重點解讀:
燃料電池直接將化學能轉換成電能,擁有高效低污染之特性,且應用廣泛,目前為世界各國發展替代能源之重點產業。
台灣在氫能與燃料電池產業具有完整的供應鏈,從上游的貴金屬觸媒、質子交換膜,到中下游的燃料電池模組及定置型與攜帶型電源產品,涵蓋多元應用領域。
本文將帶您深入了解全球燃料電池市場的規模與發展趨勢,並聚焦部分台灣主要供應鏈廠商的佈局與潛力,讓您快速掌握產業的最新動向與商機。
2024年12月12日(優分析產業數據中心)
全球燃料電池市場正在快速成長。根據資料顯示,2023 年市場規模約為 90.4 億美元,預計到 2028 年將增長至 343.03 億美元,期間新增了 252.63 億美元的市場機會,年複合增長率達到 30.6%。這樣的增速顯示出燃料電池是一個極具潛力的成長機會。
而在眾多燃料電池類型中,固態氧化物燃料電池(SOFC)的表現尤為突出,因其不需要使用昂貴的貴金屬催化劑,進一步降低了生產成本,展現出巨大的應用潛力。
根據優分析產業數據中心,SOFC 的市場規模預計將從 2023 年的 24 億美元增長到 2028 年的 78.1 億美元,年複合增長率為 26.2%。這反映出 SOFC 技術的快速發展與市場應用的廣泛潛力。
目前,市場上的主要 SOFC 供應商包括 Bloom Energy、Mitsubishi Power、Cummins(康明斯)、Siemens Energy 和 FuelCell Energy。其中,龍頭企業 Bloom Energy 的 SOFC 系統以高效率和模組化設計著稱,能靈活應對資料中心、商業設施以及工業場所等不同規模的能源需求。截至目前,Bloom Energy 已累計安裝超過 1.3 GW 的 SOFC 系統,並積極開拓亞洲市場,進一步鞏固其領導地位。
燃料電池與 SOFC 的技術優勢
燃料電池是一種能源轉換發電裝置,可直接將燃料不經過燃燒,而以電化學的反應方式,讓化學能直接轉為電能,因此能源轉換效率相當高。它的燃料來源很廣,包括煤、石油、天然氣等碳氫燃料,在經過重組反應後,都能取出大量氫氣;亦可直接使用醇類,如甲醇,作為燃料電池的進料。
目前主要應用領域為汽車、定置發電機及攜帶式電子產品等。依照電解質的不同,可分為以下六種:
● 鹼性燃料電池(Alkaline Fuel Cell ,簡稱 AFC)
● 質子交換膜燃料電池或固體高分子型燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,簡稱 PEMFC 或 PEFC)
● 磷酸型燃料電池(Phosphoric Acid Fuel Cell,簡稱 PAFC)
● 溶融碳酸鹽燃料電池(Molten Carbonate Fuel Cell,簡稱 MCFC)
● 固態氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,簡稱 SOFC)
● 直接甲醇燃料電池(DMFC)
其中固態氧化物燃料電池(SOFC)是固定式應用中最具優勢的燃料電池,原因在於其高轉換效率與在高溫下穩定運行的能力。SOFC 通常以天然氣或氫氣為主要燃料,此外,還能使用如甲醇、酒精、沼氣等能分解出氫氣的碳氫化合物作為替代燃料。這些燃料在轉化過程中僅產生水和極少量的二氧化碳,因而被視為潔淨能源的代表。
近年來,北美地區的數據中心建設快速增長,許多新建數據中心紛紛將燃料電池納入基載電力系統,用以提供穩定和高效的能源支持。其中,以 Bloom Energy 為首的 SOFC 供應商憑藉模組化設計和高效率技術,在市場中占據領先地位,成為相關供應鏈的核心。
至於台灣市場,目前在燃料電池發電的商業化應用中,高溫型燃料電池因其高轉換效率和成本競爭力,逐漸成為關注焦點。作為 SOFC 的主要技術代表,高溫型燃料電池已吸引多家台廠投入研發與布局,包括:高力(8996-TW)、康舒(6282-TW)和中興電(1513-TW)等公司,這些企業憑藉其技術優勢,積極參與燃料電池相關市場的成長機會。
