探討在我國電力系統(tǒng)發(fā)展燃料電池發(fā)電的技術(shù)路線

探討在我國電力系統(tǒng)發(fā)展燃料電池發(fā)電的技術(shù)路線【摘要】本文介紹了燃料電池發(fā)電技術(shù)的特點和應(yīng)用形式，論證了在我國電力系統(tǒng)發(fā)展燃料電池發(fā)電技術(shù)的必要性。概述了國外燃料電池的發(fā)展計劃和市場預(yù)測，總結(jié)了國外發(fā)展燃料電池的經(jīng)驗。通過技術(shù)比較，提出了在我國電力系統(tǒng)發(fā)展燃料電池發(fā)電的技術(shù)路線。燃料電池發(fā)電是將燃料的化學能直接轉(zhuǎn)換為電能的過程，其發(fā)電效率不受卡諾循環(huán)的限制，發(fā)電效率可達到50％一70％，被譽為二十一世紀重要的發(fā)電新技術(shù)之一。目前，國際上磷酸型燃料電池已進入商業(yè)化，其它幾種燃料電池預(yù)計在2005年一2010年200KW一將全面進入商業(yè)此。對于這種蓬勃發(fā)展的發(fā)電新技術(shù)，國家電力公司應(yīng)該采取怎樣態(tài)度?要不要發(fā)展?怎樣發(fā)展?這些問題亟待解決。l燃料電池發(fā)電的技術(shù)特點和應(yīng)用形式1．1技術(shù)特點燃料電池發(fā)電是在一定條件下使燃料(主要是H2)和氧化劑(空氣中的02)發(fā)電化學反應(yīng)，將化學能直接轉(zhuǎn)換為電能和熱能的過程。與常規(guī)電池的不同：只要有燃料和氧化劑供給，就會有持續(xù)不斷的電力輸出。與常規(guī)的火力發(fā)電不同，它不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換效率高。與常規(guī)發(fā)電相比燃料電池具有以下優(yōu)點：(1)理論發(fā)電效率高，發(fā)展?jié)摿Υ蟆Ｈ剂想姵乇倔w的發(fā)電效率可達到50%一60％，組成的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)在(10-50)MW規(guī)模即可達到70％以上的發(fā)電效率。(2)污染物和溫室氣體排放量少。與傳統(tǒng)的火電機組相比，C02排出量可減少40％一60％。Nox(＜2ppm)和SOx(＜1ppm)排放量很少。(3)小型高效，可提高供電可靠性。燃料電池的發(fā)電效率受負荷和容量的影響較小。(4)低噪音。在距發(fā)電設(shè)備3英尺(1．044米)處噪音小于60dB(A)。(5)電力質(zhì)量高。電流諧波和電壓諧波均滿足IEEE519標準。(6)變負荷率高。變負荷率可達到(8％一lO％)／min，負荷變化的范圍大(20%一120%)。(7)燃料電池可使用的燃料有氫氣、甲醇、煤氣、沼氣、天然氣、輕油、柴油等。(8)模塊化結(jié)構(gòu)，擴容和增容容易，建廠時間短。(9)占地面積小，占地面積小于lm2／KW。(10)自動化程度高，可實現(xiàn)無人操作?？傊?，燃料電池是一種高效、潔凈的發(fā)電方式，既適合于作分布式電源，又可在將來組成大容量中心發(fā)電站，是2l世紀重要的發(fā)電方式。制約燃料電池走向大規(guī)模商業(yè)化的主要因素是：高價格和壽命問題。2．1燃料電池的應(yīng)用形式(1)現(xiàn)場熱電聯(lián)供，常用的容量為200KW一1MW。令(2單)米分布式電源，懇容量比現(xiàn)場用謹燃料電池大，嘉約渡(2-20)萌M治W懼。珠旨(3僚)朗基本負荷的發(fā)警電療站瓦(以中心發(fā)電螞站贈)希，容量呀為披(100-3漫00MW練)菊。瓣最(4舊)多燃料電池還可蛇用綠于貢100W-1糠00K消W戶多種可移動電部源、便攜式電暑源、航空電源捎、應(yīng)急電源和債計算基機電源等。懼2棚嗽為什么要在我孩國電力系統(tǒng)發(fā)島展燃料電池發(fā)蟲電技霞術(shù)風?碧2廳．誕1削澆采用燃料電池很發(fā)電是提高化蓋石燃料發(fā)電效斗率的重要途徑丟之授一扁塞暮以高溫燃料電雪池組成的聯(lián)合構(gòu)循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)哪，可使發(fā)電效重率達火到伍60%-75雙%(LHV團)糕，這一目標將太在賣200鍵5秧年左右實現(xiàn)。禽預(yù)計恒到供201壤0恭年，發(fā)電效率事可超余過排7奔2淘％。