Stacjonarne ogniwa paliwowe zasilane
Stacjonarne ogniwa paliwowe zasilane
gazem ziemnym  stan aktualny
gazem ziemnym  stan aktualny
i perspektywy
i perspektywy
Stacjonarne ogniwo paliwowe
Stacjonarne ogniwo paliwowe
Stopień sprawności elektrycznej układów
Stopień sprawności elektrycznej układów
skojarzonych na bazie gazu ziemnego
skojarzonych na bazie gazu ziemnego
70
SOFC/GT
60
ogniwo palliwowe1)
elektrownie
gazowo-parowe
ogniwo palliwowe2)
40
silniki gazowe
turbiny gazowe
20
Elektrownie zawodowe
Generacja rozproszona
0
1 kW 10 kW 100 kW 1 MW 10 MW 100 MW 1 GW
moc elektryczna
1) ogniwo paliwowe wysokotemperaturowe
2) ogniwo paliwowe niskotemperaturowe
stopie
ń
sprawno
ś
ci elektrycznej (%)
Kryteria i podział ogniw paliwowych (FC)
Kryteria i podział ogniw paliwowych (FC)
lę r j l k r l
:
A
ę l
k r ĄA
m m r m r Ą�
ł l k O
lę m r rę r :
k m r r 2 1
śr m r r 1
k m r r 1
l k m r r 1
Kryteria i podział ogniw paliwowych
Kryteria i podział ogniw paliwowych
lę k r :
m l
j r
lę kr m :
A 1 k m l j r
k 2 j r
ĄA 2 k 2 j r
Ą� 1 k m l j r
O 2 k 2 m l j r
Mobilne i stacjonarne zastosowania
Mobilne i stacjonarne zastosowania
różnych typów ogniw paliwowych
różnych typów ogniw paliwowych
Typy ogniw paliwowcyh
Typy ogniw paliwowcyh
AFC PEMFC PAFC MCFC SOFC
Temperatura pracy
70-220 70-120 150-220 600-700 600-1000
(�C)
Membrana Stężony kwas
Stopiony węglan
EIektroIit
Zasada potasowa Ceramika tlenkowa
polimerowa fosforowy Li/K
Wodór, reformowany
PaIiwa
Czysty wodór Wodór, gaz ziemny Wodór, gaz ziemny Wodór, gaz ziemny
metanol
Zakres mocy
do 5 kW do 250 kW do 1 MW do 2 MW do 10 MW
Sprawność eI. (CeI) 47(60)
40-60 35(45) 42 47(65)
Urządzenia
Małe elektrownie,
przenośne, transport, Elektrownie, układy
Aeronautyka, łodzie układy awaryjnego
Zastosowania
układy awaryjnego Elektrownie awaryjnego zasila-
podwodne
zasilania, układy
zasilania, układy nia, układy kogen.
kogeneracyjne
kogeneracyjne
Zasada działania ogniwa paliwowego
Zasada działania ogniwa paliwowego
Zasada działania ogniwa paliwowego
Zasada działania ogniwa paliwowego
Zasada działania ogniwa paliwowego
Zasada działania ogniwa paliwowego
Produkcja wodoru  stan aktualny
Produkcja wodoru  stan aktualny
Ak l l m r k j m l
j k r r m j m r
Średni koszt uzyskania wodoru różnymi
Średni koszt uzyskania wodoru różnymi
metodami
metodami
Bowen, D., 2003
DOE Hydrogen and
Fuel Cells Merit,
Berkeley, California.
Stiegel, G.J., 2000.
National Energy
Technology
Laboratory,
Hydrogen Workshop.
Williams, R., 2003.
Workshop on Future
Energy Issues 
Future Energy
Resources, National
Defense University,
Washington.
Spath, P., Lane, J.,
Mann, M., Amos, W.,
2001. Determination
of the Delivered Cost
of Hydrogen
Milestone Report for
the U.S. Department
of Energy s Hydrogen
Program.
Kirk-Othmer. 1995.
 Hydrogen, in
Encyclopedia of
Chemical
Technology, 4th
edition, Vol. 13, John
Wiley & Sons, New
*Przy założeniu sprawności procesów: Gaz ziemny 86%, Węgiel 66%, Biomasa 65%, Elektroliza 82%
York.
