Phát triển pin nhiên liệu ở một số nước Đông Á
Trong 30 năm gần đây, nhiều nước trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu và phát triển PNL và đã đạt được tiến bộ đáng kể về chất điện phân rắn polyme. Các chuyên gia trong lĩnh vực PNL tin rằng, trong những năm sắp tới sẽ sản xuất được pin nhiên liệu quy mô thương mại dùng cho ô - tô chạy PNL và trạm phát điện phục vụ sinh hoạt và thương mại. 1. Tình hình chung và triển vọng phát triển pin nhiên liệu (PNL) trên toàn thế giới. Người tiêu dùng ngày càng đánh giá cao vai trò tích cực của PNL dùng cho ô-tô thiết bị truyền và thu hình. Cản trở lớn nhất để đưa PNL vào sử dụng quy mô lớn (thương mại) chính là giá chế tạo. Tuy nhiên, trên thực tế để sử dụng ở quy mô thương mại, giá thành chế tạo thiết bị điện tĩnh tại chạy PNL phải giảm xuống mức dưới 1.500 USD/kW, PNL chạy ô-tô phải ở mức dưới 100 USD/kW. Tình hình phát triển PNL và giá thành sản xuất
Cho đến nay, mới có các hệ thống cấp điện tĩnh tại sử dụng PNL axít photpho công suất 50, 100 và 200 kW tuỳ theo các ứng dụng cụ thể (không kể các hệ thống PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn dùng cho mục đích đặc biệt, trong đó có dùng cho kỹ thuật vũ trụ và quân sự). 2. Tình hình nghiên cứu chế tạo PNL ở Châu Á 2.1. Tình hình nghiên cứu chế tạo PNL ở Nhật Bản Trong vòng 30 năm gần đây, các hãng công nghiệp của Nhật Bản đã chịu chi trên 200 tỷ Yên (tương đương 1,54 tỷ USD) cho nghiên cứu chế tạo PNL. Các công trình nghiên cứu và triển khai (R&D) của Nhật Bản chủ yếu tập trung vào PNL axít photpho cacbonat nóng chảy, PNL oxyt rắn và PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn. Hiện nay, trên thực tế mới chỉ sử dụng được lọại PNL axit photpho cho thiết bị cấp điện tĩnh tại. Việc đưa vào khai thác thương mại ô - tô chạy PNL và thiết bi cấp điện cho nhà ở trên cơ sở PNL sẽ phải chậm lại so với dự kiến. Năm 1999, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp (METI) Nhật Bản đã cho thành lập ''Nhóm Tư vấn về Chiến lược phát triển PNL''. Nhiệm vụ chủ yếu của nhóm này là tăng cường các nỗ lực phát triển PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn và xây dựng kết cấu hạ tầng hydrô. Nhật Bản đã có quy định thời hạn cụ thể (theo năm) đưa vào khai thác ô-tô chạy PNL và thiết bị cấp điện tĩnh tại bằng PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn, xác định rõ ràng các nhiệm vụ phát triển công nghệ, chỉ rõ những vấn đề trang bị lại cần giải quyết. METI đã quyết định tăng kinh phí cho các công trình R&D PNL, trước hết là PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn, cũng như công nghệ thu hồi nhiên liệu, sản xuất ácquy liti cho ô-tô điện, tiến hành các thử nghiệm phương tiện giao thông chạy bằng PNL hđrô, thực hiện Chương trình WE - NET về năng lượng hydrô. Tổng kinh phí năm 2002 cho các dự án này tăng 34% so với năm 2001 và đạt giá trị 22 tỷ Yên (183 triệu USD). Nhóm Tư vấn đã xác định mục tiêu cụ thể: đến năm 2010 chế tạo 50.000 ô-tô chạy PNL, năm 2020 - 5 triệu, đưa vào khai thác thiết bị phát điện từ PNL tới năm 2010 với tổng công suất 2.100 MW, năm 2020 là 10.000 MW. Tham gia Hiệp hội Thương mại hoá PNL Nhật Bản có 134 hãng công nghiệp và tổ chức nghiên cứu. Kinh phí cho các công trình phát triển công nghệ PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn trong năm 2002 ở Nhật Bản ước tính khoảng 8,4 tỷ Yên (70 triệu USD). Mục tiêu mà Nhật Bản đặt ra cho giai đoạn 2002-2004 là hoàn tất ''Dự án Chế tạo ô-tô PNL trên cơ sở hydrô và hê thống thiết bị phát điện trên cơ sở PNL'' ở Tokyo và Yokohama. Riêng năm 2002, dự án này đã được cấp 2,5 tỷ Yên (21 triệu USD). Một số hãng ô -tô lớn của Nhật Bản đã chế tạo thành công ô-tô chạy PNL trên cơ sở điện phân polyme rắn. Các xí nghiệp công nghệ ô-tô đã tự nghiên cứu chế tạo PNL và hệ thống dẫn động sức kéo. Năm 2001, hãng Toyota đã cho trình làng chiếc ô-tô FCHV-3 chạy PNL công suất 90 kW. Sau đó ít lâu, Toyota