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Piles à combustible en Corée du Sud – Etat en 2012 et perspectives 2020

Conclusions : vers 2017 / 2020, la Corée du Sud, avec, en particulier les 2 applications
ci-dessous serait N°2 mondial (après les USA) pour les piles à combustibles
installées !! Mais déjà fin 2013 elle aura un total installé d'environ 250 MW et sera peut-être déjà N°2.

Petites centrales électriques : avec des unités de 0,5 à 60 MW, le total installé vers 2020 serait de 1 GW environ et passerait de 2 acteurs principaux en 2012 à 6 ou plus (nationaux et internationaux), avec les 4 technologies MCFC, SOFC, PAFC et PEMFC. Combustibles : biogaz et gaz naturel surtout.

CHP (chauffage et électricité) résidentiel et commercial : avec des unités de 1 à 30 kW, le total installé vers 2020 serait de 10 MW environ et passerait de 3 acteurs principaux en 2012 à 10 environ (nationaux et internationaux) avec les 2 technologies PEMFC et SOFC. Combustibles : H2, biogaz et gaz naturel surtout.

1 - Etat général 2012 et Situation par technologie

11 – MCFC “Molten carbonate fuel cell”

11 – 1 – Posco Power et FCE

POSCO Power, MCFC, licencié de FCE Fuel Cell Energy (USA): ils ont sur le même site (voir photo) 2 usines de capacité annuelle de 100 MW, l’une pour les stacks (terminée en 04 2011), l’autre pour les périphériques ou BOP « Balance of Plant » (opérationnelle en 2010); il y a aussi sur ce site une petite centrale de 2,4 MW MCFC en fonctionnement et leur centre de R&D.

Les modules DFC de FCE ont 47 % de rendement  électrique et peuvent atteindre des rendements
globaux  jusqu’à 90% en configuration “électricité et chaleur”.

Les systèmes actuellement produits sont de 300 kW, 1,4 MW et 2,8 MW (voir photo) et fonctionnent à partir du gaz naturel, du méthane ou du biogaz.

Ils ont prévu, entre autres, de lancer un module 10 MW en 2013.

POSCO Energy a commandé à FCE et installé en Corée  140 MW de modules et systèmes depuis 2007 et a un accord de principe pour commander 120 MW de stacks, (en plus de sa production interne qui a débuté en 2012).

Ils ont donc beaucoup d’unités en opération et leur dernière unité en installation est de 15 MW en 2012 et va passer à 60 MW en 2013 (voir au § 2).

Posco Power, avec FCE Energy  commence aussi à exporter en Asie : par exemple en 2012 une unité de 0,3 MW à Jakarta en Indonésie.

11 – 2 – Doosan Heavy Industries

Ils ont développé un système MCFC entièrement en interne et veulent être à la pointe de l’innovation. Ils y ont travaillé depuis 2004, les composants, les stacks puis les systèmes. Le module 300 kW a été certifié en 2011. La commercialisation des modules 300 kW est prévue débuter vers 2014 et ceux de 1 MW vers 2017.

12 – SOFC “Solid Oxide Fuel Cell”

12 – 1- LG a acquis 51% de Rolls-Royce FC Systems aux USA : LG Fuel Cell Systems Inc.,
nouveau nom de la société continuera la R&D, les essais et ensuite la commercialisation de systèmes SOFC à l’échelle du MW (vers 2017 / 2020), en particulier à partir du charbon propre gazéifié 
Ils continueront aussi les travaux dans le cadre du programme US Department of Energy's SECA (Solid State Energy Conversion Alliance).

12 – 2 - SK E&S “South Korean Holdings” et Topsoe Fuel Cell (Danemark) ont signé en 05 2012 un accord ferme pour développer et commercialiser des piles SOFC pour des applications CHP « Combined Heat and Power », petit (1 kW environ) et grand résidentiel  et commercial (5 à 30 kW).

Topsoe Fuel cell fournira les stacks et SK Holdings développera, fabriquera et déploiera les systèmes SOFC. La coopération technique entre les deux sociétés sera forte elle aussi. Les installations commerciales en série seraient vers 2015 / 2017.

12 – 3 – Samsung SDI développe aussi la technologie SOFC

12 – 4 - KEPRI , institut de R&D sur la technologie SOFC,

13 – PEMFC « Proton Exchange Membrane Fuel Cell »

 13 – 1 - GS FuelCell, une filial de Caltex, a développé du CHP à partir du gaz naturel pour des appartements (1kW) et des bâtiments commerciaux (5kW et plus) et débutera sa production en série en 2013.

Elle a, par ailleurs, en septembre 2007, introduit la première station de distribution d’H2 pour les utilisations publiques et elle est toujours en essai.  .