Produkcja wodoru z gazu ziemnego
Produkcja wodoru z gazu ziemnego
ń l jr ł ł k m r j l
r r k j :
ęś l ł l ĄO :
4 1/2 O2 2 2 " 2 8 = - k /m l
O
r rm rą ą R :
4 2O 2 O " 2 8 = 2 k /m l
:
O 2O 2 O2 " 2 8 = -41 k /m l
Produkcja wodoru z gazu ziemnego
Produkcja wodoru z gazu ziemnego
r rm rm AńR k m j ĄO
R:
4 n O2 + 8 / 2 1 n - 2n 2O
() ( )
2
4 - 2n 2 O2 8 / 2 1n " 2 8 = k /m l
()
2
r k j :
r rm D R :
4 O2 2 2 2 O
k m j D R r m R R :
2 4 O2 2O 2 O
Ogniwa paliwowe  wymagania w zakresie
Ogniwa paliwowe  wymagania w zakresie
składu i zanieczyszczeń paliwa
składu i zanieczyszczeń paliwa
Typ
ogniwa/ MCFC PAFC PEMFC SOFC
Składnik
Paliwo Paliwo Paliwo Paliwo
H2
Paliwo Obojętny Obojętny Paliwo
CH4
<15 ppm <10 ppm <10ppm Paliwo
CO
0,1-0,5 ppm H2S <50 ppm H2S <200 ppm <1 ppm H2S
Siarka
Rozwój wybranych technologii ogniw
Rozwój wybranych technologii ogniw
paliwowych
paliwowych
PAFC
MCFC
PEM
SOFC
1990 1995 2000 2005
Przykład prognozy rozwoju technologii
Przykład prognozy rozwoju technologii
BP, 2000 rok
BP, 2000 rok
program SECA (Solid State Energy
program SECA (Solid State Energy
Conversion Alliance), USA
Conversion Alliance), USA
R ę 2 1 r k k r r
D r m � r DO� - D r m
� r k A
l: r l l
O k r m l ł
m j ć l ż A m r j
r ł ć ąż śr k r l
O l 1 l l r :
program SECA
program SECA
� kł ą ę r kl l
kr j ś r k :
r l - 1 k
r ść - m m m
k m m k m m 4 r 1 r
r - m k m m 8 D 1 k łą j m
r ą r m j r k j
� r - m k m m D/k
� r - m k m m 4 D/k
l ą ęł ł -r j : �
ń 2 D l / ll m j 2 l ll � r
z
r k 2 m Ą r r l
2
Inicjatywa ogniwo paliwowe - Niemcy
Inicjatywa ogniwo paliwowe - Niemcy
l j 4 ł k/ r r :
� � A Ol r � r A m
R r A � r
Ak ll
l:
r r r j j r m m
l m l r m k r k ą ę
j jr ł ś r k k r j ś
r j ł ń r  r ll
r r k Ąr r m r
r r l l r j k m r j
 Inicjatywa ogniwo paliwowe - Niemcy
 Inicjatywa ogniwo paliwowe - Niemcy
Buderus
Hexis
VaiIIant
E.ON
VNG
RG
ZVSHK
PoIityka
zakłady
gazownicze
MVV EWE
i operatorzy
Instytuty, uczeInie
NormaIizacja
 Inicjatywa ogniwo paliwowe - Niemcy
 Inicjatywa ogniwo paliwowe - Niemcy
2001 2003 2006
2009
Urządzenia Iaborato
ryjne i pierwsze te-
renowe (PEM, SOFC)
Projekty demonstracyjne
testy modeIi prototypowych
Wprowadzenie na
rynek
Przygotowanie serwisu
Norma / dopuszczenie
Marketing / przygotowywanie rynku
Ogniwo paliwowe - reklama RWE
Ogniwo paliwowe - reklama RWE
 Household power systems - ogniwa
 Household power systems - ogniwa
paliwowe dla gosp. domowych
paliwowe dla gosp. domowych
HGC / Dais-Analytic Hexis (d.Sulzer)
Vaillant
(PEMFC) (SOFC)
(PEMFC)
Stopień sprawności eIektrycznej ~ 40 %
 Virtual utility  wirtualne przedsiębiorstwo
 Virtual utility  wirtualne przedsiębiorstwo
energetyczne
energetyczne
r l l k r
Ogniwo PAFC 200 kW UTC Fuel Cells
Ogniwo PAFC 200 kW UTC Fuel Cells
Ogniwo MCFC 280kW MTU CFC Solusions
Ogniwo MCFC 280kW MTU CFC Solusions
Układ hybrydowy SOFC/TG 220 kW
Układ hybrydowy SOFC/TG 220 kW
Siemens Westinghouse
Siemens Westinghouse
ł
Ą r
m r l
l r
l
DC
O
S
T G
O
AC
l k
ń r
R k r r
/Ą r l
ł k
m
O r
Wnioski końcowe
Wnioski końcowe
O l m ą r k ć r ł j k
r ę l k r ą k m ł lk m j
ń r lk r ją r k
r k r k l j
l k l j
l r l m r k r j
l j r ą
l ją
Ą ę r j l l ę
l ż ł k ń l l k
k j k ż r m r ł rm m k
m k ł