煤氣化燃查料電池聯(lián)合循因環(huán)攏(IGFC逗)唐的發(fā)電效率可像達可到慢6周2與％以上。以燃奶料電池組成的偷熱電聯(lián)產(chǎn)機組百的總熱效率可倉達久到培8慈5仔％以上。燃料恒電池本體的發(fā)珠電效率基本不銜隨容量的變化趙而變化，這使長得燃料電池既漏可用作小容量茫分散電源，又鉛可用于集中發(fā)稱電應(yīng)用范圍廣為泛壩。族抗2膨．霜2解健燃料電池發(fā)電酬可有效地降低額火力發(fā)電的污脖染物和溫室氣繳體排放凍量斬師升燃料電池發(fā)電揉中幾乎沒有燃羽燒過程問，咽NO轟x寇排放量很小，槳一般可達閣到亦(家O扣．漂13萄9株一腎裕0袖．舟236)k名g抹／童MW·刺h帶以下，遠低于范天然氣聯(lián)合循楚環(huán)勒的存NO胞x寨排放不量牙(1k士g銷／耕MW·厘h禾一壺3kg/M起W及．否h昂)貫。由于燃料進忽入燃料電池之瞧前必須經(jīng)過嚴觸格的凈化處理購，碳氫化合物改也必須重整成辜氫氣寶和賭C清O鋒，雖撤因此，尾氣恩中麗S0完2頸、碳氫化合物風和固態(tài)粒子等昂污染物排量也臂污染物的含量蹦非常低。與常囑規(guī)燃煤發(fā)電機振組相比拳，廣C0張2鷹的排放量可減幟少超4閱0油％器一浴60身%艱．在目恥前剪CO白2境分離和隔絕技分術(shù)尚不成熟的圾狀況下，通過俗提高能源轉(zhuǎn)換煌效率減致少桑CO之2讓排放是必然的賀選擇裝。塘律2.3積料采用燃料電池疊發(fā)電可提高供概電的靈活性和籠可靠散性蝦椅常燃料電池具有銷高效率、低污窩染、低噪聲、梅模塊化結(jié)構(gòu)、辛體積小、可靠皇性高等突出特假點，是理想的足分布式電源。坦與目前一些可奏做為分布式電敞源的內(nèi)燃機相翠比，燃料電池快的發(fā)電效率更蛋高、污染更低暴。故在牧250KW-碰lOM懲W哈的功率范圍內(nèi)沃，具有與目前泥數(shù)百兆瓦中心執(zhí)電站相當甚至肝更高的發(fā)電效皂率。作為備用切電源的柴油發(fā)挖電機由于污染碎和噪聲大不宜沫在未來的城市監(jiān)中應(yīng)用。低溫卵燃料電池不僅殺發(fā)電效率高，糧而且啟動快、殃變負荷能力強揮，是很好的備熱用電源。追現(xiàn)代社會掘?qū)╇姷目煽苛倚院铜h(huán)境的兼榜容性要求越來朽越高，高效、地低污染的分布駱式電源系統(tǒng)日駝益受到重視。旦近年來美國、漫加拿大、擠臺灣凝相繼發(fā)生因櫻自然狐災(zāi)害或人為因桶素造成的大面多積停電，許多雁重要用戶長期匪不能恢復(fù)供電吵，給社會和帆經(jīng)濟金造成了巨大的賣損失。北約轟爸炸南聯(lián)盟，使暗電力系統(tǒng)嚴重房受損。這些由騙不可抗力引起供的電網(wǎng)破壞無鑼不使人引發(fā)出零一個重要的思睬考：提高我國罩電力系統(tǒng)供電竟的可靠性和供盜電質(zhì)量，雖然群主要依靠電網(wǎng)屢的改造和技術(shù)示革新，但如果仆在電網(wǎng)中有許鐵多分布式電源欠在運轉(zhuǎn)，供電濟的可靠性將會繞大大提高。艱載對于象軍事基寄地、指揮中心播、吐醫(yī)院伍、數(shù)據(jù)處理和床通訊中心、商寒業(yè)大樓、娛樂依中心、政府要霉害部門、制藥沖和化學材料蘿工業(yè)射、精密制造工月業(yè)等部門，對拐電力供應(yīng)的可臉靠性和質(zhì)量要匆求很高。目前粉采用的備用電慨源效率低、污則染嚴重、電壓縱波動大。而采剩用燃料電池作陷為分布式電源性向這些部門提澆供電力，會使兄供電的可靠性螺和電力質(zhì)量大鳥大提高。他們滾將是燃料電池倍發(fā)電技術(shù)的第陶一批用戶。善番對于邊遠地區(qū)勸，負荷小且分呆散，若建設(shè)完售善的電網(wǎng)，不賄僅投資大，線么損大，且電網(wǎng)闖末端地區(qū)電力輝質(zhì)量不穩(wěn)定。僑對于這些區(qū)域嬌若輔助燃料電爐池發(fā)電的分布軋式電源，更能沿有效地解決這會些地區(qū)的電力掃供應(yīng)問題。燃繳料電池的重量含比功率和體積蛾比功率均比常劫規(guī)的小型發(fā)電督裝置大，因此皆，它也是理想含的移動電源，顏適合于各種建奸設(shè)工地、野外稍作業(yè)和臨時急須用略。揀騎2滿．溉4茅拾發(fā)展燃料電池鐮發(fā)電技術(shù)是提徑高國家能源和頭電力安全的戰(zhàn)窄略需校要賽嶄頃美國已將燃料攝電池發(fā)電列為貝國家安全關(guān)鍵勁技術(shù)之一。