13  - 1 bis - GS Platech , filiale de GS Caltech depuis 2010, a mis en service en 2011 une FC de 50 kW avec de l’H2  très pur venant de la gazéification plasma de déchets organiques solides de son usine pilote. La FC vient de Dantherm Power, la filiale de Ballard pour les alimentations
de secours

13 – 2 - ClearEdge, USA, a signé un contrat de  40 millions de dollars en 06 2010 pour fournir 800 unités de PEMFC à LS Industrial Systems sur une période de 3 ans. LS Industrial Systems vendra les unités ClearEdge5, 5kW pour des applications de CHP résidentiel.

13 – 3 – Hyosung Power and Industrial Systems : produit en petite série des modules 1 kW pour les applications CHP résidentiel en technologie LT et a en développement avancé le module en technologie HT – PEMFC

13 – 4 – Hyundai / Kia FCEV pour VP : 3ème génération en 2011, présérie en 2013, série en 2016 avec 10 k/an. Ils ont aussi un Produit en pré - série pour les bus.

14 – PAFC « Phosphoric Acid Fuel Cell »

Pyeongtaek Energy Service, filiale de SK E&S, a acheté 14 unités de 400 kW de PureCell® systems de UTC Power pour produire 6 MW d’électricité et une grande quantité de chauffage pour la région du grand Seoul. Cette installation sera opérationnelle fin 2013. Signalons ici qu’UTC Power a déjà conçu, fabriqué et installé plus de 300 piles PAFC dans 19 pays sur les 6 continents.

15 – DMFC « Direct Methanol Fuel Cell »

15 – 1 – Samsung : ils développent la technologie DMFC pour les appareils électroniques portables,
téléphones 3G, ordinateurs portables et tablettes, présentent des prototypes depuis 5 ans  mais pas de date programmée de sortie en série car encore trop cher pour ces applications.

15 – 2 – ProPower : ils développent  la technologie DMFC jusqu’à 1 kW avec des applications pour chargeur de chariot électrique et pour un scooter hybride avec une pile DMFC de 800W et une batterie Lithium de 1.6kW max.

15 – 3 – LG Chem : ils ont un accord avec SFC Energy, le leader mondial des chargeurs embarqués à base de pile DMFC et de cartouche de méthanol/eau pour la distribution de leurs produits EFOY en
Corée et la région.

2 - Perspectives et conclusions 2020

Signalons tout d’abord les 2 faits suivants:

-       Un parc de 60 MW de FCs est en construction par POSCO Energy avec ses partenaires Korea Hydro Nuclear Power Co. (KHNP) et Samchully Gas Co. Ce parc consistera en une série de systèmes DFC3000® situés dans le complexe industriel de Hwaseong. Les permis et certifications sont prévus terminés fin 2012 et la production commencerait en 2013 : ce sera la plus grande installation opérationnelle de FCs  au monde !!

-        Seoul, la capitale, a récemment annoncé des plans pour soutenir l’installation de  230 MW de FCs pour des applications stationnaires dans le but de remplacer une centrale nucléaire de
petite puissance. Ces piles viendront des principaux fabricants et développeurs que nous avons signalés ci-dessus.

Petites centrales électriques : avec des unités de 0,5 à 60 MW, le total installé vers 2020 serait de 1 GW environ et passerait de 2 acteurs principaux en 2012 à 6 ou plus (nationaux et internationaux), avec les 4 technologies MCFC, SOFC, PAFC et PEMFC. Combustibles : biogaz et gaz naturel surtout.

CHP (chauffage et électricité) résidentiel et commercial : avec des unités de 1 à 30 kW, le total installé vers 2020 serait de 10 MW environ et passerait de 3 acteurs principaux en 2012 à 10 environ (nationaux et internationaux) avec les 2 technologies PEMFC et SOFC. Combustibles : H2, biogaz et gaz naturel surtout.

Alimentations de secours pour télécoms, centres informatiques et autres applications
sécuritaires : avec des unités de 1 à 100 kW, le total installé vers 2020 serait de 10 MW environ avec 10 acteurs (nationaux et internationaux) en technologie PEMFC surtout. Combustibles : H2 ou méthanol/eau surtout.

Chariots électriques : avec des unités de 2 à 10 kW en PEMFC et combustible H2 pour la propulsion totale ou de 0,2 à 1 kW  en DMFC pour un chargeur embarqué des batteries, le total installé vers 2020 serait de 1 MW environ, avec  5 ou 6 acteurs (nationaux et internationaux) pour les 2 technologies. 

Autres applications transports :

-       APU (générateur électrique embarqué) pour PL : prévisions à faire en 2014.

-       Vélos et scooters hybrides, pile à combustible et batterie : prévisions à faire en 2014.

-       FCEV « Fuel Cell Electric Vehicle » pour VP et pour bus : idem, prévisions à faire en 2014, suivant les évolutions des prototypes et pré-série de Hyundai / Kia et des autres constructeurs mondiaux à cette époque.

Modifié le 19 08 2012