SOFC氫能燃料發電為台灣低碳、分散式、基載電力新勢力;燃料電池可應用於產生電力、電解水產生氫氣/氧氣,或經液化以液氫形式儲存,目前三種不同功能,分由三種不同系統分開運作,台灣業界已有更佳的專利整合系統技術。
面對SOFC綠能發電系統仍有改善提升空間,國內電聯運通公司(Electric Energy Express-aka 3E)將SOFC、SOEC及ESS做一整合,將發電(綠電)、電解水(綠氫)及電力儲存等硬體設備結合成SOFC/SOEC/ESS三合一系統架構及運作方式;3E公司擁有四國專利,TW:I 734,657、US:11,688,870、CN:202110809878.X、AUS:2021290414。
3E專利技術的運作機制,在同一系統,依控制指令執行三個不同模式,投入燃料,經由系統運作產出電力、氫氣及儲電。基本上,系統構建100kW作為一模組單元,依容量要求,將整個系統做單一運作,或依模組作切割,產出三個不同模式輸出。各單一模組可在SOFC/SOEC/ESS間作切換,切換模式僅需數秒。3E公司指出,系統運作,以兩套模組A與B為例,各以100kW容量操作,經在地電腦判定,可以是A(100% SOFC)+B(100% SOFC)=200kW電力產量,此時系統可獲最大電力輸出。其間,如電力需求較低時,則A及B可轉為電解模式,進行電解水,產生氫或氧可收集後用。A及B之產電/產氫可在容量可運作範圍內,由中控電腦控制。容量擴充基本上無限制,以100kW為單元,100kW至1MW甚至1GW都可行。輸出可以是電力、氫氣、氧氣,依市場需求生產調配,達到彈性電網目標。
三合一系統SOFC/SOEC/ES建置可以最低的建置成本,免除中央電廠建置耗錢及耗時。模組化設計下,電力容量規劃可增或減,具絕對彈性,在預算規劃上可更具彈性。綠電發電容量,可小自家用型100kW模組單元,或一次施工十個模組系統(1MW),也可擴充至1,000個模組,串/併連接控制達到1GW。
三合一系統構建的系統韌性較其他技術效果大為提升。惟單一模式結合仍面對挑戰。1.綠氫供應源:目前以風力、太陽能再生能源作電解水產氫最普遍,產氫操作及輸配成本逐年下降,氫氣降至每公斤1~2美元時,市場應可起飛。2.SOFC/SOEC高溫操作(650°C~850°C)下,零組件品質要求高,系統運作時效約十年。