美墾、日之所以能練在燃料電池技撫術(shù)方面處于世拘界領(lǐng)先地位，最與國家從戰(zhàn)略食高度予以組織連、資助和推動平密不可分。在盒目前復(fù)雜的國在際環(huán)境下，高喚技術(shù)的壟斷日血趨嚴重，掌握攻清潔高效發(fā)電涼的高新技術(shù)對饅未來國家的能效源和電力安全按具有重要的戰(zhàn)福略意義，而燃影料電池發(fā)電技代術(shù)，正是這種濾高效清潔的高梳新發(fā)電技術(shù)之夸一。燃料電池疼突出的優(yōu)點，迅以及發(fā)達國家陽竟相投入巨資突研究古開發(fā)的行動，惕足以說明燃料尼電池發(fā)電技術(shù)笨在飼2教1即世紀會起到越面來越重要的作宿用真。鳳輩2疫．田5腔臘發(fā)展燃料電池熊發(fā)電技術(shù)是國峰電公勤司騾“淡加強技術(shù)創(chuàng)新春，發(fā)展高惜科技勤，形成高新技清術(shù)產(chǎn)墻業(yè)面”僅的需鑒要歸聲欲燃料電池發(fā)電鈴技術(shù)是電力工妥業(yè)中的高新技偶術(shù)，己受到普漂遍重視。美國耕燃料電池發(fā)電重技術(shù)的研究開效發(fā)主要由美國鏡能源部組織實飲施，其中一個楚重要的目的就利是形成新的高寄技術(shù)產(chǎn)業(yè)，為緊美國的經(jīng)濟注隊入新的活力。給日本的東京電商力公司、關(guān)西勇電力公司及其匯它公用事業(yè)單為位是日本燃料原電池開發(fā)及商吃業(yè)化的主要承懸擔者和推動者姓，其目的也是睡為電力公司注炊入新的經(jīng)濟增內(nèi)長點以獲得巨尊大的經(jīng)濟效益難和社會效益股。桂貴劉國家電力公司訂處在完丟成毀“致兩染型野”制、截“柱兩厭化崗”新、儉強“傻進入世魂界癥50鴿0賠強晶”側(cè)的鞏歷史誦時刻，恰逢黨抓中央國務(wù)院號菌召全國各行夏業(yè)習“伍加強技術(shù)創(chuàng)新怕，發(fā)展高科技輝，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)仍化恢”垂的有利時機，屆在匆國家電力公司延內(nèi)不失時機地年進行燃料電池殘發(fā)電技術(shù)的研哄究開發(fā)是非常柜必要的。采取水引進、消化、治吸收和再創(chuàng)新忍的技術(shù)路線，膀以高起點，在皂盡可能短的時蘋間內(nèi)初步形成劫自主產(chǎn)權(quán)的燃綠料電池發(fā)電關(guān)命鍵技術(shù)，不僅零可以使我國在尾燃料電池發(fā)電富技術(shù)領(lǐng)域與國萄外的差距大大謙縮小，而且，暈對國家電力公網(wǎng)司進行發(fā)電系玩統(tǒng)的結(jié)構(gòu)調(diào)整手、技術(shù)創(chuàng)新、勸形成高新技術(shù)巾產(chǎn)業(yè)、實現(xiàn)跨片越式發(fā)、提高炊國際競爭能力拘都具有非常重搭要的意義予。亭分2資．席6混扭燃料電池發(fā)電藥技術(shù)在我國有胖廣闊的發(fā)展前景景朱鼠雷未來二十年，才隨著我告國鑄“錦西氣東株送趨”逼，全國天然氣危管網(wǎng)的不斷完揚善及液化天然暖氣迎(LNG慣)紀的廣泛應(yīng)用，針燃用天然氣的概燃料電池發(fā)電主將會有很大市諸場。煤層氣也府是燃料電池的樸理想燃料。我魄國豐富的煤層遞氣資源也將是坦燃料電池發(fā)電異的巨大潛在能功源之一。燃料京電池可與常英規(guī)甩計燃氣一蒸汽聯(lián)環(huán)合循環(huán)結(jié)合，輝形成更高效率俊的發(fā)電方式。莖與煤氣化聯(lián)合摧循沙環(huán)啞(IGCC鍛)別結(jié)合，形成數(shù)角百兆瓦級的大忌型、高效、低普污染的中心發(fā)慚電站，測比盯IGC毛C并效率更高，污金染更小。翠身燃料電池可與怨水電、風電和慚太陽能發(fā)電等抬結(jié)合，在高出肝力時，利用電貞解水制氫，低祥出力時用燃料膠電池發(fā)電，達巴到既儲能，又伐高效發(fā)電的目甲的。采取氣化墳或厭氧處理的允方法豈將生物質(zhì)變?yōu)檠跞剂蠚?，通過嫁燃料電池發(fā)電輔，提高能源轉(zhuǎn)釋換效率，并降稠低污染物排放蠅量。對一些經(jīng)裙?jié)钒l(fā)達但有臺豐富的沼氣資繁源的地區(qū)，利笛用燃料電池發(fā)祖電技術(shù)有可能荷更有有效地解線決這些地區(qū)的駛電力供應(yīng)問題震。爭材2拾．題7片椅與國外有較大現(xiàn)的差距更數(shù)在燃料電池發(fā)影電技術(shù)方面，大我國與國際先珍進水平有較大局的差距。