燃料電池應用於車輛的現況發展

燃料電池應用涵蓋甚廣,如運輸工具、分散式發電系統、微電網系統、可攜式電子產品等,其中車輛市場一直是燃料電池最期待的目標市場之一。

南韓的現代汽車(Hyundai)在今年六月正式於美國加州推出新款環保省油氫燃料電池電動車ix35,這是現代汽車的燃料電池車的首次全球商業界亮相。ix35初期只提供一般民眾租賃。美國加州預計在2016年底前完成設置50座的氫能車加氫站,日本、韓國、歐洲、及加拿大等國也積極建設加氫站。事實上,現代汽車並不是第一個將燃料電池車引進市場的車廠,但卻是第一個大規模量產氫燃料電池車的車廠。日本本田汽車(Honda)及德國賓士汽車(Mercedes-Benz)亦有提供自家的燃料電池車供租賃,但車輛並非量產製造,故成本高出甚多。至於其他的車廠,目前仍保持觀望的態度,待氫燃料基礎設施健全後再推出自家的燃料電池車。

另一方面,根據日本報導指出,豐田汽車(Toyota Motor Corp.)宣布將於今年十二月中開始製造燃料電池車,比原先計畫的2015年提早。Toyota首次透露製造燃料電池車的計畫是在去年東京車展上(Tokyo Motor Show)。豐田汽車很早即已表明為了符合更為嚴苛的零排放車輛(Zero-Emission Vehicle)標準該公司將積極投入燃料電池車市場。

豐田汽車指出首輛燃料電池車目前命名為豐田燃料電池車(Toyota Fuel Cell Vehicle,簡稱FCV),並計畫於2015年4月開始在日本販售,美國、歐洲等地將於同年夏天後開始銷售。其日本售價初期約800萬日幣(約台幣235萬),預計在2020年左右可將售價調降至300~500萬日幣(約台幣88~150萬)。

燃料電池車運作方式係透過車體內的燃料電池將氫氣及氧氣進行電化學反應產生電力驅動馬達帶動車輛前進,可行駛的里程數為300英哩,是目前電動車的三倍(如純電動車Chevrolet Spark EV在充飽電的情況下只能行駛約82英哩)。另外,燃料電池車的優勢還包括所使用燃料電池能量密度較鋰電池高,且補充電池燃料僅需耗時數分鐘,遠小於電動車充電所需的時間。同時,燃料電池車只會排放水蒸氣,能有效降低空氣污染。

商業化燃料電池車固然有助於改善人們對潔淨運輸的消極態度,但未來面對燃料電池及潔淨運輸仍有許多不確定性。雖然各車廠針對燃料電池性能測試已行之有年,但仍無法保證燃料電池車一旦大量上路後的表現可達到製造商的預期。另一個燃料電池車較難推動的因素在於缺乏全面的燃料供給設施,部分歐洲國家早已意識到此問題進而開始積極設置相關的基礎設施。

世界最大化學氣體供應商之一的液化空氣集團(Air Liquide)日前宣布將在丹麥新設四個加氫站。這些加氫站將成為哥本哈根的氫網絡之一部分,而此舉也得到歐盟的支持。丹麥目前致力於潔淨運輸的推動,同時也對燃料電池車進行相關的市場測試,故供氫網絡對其非常重要。

由於丹麥對潔淨運輸展現高度興趣,期望透過此達到減排的目標,因此,丹麥亦設置一些試驗的環境供燃料電池車測試。韓國的現代汽車所生產的第一批量產級的燃料電池車即輸出至丹麥示範運行,以展示潔淨運輸的好處。預計潔淨運輸的策略能幫助丹麥在2025年達到廢氣減量排放的目標。

參考文獻:
1. http://www.hydrogenfuelnews.com/hyundai-releases-fuel-cell-vehicle/8518251/
2. http://www.hngn.com/articles/33584/20140612/toyota-hydrogen-fuel-cell-vehicles-to-be-available-in-2016.htm
3. http://www.hydrogenfuelnews.com/air-liquide-build-new-hydrogen-fuel-stations-denmark/8518449/

作者介紹

曾重仁 教授(國立中央大學)
專長\氫能、燃料電池、儲能系統、太陽能產氫、太陽熱能、熱流分析、多孔介質傳輸現象模擬、材料之熱物理性質