Technologie des piles à combustible: une force motrice verte vers l'indépendance du carbone

Chaque région à travers le monde a observé une augmentation significative de la demande d'énergie au fil des ans. Chaque pays adopte différentes technologies pour fournir un pouvoir essentiel pour diverses applications. Cependant, l'augmentation des niveaux d'émission de carbone des stations de génération et des industries des utilisateurs finaux est une préoccupation principale parmi les nations visant à lutter contre le changement climatique et les problèmes de réchauffement climatique. En plus,pile à combustibleLa technologie est la meilleure alternative disponible à la situation car il s'agit d'une méthode de génération de carbone zéro qui utilise du carburant d'hydrogène et décharge de l'eau et de la chaleur à la place de tout liquide nocif.

Les piles à combustible sont classées en six types de clés, à savoir la pile à combustible à membrane d'échange de protons (PEMFC), la pile à combustible alcaline (AFC), la pile à combustible à acide phosphore (PAFC), la pile à combustible en carbone fondu (MCFC), la pile à combustible solide (SOFC) et la pile à combustible de méthanol direct (DMFC). Cependant, seules les technologies PEMFC, PAFC et SOFC ont observé une élan significative au fil des ans en raison de leurs caractéristiques opérationnelles et de leur potentiel d'application.

PEMFC: Diriger l'industrie à tous points de vue

La technologie de la membrane d'électrolyte de protons ou de polymère (PEMFC) est largement intégrée dans une large gamme de verticales en raison de sa taille compacte, de son poids plus faible, de sa densité d'énergie élevée, de sa durabilité améliorée, de sa conception sans fuite et de nombreuses autres caractéristiques. De plus, la gamme de températures de fonctionnement basse permet à la technologie d'être intégrée efficacement dans le transport, ainsi que les stations de production d'énergie.

Comparaison des différentes technologies de piles à combustible:

Instantané de l'industrie:

Les principaux participants à l'industrie mondiale des piles à combustible sont Bloom Energy, Ballard Power Systems, Hyundai Motor Company, Plug Power, Nuvera Fuel Cell, LLC, Nedstack Fuel Cell Technology, AVL, Umicore, Horizon Fuel Cell Technologies, Ceres Power, Aisin Seiki, Bosch, Mitsubishi Hitachi Power Systems, Panasonic, et de nombreux autres.

En outre, divers acteurs de l'industrie se concentrent sur la réalisation d'activités de recherche et de développement pour introduire des unités nouvelles et efficaces avec une puissance élevée pour fortifier leur portée de produit et répondre à la demande croissante. Par exemple, en septembre 2020, le géant de l'industrie Ballard Power Systems a lancé un nouveau produit FCGEN®-HPS, une pile PEMFC conçue pour une installation efficace dans les véhicules légers, moyens et lourds. L'addition avancée est fabriquée pour fournir jusqu'à 140 kW de puissance à un maximum de 95 ° C avec une densité de puissance améliorée d'environ 4,3 kilowatts par litre (kW / L).

L'industrie des piles à combustible continue de jouer un rôle important, même pendant la crise Covid-19

La crise sans précédent Covid-19 a détérioré les situations pour divers secteurs. Plusieurs pays ont subi des verrouillage nationaux stricts avec des arrêts dans les opérations commerciales et industrielles, mettant en danger leurs économies. Cependant, le marché des piles à combustible n'est pas très affectée par l'épidémie de coronavirus, car la crise mondiale a réfléchi à la nécessité d'une production et d'un transport d'électricité à faible teneur en carbone à travers le monde.

De nombreuses nations du monde entier se concentrent continuellement sur la prise de la «vague verte» des faibles émissions causées par la fermeture de l’opération dans les usines à un nouveau niveau. Par conséquent, les gouvernements ont également introduit plusieurs packages de relance et avantages économiques pour stimuler l'infrastructure technologique verte et transformer la flotte de transport en commun. Par exemple, en juin 2020, le gouvernement fédéral d'Allemagne a annoncé un ensemble de relance de la couronne d'une valeur de 35,6 milliards USD dédié au secteur de l'énergie. L'administration a également déclaré qu'environ 30% ou 10,7 milliards USD pour développer une industrie de l'hydrogène dans le pays. Le pays vise également à construire des usines de production d'hydrogène industrielle d'une capacité d'environ 5 GW d'ici 2030, ainsi qu'une capacité électrolyante supplémentaire de 5 GW d'ici 2040.