船在貢MCF苗C孫和龜SOF誠C旬技術(shù)方面，國煎外已分別示范址成功拐了羊2M宇W致和臣100K妨W懷的燃料電池發(fā)養(yǎng)電機組，而我選國在這方面才蹄剛剛起步采，鴉200扣0愧年才可望研制環(huán)出爆2K測W情左右的試驗裝敵置。步在丙PAF你C妨和搏PEF面C鴨技術(shù)方面，國溜內(nèi)與國外的差廟距更大。倘若夏我們現(xiàn)在不開貿(mào)始葛研究品開發(fā)燃料電池迫發(fā)電技術(shù)，等厚到燃料電池完婆全成熟后再引棋進，不但會受主制于人，還將鉆付出更大的溜經(jīng)濟搏代價，更談不昨上盡快形成燃糊料電池發(fā)電的折產(chǎn)業(yè)化。若不駁能形成燃料電沈池的產(chǎn)業(yè)化并堪在電力系統(tǒng)廣擁泛臺應(yīng)用脫，那么，也談廈不上提高發(fā)電棵效率和降低污尋染物的排放。海只有從現(xiàn)在開角始，在國外的絹基礎(chǔ)上，高起正點研究，經(jīng)膝過懷10-2歡0車年的努力，有伏可能在國電公替司形成燃料電矩池的產(chǎn)業(yè)和廣蛇泛的商業(yè)應(yīng)用悶。劇討2撲．王8黑犯在我國電力系撇統(tǒng)棗發(fā)展墻燃料電池發(fā)電皆技術(shù)是市場經(jīng)穴濟條件下的迫平切要年求呈末為分散式電源作胸為大電網(wǎng)的有渾效補充己得到慰許多國家的重播視，而電源提行供者的多元化放更是一種趨勢臭。我國電網(wǎng)的避容量大、技術(shù)蛙水平和可靠性低還較低、抵御蘋各種災(zāi)害的能封力較差，在這奇種情況下，小鵲型高效的燃料熊電池分布式電老源隨著技術(shù)的讀商業(yè)化市場潛霧力巨大豎。較羅固倘若電力系統(tǒng)霜不及時進行研澆究開發(fā)，在未淚來幾年內(nèi)，有真可能被國外轟企業(yè)香和國內(nèi)其它其剃它行業(yè)或民營勾企業(yè)占領(lǐng)燃料封電池分散電源峽市場。在市場灣經(jīng)濟條件下，剛國電公司既是漸用戶，又是開騾發(fā)者。對于燃溝料電池這樣重賤要的發(fā)電高新忍技術(shù)，應(yīng)不失策時機地著手研釋究開發(fā)，聯(lián)合黑國內(nèi)一些基礎(chǔ)騰研究單位，爭牛取納入國家的廣攻關(guān)計劃，獲鋸得國家支持，擱在盡可能短的駐時間內(nèi)，形成財燃料電池發(fā)電臭技術(shù)研究開發(fā)卻的優(yōu)勢，開發(fā)過燃料電池發(fā)電吹關(guān)鍵技術(shù)和成稱套技術(shù)，形成軋國電公司的高瞧新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，暖既可優(yōu)化調(diào)整沸電力結(jié)構(gòu)，又符能滿足市場的由不同需求帝。雕廊3蟲三國外燃料電池蛋發(fā)展計劃及商誼業(yè)化的預(yù)夕測悠落舞研究美、日、時歐洲等國家和饅地區(qū)燃料電池執(zhí)的發(fā)展進程及桿商業(yè)化的預(yù)測惹，對我們制定唱燃料電池的發(fā)喬展戰(zhàn)略和預(yù)測傭應(yīng)用前景會有偽一定的原參考差價值四。名畏3軍．另1騎美國燃料電池白發(fā)電技術(shù)研究旨開發(fā)狀菊況塔癥(1喉)匯美國燃料電池政發(fā)電技術(shù)的研濁究開發(fā)計文劃咱賀199向7工年，美國總統(tǒng)宗克林頓頒發(fā)籍了右"層改善氣候行動腫計挪劃承”臘，灶強燃料電池被確銷定為一項關(guān)鍵比技術(shù)，聯(lián)邦政增府為此制定了材一在項滋“俊美國聯(lián)邦燃料劃電池發(fā)展計纏劃勾”艇，目的是通過逢燃料電池的商惱業(yè)化來減少溫仇室氣體排放量租。在這項計劃戴中，對每一個烘燃料電池的新貧用戶資碧助橋l00磨0呀／漏K持W矛的優(yōu)惠。結(jié)果憶，僅泡在壯199銷8疼年，就松有鄰4愈2絮臺箱200kw滲PAF膨C久發(fā)電機組投入踐運行溝。猜典咽美國政府鼓勵虎在一些對環(huán)境傻敏感的地區(qū)建儲立燃料電池發(fā)赤電站。此外，室政府已促使美慰國所有的軍事紐基地安監(jiān)裝如200K稿W叨燃料電池發(fā)電層機組。通過這有些措施，加速撓燃料電池的商疊業(yè)化，并提高牲國家能源的安簡全性。美國政蠅府投入巨資研損究開發(fā)燃料電陪池發(fā)電技術(shù)的袖另一個目的，館就是要保持美灶國在這一領(lǐng)域甚的領(lǐng)先地位。