📌高力:聚焦高溫型燃料電池(包含SOFC)
高力自 2008 年成立燃料電池事業部後,憑藉真空硬銲與精密製造技術的優勢,成功切入美系上市公司之氫燃料電池大廠供應鏈。特別是與美國氫燃料電池龍頭企業 Bloom Energy 建立了深度合作,負責供應 SOFC 核心反應爐機構件等關鍵零組件。這些零組件是定置型燃料電池組的核心部件,應用範圍非常廣泛,包括大型引擎、汽電共生廠、地熱電力系統,以及其他分散式能源項目。
SOFC 的一大特點是每一套系統需要用到 6 顆反應爐機構件,而高力正是 Bloom Energy 這項技術的主要供應商之一。更值得一提的是,Bloom Energy 的 SOFC 系統被眾多美國知名企業採用,包括 Google、Apple 和 Walmart 等,作為其高效清潔能源的解決方案。
從營收來看,近年高力的熱能產品(如燃料電池反應爐機構件)占公司總收入比例顯著提升。這一增長不僅得益於全球對燃料電池技術的政策補貼,也來自於市場對 SOFC 在減碳發電中的需求快速增加。未來隨著北美地區資料中心建設的蓬勃發展,高溫型燃料電池的零組件需求預計將大幅增長。
📌康舒:提供燃料電池的直流轉換解決方案
康舒主要專注於燃料電池系統的直流轉換電源供應,這些產品廣泛應用於資料中心、大型主機以及伺服器等高端設備。此外,康舒的燃料電池相關業務占總營收約 10%,雖然相對比例較小,但仍然是公司業務布局的重要一環。
從數據來看,近年康舒的「企業/工業用電源」收入逐年增加,顯示出包括燃料電池在內的相關業務有顯著成長。燃料電池作為新興技術,其高效能與低排放特性吸引了越來越多的關注,隨著資料中心建設需求的持續增加,康舒燃料電池相關業務將逐步恢復動能,進一步推動公司在市場中的成長。
📌中興電:布局氫能整合方案
中興電工自 2008 年成立氫燃料研發中心以來,一直致力於氫能技術的開發與商業化。通過收購美國 H2PT 和加拿大 Ballard 的燃料電池部門,中興電在技術積累和產業鏈整合方面取得了顯著成果。
在產品應用方面,中興電的燃料電池主要定位於定置型系統,這是燃料電池中最早進入商業化的產品類別。該公司也是目前台灣唯一能同時開發燃料電池電堆、甲醇重組器與電力調節器的企業,其相關產品現已進入量產階段。特別是甲醇重組器的技術優勢,使其可即產即用氫氣,避免了高壓儲存和運輸的安全風險,同時大幅降低了使用成本,成為分散式供電系統的理想選擇。
未來全球氫燃料電池市場預計將持續增長,到 2025 年,中興電的氫能業務將因自動化產線的引入以及海外市場的拓展迎來重要成長,鞏固其作為台灣氫能產業領導者的地位。
未來成長的關鍵因素
燃料電池,特別是固態氧化物燃料電池(SOFC),在未來的增長勢頭無疑會持續加速,而這背後有多個重要的驅動力。首先,全球減碳目標與政策支持是最大的推動力量。隨著 2050 年淨零碳排的目標成為多國共識,氫能和燃料電池作為清潔能源的重要組成部分,正吸引各國大力投資與政策補貼,例如歐盟的綠色氫能計劃和美國的清潔能源法案,皆為產業提供了長期穩定的發展環境。
其次,多樣化的應用場景也為市場需求注入動能。SOFC 憑藉高效能和穩定性,在資料中心、工業設施和商業建築等基載電力應用中表現優異。同時,其便攜式和定置型的應用範圍,也讓燃料電池成為分散式供電、備用電力乃至交通運輸的重要能源解決方案。
最後,技術進步與成本下降是促進市場普及的關鍵。隨著製造技術的提升和規模經濟效應的顯現,SOFC 的成本正逐漸降低,使其對企業和政府更具吸引力。此外,與傳統發電技術相比,燃料電池的高效低排、靈活性強等特點,使其在全球能源轉型中占據不可取代的位置。
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