SOFC KENNOSTOT PIENIIN

Transkriptio

1 SOFC KENNOSTOT PIENIIN STATIONÄÄRISOVELLUKSIIN Matti Noponen

2 Elcogen Markkinat Saavutukset Yhteenveto

3 Elcogen A/S Perustettu Virossa 2001 Valmistaa ja myy anodikannatteisia kiinteäoksidipolttokennoja Sijaitsee Tallinnassa ja työllistää tällä hetkellä noin 10 henkilöä Elcogen Oy Perustettu Suomeen 2010 Valmistaa ja myy kiinteäoksidipolttokennostoja Kehittänyt kennostoa yhteistyössä VTT:n kanssa Sijaitsee Otaniemessä ja työllistää tällä hetkellä yhden henkilön

4 Elcogenin arvoketju Kennomateriaalit Anodi Elektrolyytti Katodi Yksikkökenno valmistus Asiakkaat Kennostovalmistus Kennostomateriaalit Komponenttivalmistus Asiakkaat

5 Elcogen Markkinat Saavutukset Yhteenveto

6 Polttokennomarkkinat Application Type Portable Stationary Transport Definition Units that are built into, or charge up, products that are designed to be moved, including auxiliary power units (APU) Units that provide electricity (and sometimes heat) but are not designed to be moved Units that provide propulsive power or range extension to a vehicle Typical power range 5 W to 20 kw 0.5 kw to 400 kw 1 kw to 100 kw Typical technology Examples PEMFC DMFC - Non-motive APU (campervans, boats, lighting) - Military applications (portable soldier-borne power, skid-mounted generators) - Portable products (torches, battery chargers), small personal electronics (mp3 players, cameras) - Large personal electronics (laptops, printers, radios) - Education kits and toys MCFC PEMFC PAFC SOFC - Large stationary combined heat and power (CHP) - Small stationary micro-chp - Uninterruptible power supplies (UPS) PEMFC DMFC - Materials handling vehicles - Fuel cell electric vehicles (FCEV) - Trucks and buses Source: The Fuel Cell Today, Industry Review 2011,

7 Source: The Fuel Cell Today, Industry Review 2011, Markkinat alueittain

8 Markkinat polttokennotyypeittäin Source: The Fuel Cell Today, Industry Review 2011, SOFC myynti vuonna ,7 MW

9 SOFC-µCHP SOFC-µCHP Elcogen kennosto Tarvittavat kytkennät lämpöjärjestelmä SOFCjärjestelmä Tuotteet sähköverkko maakaasu sähkö ilmastointi lämmin vesi

10 Miksi SOFC-µCHP? Korkea hyötysuhde paikallinen tuotanto voi kilpailla kustannuksilla keskitetyn sähkötuotannon kanssa Hajautettu sähkön- ja lämmöntuotto hajautetun tuotannon uskotaan mahdollistavan merkittäviä kustannussäästöjä Lämmön paikallinen käyttö parempi kokonaishyötysuhde Toimitusvarmuus sähkön saatavuus ei ole riippuvainen sähköverkosta Alhaiset NOx, SOx ja hiukkaspäästöt voidaan asentaa keskelle asutusta Erittäin alhainen käyntiääni ja värähtelytaso alhaisemmat kustannukset äänieristyksen suhteen Polttoainevalikoima toimii mm. maakaasulla, kaupunkikaasulla ja biokaasuilla

11 SOFC-µCHP markkinaveturit ENE-FARM (Japani) Alkoi 90-luvulla, ensimmäinen demonstrointivaihe (1 kw, 50 PEFC, kaupunkikaasu) Demonstrointivaihe (3 000 PEFC ja SOFC) Kaupallinen vaihe (yli PEFC ja SOFC) Japani subventoi projektia vuosittain n. 9 mrd (~90 M ) Esim. Tokiossa investointituki yksikköä kohden vaihtelee 50 k 500 k callux (Saksa) Kenttäkoe jossa pyritään mahdollistamaan FC-µCHP kaupallistuminen Projekti alkoi vuonna 2007 (1 kw sähköä / 4 kw lämpöä) Vuoden 2013 lopussa tavoitteena on saada 560 yksikköä koekäyttöön Projekti kokonaisuudessaan 75 M (tukea 36 M ) ja loppuu vuonna 2015