每隨著商業(yè)化過驅(qū)程不斷深入，磁將逐步形成新夸的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)攀，為美國的經(jīng)幟濟注入新的活性力，提供更多爬的就業(yè)機會早。寬偵太美濃國鼠DO煤E暴的燃料電池發(fā)輸展計劃如下您：棟糾PAF責C州己商業(yè)化，不爬再投入資金進廢行研究開發(fā)貍。什PAFC趨目前槽的發(fā)電效率脾為底4伙0蕩％災(zāi)一強45%(L迷HV孕)體，熱電聯(lián)產(chǎn)的獄熱效率潔為軋8俘0拿％偏(LHV袋)邁。齊津已完嬌成乘250K沈W頭和凳2MWMC紡F蹲C纖的現(xiàn)場示范，漆預(yù)艱計勉200陳2陣年進蹄行話20M餓W點的示范棟；演200牛3扎年左右，漿使株250K察W專和桑M舍W直級雜MCF殊C嘆達到商業(yè)化貨；刺201當0舊年，燃用天然燕氣燦的蠻250K倒W熔一糕20MWM縱CF熔C瞞分散電源達到幅商業(yè)化杜，師100M揭W抱以具上改MCF咽C灰的中心電站也疤進入商業(yè)掩化皺;202獲0損年饅，給100M吵W贈以上燃餅煤愚MCF受C紙中心發(fā)電站進濟入商業(yè)化枕。淋MCF淹C繁技術(shù)目標是運揪行溫度漆為龍65柔0啦℃希，發(fā)電效率達偽到饒6暴0醫(yī)％胸(LHV忍)控，組成聯(lián)合循殘環(huán)的發(fā)電效率覽為探70%(LH跟V哈)艇，熱電聯(lián)產(chǎn)的銀熱效率達狂到柴85%(LH嬌V久)津以上已。歡微握目前，己完恒成圖25k溜w顧和咳100kw盡SOF發(fā)C敬現(xiàn)場試驗，正泰在進物行血SOF尤C邪的商業(yè)化設(shè)計能。預(yù)好計偵200豪2歉年左右，進幫行嶼M捷W種級慰SOF寺C澤示范請；掛200智3蠢年左右役，攪100k麗w唱一幸1MWSO悶F悠C滿進行商業(yè)化胳：慕201尸0旨年題，逮250kw沙一欠20M天W監(jiān)燃用天然氣均的譜SOF赤C瘋以分布式電源掃形式進入商業(yè)媽化監(jiān)，鳥100M舒W史以上燃用天然跑氣殼的劑SOF扶C沒以中心電站形減式進入商業(yè)化抽；浴202址0烏年商，韻100此W唇及以上容量的帶燃隊煤脊S0F婆C棒以中心電站的玩形式進入商業(yè)勾化酸。漿SOF辦C烘技術(shù)目標是：句運行溫度館為核100妹0草℃續(xù)，發(fā)電效率達幻到慶6蓬2鑰％旦(LHV嘴)涉，組成聯(lián)合循弊環(huán)的發(fā)電效率康達甘到述7懂2涌％悟(LHV碰)牛，熱電聯(lián)產(chǎn)的增熱效率達漢到眉85%(LH涉V易)份以上，燃煤時魔發(fā)電效率可達熊到汪6忌5季％楚(LHV形)殘，這一目標預(yù)服計蹦201問0累完成變。續(xù)恰項美國是最早研耀究開險發(fā)撐PEF痰C戒的國家，但在索大容量化和商鮮業(yè)應(yīng)用方面已緞落后于加拿大的。目前美國生塑產(chǎn)的質(zhì)子交換須膜仍居世界領(lǐng)債先水平。美國們在逃PEF忌C丹的開發(fā)方面是束面向家庭用分衫散式電源，實約現(xiàn)熱電聯(lián)供意。功PlugP傳owe繼r橋公司是與傭G纏E踏合作，計啊劃墳200儲1衣年助使夢10kwP坑EF虛C法進入商業(yè)化，丙價格達描到池S750-1鉛00跡0美／戚k辨w莫，大批量生產(chǎn)專后，角使住PEF攏C鮮的價格達敵到旗$35棋0在／抓k針w些。膛勁(2移)患市場預(yù)掌測禍倒外美國能源笨部征(DOE宴)謎對美國潛在的供燃料電池市場墊的預(yù)測認為：敞在置200嘴5分年聞一寫201敏0稅年，美國年需昂求燃料電池發(fā)滋電容量兇約素2335M刑W迎一都4075M爐W刃?，F(xiàn)在美國的縱燃料電池年生癥產(chǎn)能力澆為昂60M釋W進，商業(yè)化的價韻格蛋為爛$200崖0僅一序$300鎮(zhèn)0碑／鑒k且w誓，若年生產(chǎn)能憤力達棄到年100M破W戶／播a峰，商業(yè)化的價壩格則可達凈到乞$l000-路$1500/永K胞w擇。貞爆若能達松到迷(2000-航4000)M帶W昌／脂a件的生產(chǎn)能力，耳燃料電池的原疾材料費恭僅文$20者0支一敢$30謙0蠅／難k愛w喚。那么燃料電籠池的價格則有刻可能達味到慌$900-$你l10壁0移／帶k物w馬，此時可完全店與常規(guī)的發(fā)電訓方式競爭綠。販綱3右．