đã giới thiệu tiếp FCHV-4 chạy PNL trên cơ sở hydrô nén. Năm 2000, hãng Honda đã giới thiệu ô-tô chạy PNL trên cơ sở hydrô nhãn hiệu FCX-V3 công suất 70 kW. Loại PNL này được chế tạo tại các xí nghiệp của hãng Ballard (Canađa) Đến năm 2001, Honda cho ra đời mẫu mới FCX-V4 chạy được 300 km. Nhiên liệu cho hệ thống PNL của FCX-V4 là hydrô, nén ở áp suất 35 Mpa. Ngoài ra, các hãng Nissan, Mazda. Daihatsu Kogyo cũng chế tạo được ô tô chạy PNL. Trong khuôn khổ của Chương trình WE-NET, từ năm 1999, Nhật Bản đã tiến hành nghiên cứu đưa vào vận hành các trạm cấp nhiên liệu hydrô cho ô-tô. Tháng 2-2002, một số trạm cấp nhiên liệu hydrô đã được đưa vào vận hành ở các thành phố Osaka và Takamasu, tháng 7-2002 sẽ có nhiều hãng chế tạo ô tô của Nhật Bản thực hiện các dự án phát triển các phương tiện giao thông chạy PNL. Dự tính đến năm 2010, số lượng ô-tô chạy PNL ở Nhật Bản sẽ đạt 50.000 chiếc, năm 2020 lên đến 5 triệu chiếc, số trạm cấp nhiên liệu hydrô năm 2020 là 4.000 trạm. 2.2. Tình hình nghiên cứu chế tạo PNL ở Hàn Quốc. Tại Hàn Quốc, công tác nghiên cứu và phát triển PNL còn đang ở giai đoạn bắt đầu. Tuy vậy nước này cũng đã có các hệ thống thiết bị PNL ở dạng thành phẩm công suất 50 và 200 kW. Năm 1987, Bộ Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc đã soạn thảo "Chương trình Nghiên cứu và phát triển PNL axit photpho''. Năm 1989, Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng đã đề xuất "Chương trình Công nghê năng lượng thay thế'', trong đó có lĩnh vực phát triển hệ thống PNL axít photpho công suất 40 kW. Đến năm 1992, Chính phủ Hàn Quốc đã đưa nhiêm vụ nghiên cứu và phát triển PNL thành một nôi dung quan trọng trong Chương trình quốc gia lớn mang tên "Han Project". Nội dung cơ bản trong '' Chương trình quốc gia về PNL" của Hàn Quốc thể hiện ở bảng dưới đây:
Triển vọng phát triển PNL ở Hàn Quốc có nhiều hứa hẹn, song để đạt đến mức tin cậy và kinh tế thì còn phải nỗ lực rất nhiều. Do đó, Bộ KH&CN, Bộ Thương mại, Công nghiệp và Năng lượng của Hàn Quốc xây dựng nhiều chương trình nghiên cứu và phát triển cấp nhà nước, giao cho các Viện nghiên cứu chuyên ngành, các trường đại học và các hãng công nghiệp thực hiện. Trong tương lai gần, hoạt động nghiên cứu và phát triển PNL ở Hàn Quốc tập trung vào chế tạo PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn và cacbonat nóng chảy công suất từ 2-3 kW đến 200 kW. 2.3. Nghiên cứu và phát triển PNL ở Trung Quốc Hoạt động nghiên cứu PNL ở Trung quốc đã có từ trên 30 năm nay, khởi đầu ở Viện Vật lý hoá học và Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc. Trong giai đoạn 1960-1970, các tổ chức nghiên cứu này đã nghiên cứu phát triển PNL kiềm. Từ năm 1995, Trung Quốc bắt đầu nghiên cứu PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn, PNL cacbonat nóng chảy và PNL oxyt rắn. Năm 2001, Chính phủ Trung Quốc đã bắt đầu triển khai Dự án nghiên cứu và phát triển ''kế hoạch phát triển công nghệ cao - Kế hoạch 863'', trong đó có lĩnh vực chế tạo và khai thác ô-tô sử dụng nhiều loại nhiên liệu, ô-tô điện, phương tiện giao thông chạy PNL, bộ PNL,vật liệu cho PNL cũng như công nghệ sản xuất và lưu trữ hydrô. Kinh phí dành cho các nghiên cứu trong lĩnh vực này, khoảng 900 triệu NDT (110 triệu USD). Năm 1996, Trung Quốc đã chế tạo được PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn, công suất 5 kW; năm 2001 nghiên cứu thành công thiết bị PNL cacbonat nóng chảy, công suất 1 kW, thiết bị PNL oxyt rắn công suất 200 kW và 800 kW. Đối tượng thu hút sử dụng và thúc đẩy mạnh nhất PNL là ô-tô và trạm cấp điện cho nhà ở.Trong số các loại PNL, có triển vọng nhất là PNL trên cơ sở chất điện phân polyme rắn. Vì loại PNL này cho phép trong thời hạn ngắn nhất tiếp cận với '' Thế kỷ hydrô". Vì PNL trên cơ sở hydrô có thể thoả mãn nhu cầu về nhiên liệu cho phương tiện giao thông và hạn chế được ô nhiễm môi trường. (Nguồn: TTQLNĐ) |
posted by VnGG Energy Group at
6:42 AM