12 UPS-sovellukset AC input AC output AC AC DC DC Fuel cell Polttokenno Battery Akku

13 Miksi FC-UPS? Autonomia Polttokenno toimii niin kauan kuin polttoainetta riittää Koko Polttokennot eivät vaadi vastaavaa tuuletusta ja jäähdytystä kuin akut merkittävästi pienentäen asennuksen tilantarvetta Polttoaineet Eteenkin SOFC mahdollistaa useiden polttoaineiden hyödyntämisen eikä välttämättä vaadi vetyä Lämpötilan sieto toisin kuin akut, polttokennot eivät ikäänny korkeissa huoneen lämpötiloissa Hinta verrattuna jo nykyisiin UPS ratkaisuihin Luotettavuus polttokennot eivät ikäänny jos niitä ei käytä Ympäristöystävällisyys generaattoreihin verraatuna NOx, SOx ja hiukkaspäästöt ovat alhaiset

14 Nykyiset FC-UPS painotukset Telecom-, datakeskukset, viranomais- ja militäärisovellukset dominoivat kehitystä Vallalla oleva tekniikka yleensä PEFC (vety ja metanoli) nopean käynnistymisen ansiosta UPS sovelluksissa yksikkökoko yleensä 1 5 kw Hybridisoitu SOFC-järjestelmä tarjoaa normaalia UPS sovellusta korkean luotettavuuden, kun sähköverkko toimii varajärjestelmänä Yksikkökoontarve yleensä >> 100 kw Mahdollistaa alhaisemman elinkaarikustannuksen nykyisiin ratkaisuihin verrattuna Yhdysvalloissa kaupallistumassa oleva tekniikka

15 Elcogen Markkinat Saavutukset Yhteenveto

16 State-of-the-art kennoteknologia ASR(700 C) = 0,23 Ω.cm 2 ASR(650 C) = 0,34 Ω.cm 2 ASR(600 C) = 0,59 Ω.cm 2 Degradaatio 3,6 % (5500 h) Degradaatio 0,73 %.1000 h -1 VTT suorittanut mittaukset

17 Suojattu kennostoteknologia Patentoitu kennostorakenne mahdollistaa tavanomaisia ratkaisuja tasaisemman termisen profiilin ja täten paremman hyötysuhteen sekä mekaaniset ominaisuudet Kilpailijoita matalampi toimintalämpötila mahdollistaa halvemman kennosto- ja järjestelmärakenteen Optimoitu suojapinnoite mahdollistaa ohuiden välilevyjen käytön Tiivisteratkaisu mahdollistaa alhaisen vuototason Valmistusmenetelmät jo pääosin sovellettavissa sarjatuotantoon Seuraavaksi kaikki ex-situ vaiheen palaset kootaan kennostoksi

18 Elcogen Markkinat Saavutukset Yhteenveto

19 Kiinteäoksidipolttokennot ovat vieläkin erittäin lupaava teknologia moniin sovelluksiin Markkinat alkavat muodostua tukimekanismien avulla ympäri maailmaa µchp markkinat ovat muodostumassa keski-eurooppaan ja Aasiaan UPS markkinat ovat muodostumassa Yhdysvaltoihin Kehittyvät taloudet tulevat tarjoavat erinomaisia liiketoimintamahdollisuuksia polttokennoyrityksille Elcogenilla on tarjota lupaavia tuotteita kiinteäoksidipolttokennosto ja -järjestelmäkehittäjille Läheinen yhteistyö VTT:n kanssa on taannut innovatiivisen ja joustavan projektikokonaisuuden

20 KIITOS!