鵲2熱喂日本燃料電池壁發(fā)電技術(shù)的發(fā)賢展進程及應(yīng)用凝前景預(yù)測駱(1略)悼發(fā)展進捐程淡沾斷日本麥在失PAF貓C囑研究方面，走衰的是一條引進肌合作、消化吸壘收、再提高的虧路線拌。漏197自2宮年東京煤氣公掩司從美國引進和兩館臺個PAF更C耕燃料電池發(fā)電才機組，大阪煤起氣公司也眾在旁197眼3挑年引進兩概臺馬PAF醋C張機組。日本政伯府蛙于伏198副1麗年設(shè)立了以開桿發(fā)節(jié)能技術(shù)為鋒宗旨掀的獎“御月光計壤劃緒”遲，燃料電池發(fā)酒電是其中一項殿重要村內(nèi)容辦。此后，日本腐國內(nèi)的電力公印司、煤氣公司姐和一些大型的聚制造廠紛紛投撕入燃料電池的誤研究開發(fā)，并是與美予國旁IF薄C義合作，使日本援的圍PAF葛C膠得到更大的發(fā)敲展。目前，日墓本海的蘇PAFC創(chuàng)技術(shù)已趕上了塊美國，商業(yè)化冒程度超過了美葬國景。畜5MW暴(植富士電機制中造末)找和至11MW涌(畏東芝黃與資IFC濤鋸合件制聚)友均在日本投運取，日本公司制嗽造崖的巾PAF唉C坡機組已運行了覽近暈10車0猾多臺饒。敞俗烤日本有純關(guān)暮MCF階C財?shù)难芯渴菫I從批198乒1毯年開始的，通蕩過自主開發(fā)并殲與美國合作袍。罵198牲7測年羊10kwM釣CF歌C粘開發(fā)成功泳，鵝199霜3志年趣100k語w濕加壓衣型犯MCF閉C糾開發(fā)成功頑，文199蠻7誓年開發(fā)濱出偽1M菌W梯先導(dǎo)碗型孟MCF島C瓜發(fā)電廠，并投曾入運行圈。安MCF插C奪已被列為日扭本版“觀新陽光計怪劃童”疤的一個重點，示目標波是退200眨0圓年新一動201幸0鋼年，實現(xiàn)燃用吹天然氣離的偽10M參W幫一借50M笨W障分布肺式葵MCF混C但發(fā)電機組的商啞業(yè)化，并進投行洗100M檢W費以上燃型用天然氣震的逃MCF格C終聯(lián)合循環(huán)發(fā)電隨機組的示范餡，響201你0總年后，實現(xiàn)煤債氣世化東MCF胃C敵聯(lián)合循環(huán)發(fā)電授，并逐步替代滲常規(guī)火電廠奉。凱驕標日本推的碰SOF殺C葉技術(shù)也是胖從倡198甩1堅年饑的醫(yī)“艦月光計蝦劃狀”刊開始研究的，洋立足于自主開網(wǎng)發(fā)歐。帆198循9偏年帳一僻199侄1奇年，開發(fā)伶出評l00性W菠一鏡400WS胖OF都C址電池堆錫，斜199堪2忽年爆一糟199吃7涂年開發(fā)占出甘l0k辰w驗平板淚型霧SOF陸C貢。輪SOF暖C僻的研究進展也膛遠遠落后攀于挎NED亦O揮原來的計劃兵。仿甘“浸新陽光計角劃?！本V中預(yù)構(gòu)計蔑200牙0壟年荷一療201籌0藝年，紗使皮SOF答C任達練到泥M貍W勝級，并形成聯(lián)苦合循環(huán)發(fā)電。槽日本接的感PEF灶C隔也被列卸入圍“劫新陽光計陸劃斤”飲，目前開發(fā)的鄉(xiāng)容量詞為傭(1-2)k鴉w勵。漲(2滿)南政府采取的措狐施朝凡拉日本政府型在獨“逼月光計著劃承”蠻和腐“絕新陽光計睛劃妥”伶中，先后資助錯了我3觸臺嬸200k什w任、跌2冷臺膽lM冰W產(chǎn)和逼l最臺緊5M鹿W泊的松PAF夏C單；拼1虛臺塘100k謝w旅和籍1渴臺暢1M堡W迎的阻MCF書C鐵示范電站研究川開發(fā)、建設(shè)及賭運行。徑訂在通產(chǎn)省蘿和依NED墨O隆的統(tǒng)一組織和研管理下，使公發(fā)用事業(yè)單尺位大(弓電力公司和煤表氣公殿司驚)鄰和開發(fā)商及研腎究單位緊密結(jié)生合，實現(xiàn)燃料有電池研究開發(fā)忙和商業(yè)示范應(yīng)遷用一體化。日倆本電力公司和疊煤氣公司，過洽去十年來安裝翠了設(shè)約克8梯0局多臺燃料電池少機組，裝機容授量達撤到三20.1M婦W搏，燃料電池耍及遞傷電廠的費用主愛要由業(yè)主承擔曾，但是制造商宮和政府也各承中擔一部分。這旋種政府和企業(yè)接聯(lián)合免研鷹竊究開發(fā)的方式泄促進了日本燃港料電池的發(fā)展夸。使用燃料電預(yù)池發(fā)電享有許拾多優(yōu)惠政策：父燃料電池的相帳關(guān)設(shè)備，在未舒超過一定規(guī)模仔時，其工程計強劃僅須申報即懸可動工。攝對土500k裂w靈以下的常壓燃倆料電池生產(chǎn)與摸使用的審批手渠續(xù)大大簡化。飲在乞醫(yī)院蓬、旅館、辦公縱大樓等安裝的框燃料電池發(fā)電沫機組，政府提歷供的經(jīng)費資助澆。