安裝了4MW的Bloom Energy Serve。 2017年8月，BloomEnergy為美國數據中心運營商Equinix公司部署37MW的Bloom Energy Serve。 2018年7月，BloomEnergy正式登陸正式登陸紐交所，股票代碼為“BE”。根據IPO文件顯示，截至2018年3月31日，BloomEnergy客戶群包括財富100強企業中的25家，如AT&T、家得寶等，累計部署Bloom Energy Serve 312MW，自2014年以來復合增長率25%。上市首日，BloomEnergy股價大漲66.67%，首次公開交易日市值達26.5億美元。 目前，Bloom Energy Serve已更新至第5代，單機輸出功率從100kW提升至250kW，發電效率可高達65%。 圖3.2 Bloom Energy部分客戶一覽 資料來源：公開資料 圖3.3 Bloom Energy應用案例 資料來源：公開資料，香橙會研究院整理 3.2 韓國：斗山集團 2014年，斗山集團收購美國Clear Edge Power，從而掌握PAFC技術并開始切入燃料電池分布式發電市場。 2020年7月，由斗山集團投資建設的大山燃料電池發電廠正式投入運營。該發電廠裝配了114臺斗山M400型號PAFC燃料電池，產品功率為400kW。發電廠氫氣來源為工業副產氫，燃料電池總裝機量達到50MW，是為目前全球最大燃料電池發電項目，發電量可達40萬MWh，約可為附近16萬戶家庭提供24小時電力。 圖3.4 韓國大山燃料電池發電廠 資料來源：公開資料 3.3 日本：ENE-FARM（能源農場） 日本于2009年開始大范圍推廣家用燃料電池分布式發電系統——ENE-FARM。ENE-FARM具備應急電源功能，在居民家中斷電的情況下可供電8天。同時，ENE-FARM無需特殊維護，在日本屬于日常家用電器。 圖3.5 ENE-FARM 原理示意圖 資料來源：公開資料 表3.1 ENE-FARM產品一覽 資料來源：公開資料，香橙會研究院整理 銷量方面，近十年以來，日本各品牌ENE-FARM產品累計銷售30萬套。價格方面，2019年，日本政府取消ENE-FARM項目補貼，目前產品售價僅為10.94萬日元，約合6613元人民幣。 2014年6月，在《氫能/燃料電池戰略發展路線圖》中，日本經濟產業省提出2030年ENE-FARM安裝530萬套（約10%日本家庭）的發展目標。 圖 3.6 ENE-FARM 銷量及售價 資料來源：公開資料，香橙會研究院整理 4 最新動態 由于SOFC設備對燃料沒有特定要求、發電效率更高、無需貴金屬鉑催化劑、成本優勢等優點，因此，長遠來看，SOFC在燃料電池商用分布式發電領域或將脫穎而出。 2020年10月19日，已經保有PAFC技術的斗山集團與英國Ceres Power簽訂戰略合作協議，布局SOFC。該協議主要包含兩個部分內容：（1）非排他性技術授權；（2）2023年底之前投資724億韓元（約合4.2億人民幣）建成產能50MW SOFC產線，2024年實現量產。 同年12月，博世宣布，開始批量生產基于Ceres Power StellCell專利技術的SOFC，并開始向歐洲全面布局。初期于德國推廣，計劃初步建成200MW SOFC發電設施。 Ceres Power簡介 Ceres Power成立于2004年7月，其StellCell專利技術源自英國帝國理工學院的Prof.Brian Steele。 2004年11月25，Ceres Power登入倫敦證券交易所，股票代碼為“CWR”。 2018年6月，濰柴動力（000388.SZ）耗資4000萬英鎊收購英國Ceres Power（CWR.L）19.8%的股權，并共同于中國設立合資公司，Ceres Power授權該公司非排他性的StellCell專利技術。 2018年8月20日，博世耗資770萬英鎊收購英國Ceres Power 3.9%的股權。 Ceres Power采取典型的輕資產商業模式，通過技術授權、合資等方式實現StellCell專利技術的轉化。目前Ceres Power戰略合作伙伴有：濰柴動力、博世、斗山等。 2021年3月17日，Ceres Power增發募資1.81億英鎊，其中，博世、斗山、濰柴合計認購9千萬英鎊。 香橙會氫能數據庫新版上線，歡迎加入！ 香橙會研究院將氫能行業里的研究成果，結合大數據工具處理，開發出氫燃料電池行業數據庫。這些數據是一手的新鮮數據，是人工處理過的數據，是香橙會研究院團隊多年研究成果的精華。 香橙會數據庫內含： 1、氫能產業鏈 2、燃料電池汽車產業鏈 3、十城千輛數據庫 4、氫能行業新創企業項目庫 5、氫能行業上市公司數據庫 6、氫能行業跨國企業數據庫 7、氫燃料電池汽車數據庫（中國/全球） 8、加氫站數據庫（中國/全球） 9、全國氫能園區數據庫 10、政策庫（中國/全球） 11、機構投資人數據庫 12、氫能行業研報數據庫 |
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