Rising Focus pour faire avancer le potentiel d'application pour ouvrir la voie à de nouvelles opportunités

Les efforts continus de différentes organisations publiques et privées pour tester et développer de nouveaux horizons d'applications et de nombreux efforts de collaboration entre les acteurs de l'industrie sont susceptibles de révéler de nouvelles possibilités pour les systèmes FC. Par exemple, en septembre 2020, le Consortium H2BUS a signé un accord avec un fabricant de bus irlandais, Wrightbus, pour livrer des bus électriques à piles à combustible (FCEB) pour le marché européen. La collaboration devrait se lancer dans la réalisation de l'objectif du Consortium H2BUS pour inclure 1 000 FCEB avec des émissions de tuyaux d'échappement nuls et des prix compétitifs et financés d'environ 442 000 USD pour le bus à un seul pont, 5,9 à 8,3 par kg par kg de coûts d'hydrogène et 0,3 à 0,4 par kilomètre USD.

De plus, l'industrie a observé des initiatives de financement importantes auprès des établissements gouvernementaux et non gouvernementaux pour faire progresser les systèmes FC. L'objectif est de progresser l'utilisation des piles à combustible dans des applications telles que les voitures, les marins de la marine, les rails, les bus, la construction, la stationnaire, l'exploitation minière et l'aérospatiale. Par exemple, en septembre 2020, le Bureau de l'efficacité énergétique et des énergies renouvelables (EERE) dans le cadre du Département des États-Unis de l'énergie (DOE) a attribué à Cummins Inc de développer une pile à combustible à hydrogène pour effectuer des opérations de secours en cas de catastrophe, appelée H2Rescue. Le financement fédéral du projet est évalué à environ 1 million USD pour développer des alternatives avancées de transport de carburant pour les tâches d'urgence sur les marchés militaires et civils.

Des investissements croissants pour stimuler l'infrastructure d'hydrogène aideront les nouveaux acteurs à entrer sur le marché

Divers pays ont observé une augmentation substantielle des investissements totaux d'infrastructure d'hydrogène pour soutenir la transition énergétique du carburant conventionnel à l'hydrogène à travers les flottes de véhicules clients telles que les voitures particulières et les véhicules commerciaux. Par exemple, en mai 2020, le gouvernement fédéral d'Australie a déclaré allouer environ 200 millions USD au Fonds d'hydrogène avancé pour soutenir de nouveaux projets H2 dans le pays. La subvention monétaire a été lancée conformément à sa stratégie nationale d'hydrogène pour stimuler le système de transport des piles à combustible australienne et la production et les exportations d'hydrogène gazeux.

Station de ravitaillement en hydrogène (HRS) Tally, par les pays clés:

Source: Agence internationale de l'énergie

De plus, conformément à l'International Energy Agency (AIE), 470 heures ont été opérationnelles d'ici la fin de 2019, avec plus de 45% d'entre elles situées en Asie-Pacifique. De plus, différents gouvernements ainsi que des entreprises non gouvernementales ont observé un pic dans la construction et le fonctionnement des stations-service à l'hydrogène à travers le monde. En outre, d'énormes cibles de véhicules électriques à pile à combustible introduites par divers gouvernements pour déployer plus de transport d'énergie verte sont susceptibles de propulser davantage la demande de piles à combustible automobile.

Cibles du gouvernement clés pour le déploiement de véhicules électriques à piles à combustible (FCEV)

Par conséquent, l'encouragement des réglementations de réduction du carbone a favorisé le développement des piles à combustible au fil des ans. De plus, les objectifs courts, moyens et à long terme pour réformer immédiatement le secteur des transports, ainsi que des projets engagés pour la production d'électricité à pile à combustible stationnaire tels que la ferme ENE au Japon, est susceptible d'augmenter la taille du marché à un rythme extraordinaire.

À propos de l'auteur

Nom: Divyendu Sharma

Divyendu est membre de l'équipe Energy & Power dans Fortune Business Insights, l'une des sociétés d'études de marché les plus prometteuses de l'industrie. Il est ingénieur pétrolier et a une expérience de près de deux ans dans le domaine des études de marché et du conseil. Divyendu a aidé plusieurs clients dans l'industrie de l'énergie et de l'énergie avec une analyse personnalisée de divers domaines pour fournir des recommandations et des stratégies en relation avec les introductions de nouveaux produits, l'expansion géographique et l'entrée du marché.