新建的燃料亦電池發(fā)電設(shè)備城享籃有逗10寄%來的免稅額，并掌獲異有習3顫0踐％的加速折舊舅。對裝設(shè)于電妹力公司或自備殼發(fā)電用的燃料乞電池項目，日巴本開發(fā)銀行將仿提供投資兇額火4宅0伍％的低息貸款川。懶緒(3外)帳市場預(yù)倦測來男199懲0石年，日本通產(chǎn)素省發(fā)表豬了棍“航長期電源供需慮展蹈望勵”腰報告，預(yù)計日不本國內(nèi)的燃料勺電池發(fā)電容量自到紹200裝0衫年挎約贏2250M那W罩；誰201跌0摩年想約鏈10720M和W燃，電力系統(tǒng)夕用染5500M每W今，其中約轉(zhuǎn)有難2400M豐W酷是搶MCF務(wù)C撐和外SOF技C朗高溫型燃料電視池奮；鞠201吼0兵年煤氣蜓化測MCF謹C陽和瓣SOF船C存達到實用化；遷發(fā)電效率達谷到族5牢0袖％通一鍵6慌0作％。由于燃料爐電池發(fā)電技術(shù)桂仍有許多技術(shù)歇上的難題沒有庫突破，進展速谷度低于預(yù)期值膝，因此日本目毅前已將原目標貓做了修正，預(yù)筆計奏200嶄0撥年燃料電池裝中機容量將達歉到染200M私W首，其中分布式螞電吼源焦l12M狂W漏，富工業(yè)需用熱電聯(lián)產(chǎn)型爹為騾88M霜W愁；增201笨0舍年將達毯到恨2200M戚W尚，其中分布式罩電源型旱為蔥735M族W烏，工業(yè)用熱電非聯(lián)產(chǎn)型色為奪1465M灣W競。榮3線．險3醬其它國家和地宰區(qū)的率發(fā)展桑進逼程品跨目前蠢，歐洲的燃料姓電池發(fā)電技術(shù)辟遠遠落后于美扣國和日本漸。語8交0腹歐洲又重新開掏始棟研究部燃料電池發(fā)電擦技術(shù)。它們采輝用向美國、日騾本購買電池組校，自行組裝發(fā)友電廠的方式來旁發(fā)壇展怖PAF塌C摔發(fā)電技術(shù)梁?？?99玩0取年成立了一沙個掀“訊歐洲燃料電池托集哭團欄(EFCG僚)鋪”蛙。意大利已完氧成了一貧座若1M載W芒的乎PAF質(zhì)C屬示范工程，陽由虹IF召C偶供應(yīng)姿，牽BO筋P忽由歐洲制造。柜意大利、西班掩牙與美愁國志IP陪C鉛合作，策于豆199蘿3睛年在米蘭建了病一勇座庸l00kw鍵MCF竭C敢電廠堂，紋199泡6育年投運。德國詳正在開凝發(fā)解250kw識MCF東C樣。德國西味門寶既子公司馬于傳199拖8袖年收購了美國攤西屋公司的管炭形飽SOF掉C逃技術(shù)后，現(xiàn)在司擁有世界上最也先進的平板型棉和管慘形說SOF習C魚技術(shù)。鼻卻加拿大們在韻PEF常C虛方面居世界領(lǐng)備先地位，在繼決續(xù)開發(fā)菊交通旁用散PEF見C牌的同時，目前均也陷將曬PEFC雷應(yīng)用茄于固定電站，脂已建圓成那250kw闊PEF樓C潤示范電站，目鎮(zhèn)標是在近幾年求內(nèi)惡使裙250k較w柔級傷PEP錯C騎商業(yè)化。澳大璃利亞燥在枯199經(jīng)3手年情一名199沿7戒年，共投穿資劃300疑0材萬美元，研究酷開發(fā)平板才型灶SOF舒C山，目前正在開袍發(fā)蜓(2遲0鼻一榜25)kw掩SOF姜C膏電池堆。韓國帶電力公司跳于蜓199周3楊年從日本購進森一啦座鄰200kw廊PAF抖C蝴進行示范運行誕。隸3趙．芽4巷敘國外發(fā)展燃料弊電池發(fā)電技術(shù)覺的經(jīng)驗女總結(jié)學神回顧國外燃料賠電地發(fā)展的道義路，有許多值笨得我們吸取和凍借鑒的經(jīng)驗。飯下面歸納幾點卵：掀想美國在燃料電郵池發(fā)電技術(shù)的遙研究開發(fā)方面肉始終處于世界喚領(lǐng)先地位。除稼了雄厚的財力稼之外，還有三蹄方面重要的原眉因：一是政府砍將燃料電池發(fā)窯電技術(shù)視為提索高火力發(fā)電效惰率、減少污染率物和溫室氣體惰排放的重要措筒施，列入政府效的圈“違改變氣侯技術(shù)豈戰(zhàn)憲略覆”策中，并大力投橋入資金和力量螺研究開發(fā)；二牌是燃料電池技堡術(shù)提高舞到偉“括國家能源安全亂并大力投入資盒金和力量研究溝開發(fā)；二是將遷燃料電池技術(shù)配提高舟到膨“制國家能源安全泉關(guān)鍵技琴術(shù)有”景的戰(zhàn)略高度杜，使DO衫D善和累DO擊E冰均投入資金研濱究開發(fā)；三是病對燃料電池的艷應(yīng)用前景充滿未信心，希望能洞形成新的高技錫術(shù)產(chǎn)業(yè)，給美草國的怕經(jīng)濟碎注入新的活力瘡，政府和匯企業(yè)鴿共同投入資金瓜研究開發(fā)，力搜圖保持領(lǐng)先地椅位滋。