燃料電池テクノロジー：炭素独立に向けたグリーンの原動力

世界中のすべての地域は、長年にわたってエネルギー需要の大幅な増加を観察しています。各国は、さまざまなアプリケーションに本質的な力を提供するために、さまざまな技術を採用しています。ただし、発電所やエンドユーザー産業からの炭素排出レベルの上昇は、気候変動と地球温暖化の問題に取り組むための国家間の主な関心事です。さらに、燃料電池テクノロジーは、水素燃料を利用し、有害な液体の代わりに水と熱を放電するゼロ炭素生成方法であるため、状況に代わる最高の代替品です。

燃料電池は、6つの重要なタイプ、すなわちプロトン交換膜燃料電池（PEMFC）、アルカリ燃料電池（AFC）、リン酸燃料電池（PAFC）、溶融炭素燃料電池（MCFC）、固体酸化物燃料電池（SOFC）、および直接メタノール燃料電池（DMFC）に分類されます。ただし、PEMFC、PAFC、およびSOFCテクノロジーのみが、運用上の特性とアプリケーションの可能性により、長年にわたって有意な勢いを観察しています。

PEMFC：あらゆる方法で業界をリードしています

プロトン交換またはポリマー電解質膜技術（PEMFC）は、そのコンパクトなサイズ、より低い重量、高エネルギー密度、耐久性の向上、漏れのない設計、および他の多くの機能により、大部分が幅広い垂直に統合されています。さらに、動作温度範囲が低いため、技術を輸送に効率的に統合し、エネルギー生成ステーションを統合できます。

異なる燃料電池技術の比較：

出典：エネルギー効率と再生可能エネルギー局（EERE）、米国エネルギー省（DOE）

業界のスナップショット：

グローバル燃料電池産業の主要な参加者は、ブルームエネルギー、バラードパワーシステム、ヒュンダイモーターカンパニー、プラグパワー、Nuvera燃料電池、Nedstack燃料電池テクノロジー、AVL、Umicore、Horizo​​n Fuel Technologies、Ceres Power、Aisin Seiki、Bosch、Bosch、Mitsubishi Hitachi Power Systems、Panasonicなどです。

それに加えて、業界全体のさまざまなプレーヤーは、製品リーチを強化し、需要の高まりに対応するために、高出力を備えた新しい効率的なユニットを導入するための研究開発活動の実施に焦点を当てています。たとえば、2020年9月に、業界の巨大なBallard Power Systemsは、明るい、中程度、および大型車両に効率的な設置用に設計されたPEMFCスタックである新しいFCGEN®-HPS製品を発売しました。高度な添加物は、最大95°Cで最大140 kWの電力を提供するように製造されており、1リットルあたり約4.3キロワット（kW/L）の電力密度が強化されています。

燃料電池産業は、Covid-19の危機の間でさえ、重要な役割を果たし続けています

前例のないCovid-19危機は、さまざまなセクターの状況が悪化しています。いくつかの国は、商業および産業事業の停止により、国内の厳しい封鎖を受けており、経済を危険にさらしています。しかし、世界の低炭素発電と世界中の輸送の必要性に反映されているため、燃料電池市場はコロナウイルスの発生によってあまり影響を受けません。

世界中の多くの国は、植物での操作が新しいレベルに閉鎖されたことによって引き起こされる低排出の「緑色の波」をとることに継続的に焦点を合わせています。その結果、政府はいくつかの刺激パッケージと経済的利益を導入して、グリーンテクノロジーインフラストラクチャを後押しし、公共交通機関艦隊を変革しています。たとえば、2020年6月、ドイツ連邦政府は、エネルギー部門に専念する356億米ドル相当のコロナ刺激パッケージを発表しました。政権はまた、約30％または107億米ドルが国内の水素産業を発展させるためであると述べた。この国はまた、2030年までに約5 GWの容量で産業水素生産プラントを建設することと、2040年までに5 GWの追加の電解容量を建設することを目指しています。

新たな機会への道を開くためのアプリケーションの可能性を前進させるための焦点の上昇

さまざまな公共および民間組織が新しいアプリケーションの視野をテストおよび開発するための継続的な努力と、業界のプレーヤー間の多数の共同作業は、FCシステムの新しい可能性を明らかにする可能性があります。たとえば、2020年9月、H2Busコンソーシアムは、欧州市場に燃料電池電気バス（FCEB）を提供するために、アイルランドのバスメーカーであるWrightbusと契約を締結しました。このコラボレーションは、H2BUSコンソーシアムの目標を達成すると、ゼロテールパイプ排出量を備えた1,000のFCEBSと、1階建てのバスで約442,000の競争力と資金提供を含む1,000のFCEBSを含めるように設定されています。

さらに、業界は、FCシステムを進めるために、政府および非政府施設からの重要な資金調達イニシアチブを観察しています。目的は、自動車、海洋、レール、バス、建設、静止、鉱業、航空宇宙車などのアプリケーションで燃料電池の使用を進めることです。たとえば、2020年9月に、米国エネルギー省（DOE）のエネルギー効率と再生可能エネルギー局（EER）は、Cummins IncにH2Rescueと呼ばれる災害救援事業を実行するための水素燃料電池を開発するために授与しました。このプロジェクトの連邦資金は、軍事および民間市場における緊急タスクの高度な燃料輸送の代替品を開発するために、約100万米ドルであると評価されています。

水素インフラストラクチャを後押しするための投資の増加は、新しいプレーヤーが市場に参入するのに役立ちます

さまざまな国では、乗用車や商用車などの顧客車両全体で従来の車両から水素燃料へのエネルギー移行をサポートするために、総水素インフラ投資の大幅な増加が観察されています。たとえば、2020年5月に、オーストラリア連邦政府は、国内の新しいH2プロジェクトを支援するために、高地の水素基金に約2億米ドルを割り当てることを宣言しました。金銭的助成金は、オーストラリアの燃料電池輸送システムと水素ガスの生産と輸出を後押しするための国家水素戦略に従って開始されました。

主要国による水素給油ステーション（HRS）集計：

出典：International Energy Agency

さらに、国際エネルギー機関（IEA）によると、2019年末までに470時間が運用され、その45％以上がアジア太平洋にありました。また、さまざまな政府と非政府の事業は、世界中の水素燃料供給ステーションの建設と運用の急増を観察しています。さらに、さまざまな政府によって導入された巨大な燃料電池の電気自動車ターゲットが、より多くの緑のエネルギー輸送を展開するために、自動車燃料電池の需要をさらに推進する可能性があります。

燃料電池電気自動車の展開に関する主要な政府の目標（FCEV）

その結果、炭素削減規制の促進は、長年にわたって燃料電池の開発を支持してきました。さらに、輸送部門を瞬間的に改革するための短期、中期、および長期の目標、および日本のENEファームなどの固定燃料電池発電のためのコミットされたプロジェクトは、並外れたペースで市場規模を増強する可能性があります。

著者について

名前：Divyendu Sharma

Divyenduは、業界で最も有望な市場調査会社の1つであるFortune Business InsightsのEnergy＆Powerチームのメンバーです。彼は石油エンジニアであり、市場調査とコンサルティングの分野でほぼ2年の経験があります。 Divyenduは、新製品の導入、地理的拡大、市場への参入に関連して推奨事項と戦略を提供するために、さまざまな分野のカスタマイズされた分析で、エネルギーおよび電力業界の複数のクライアントを支援しています。