傘偶日本走的是一紛條通過與美國群合作、引進技愿術(shù)并消化吸收淘實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的撒路線，并拜在格PAF甘C挑的商業(yè)化方面炒己超過了美國零，嫁在焦MCF權(quán)C蠶的研究開發(fā)方梅面也接近美國渡。成功的重要批經(jīng)驗也是政府塘對燃料電池給艘予高度重視，問先后列入醬了輝“薪月光計虛劃擔”肆和苦“伙新陽光象計暫姻劃壁”亂，大力投入研步究開發(fā)。另一結(jié)條經(jīng)驗是研究滑機構(gòu)、企業(yè)和裕用戶聯(lián)合，組痰成從研究、開員發(fā)到商業(yè)應(yīng)用帳一體化集團，淘既承擔研究開迅發(fā)的風險，也紗享受成功的優(yōu)刺惠園。欲東加拿封大民Ballar警d邪公司巾在捧PEF飼C沉方面成功的經(jīng)絞驗告訴我們：忌只要堅定不移亮地進行研究開委發(fā)，一個小公冠司也能沾在及10-2遭0腳年內(nèi)成為舉世孟矚目的燃料電篩池技術(shù)擁有者河。辨保燃料電池起源羅于歐洲，但是沸，現(xiàn)在歐洲的絲燃料電池技術(shù)燭已遠遠落后于慰美國和日本。泳主要原因是政閘府和企業(yè)對燃巷料電池發(fā)電技霞術(shù)重視不夠。面目前，歐洲已真經(jīng)意識到這一傻點，成立鳳了踩-偵個燃料電池發(fā)岸電技術(shù)集團，淘引進美國、日令本的技術(shù)，并間進行研究開發(fā)股。探望4徹樂各種燃料電池識發(fā)電技術(shù)綜合食比師較毀籃(1)AF猶C孝：與其它燃料必電池相比徹，革AF栗C此功率密度和比侵功率較高，性守能可靠。但它甜要以純氫做燃犬料，純氧做氧翻化劑，必須使奇用傘P監(jiān)t應(yīng)、縮A阿u處、假A臟g擔等貴金屬做催速化劑，價格昂瓦貴。電解質(zhì)的遞腐蝕嚴重，壽危命較短，這些狼特點決定師了降A(chǔ)F售C塞僅限于航天或這軍事應(yīng)用，不婦適合于民用誓。辜疲(2)PAF羞C遣：以磷酸做為濁電解質(zhì)，可容陣許燃料氣和空挎氣邊中惱C0書2私的存在。這使之得苦PAF戴C后成為最早在地曠面上應(yīng)用或民乳用的燃料電池宏。帽與猶AF余C樓相比它可以辛在球18帝0崗℃喚一掀21盛0惹℃稅運行，燃料氣描和空氣的處理寨系統(tǒng)大大簡化煮，加壓運行時科，可組成熱電叮聯(lián)產(chǎn)。但是哨，有PAF河C榮的發(fā)電效率目央前僅能達謀到啟4坐0勿％奸一解4豪5各％注(LHV請)帥，它需要貴金執(zhí)屬鉑做電催化奴劑；燃料必須相外重整：而且衣，燃料氣售中噸C個0滴的濃度必須小濤于美1雷％溫(17取5妨℃批)坊一蔑2%(20或0浮℃兇)稈，否則會使催穩(wěn)化劑中毒；酸貧性電解液的腐斜蝕作用，僅使于PAF舞C灑的壽命難以超安過帳4000形0匪小時特。畢PAF瞧C年目前的技術(shù)已翻成熟，產(chǎn)品也沿進入商業(yè)化，肅做為特殊用戶利的分散式電源交、現(xiàn)場可移動欺電源和備用電欣源點，貴PAF構(gòu)C妥還有市場，但器用作大容量集猛中發(fā)電站比較電困難關(guān)。命疫(3)MCF粥C響：宵在復(fù)65拖0響℃輕一跨70拌0釘℃蔑運行，可采用停鎳做電催化劑塌，而不必使用毫貴重金屬：燃既料可實現(xiàn)內(nèi)重陳整，使發(fā)電效裁率提高，系統(tǒng)毫簡化姓；潑C登O逃可直接用作燃或料；余熱的溫肆度較高，可組柜成燃氣／蒸汽三聯(lián)合循環(huán)，使弊發(fā)電容量和發(fā)婆電效率進一步度提高。陳與蒸SOF債C鎮(zhèn)相比過，陷MCF恒C逗的優(yōu)點是：操驚作溫度較低，塘可使用價格較堅低的金屬材料番，電極、隔膜帳、雙極板的制儀造工藝簡單，究密封和組裝的梨技術(shù)難度相對疊較小，大容量我化容易，造價奔較低。缺點是松：必須配瓦置磁C0蜘2郵循環(huán)系統(tǒng)；要掃求燃料氣煙中庭H2馬S吵和曠C壯O船小溝于芝0.5PP誠M神；熔融碳酸鹽翁具有腐蝕性，愛而且易揮發(fā)；訓與東SOF舅C槍相比，壽命較菌短；組成聯(lián)合流循環(huán)發(fā)電的效能率洋比順SOF云C咐低。與低溫燃冬料電池相比晉，沖MCF部C日的缺點是啟動瓶時間較長，不偏適合作備用電河源里。核MCF勵C悼己接近商業(yè)化刷，示范電站的穩(wěn)規(guī)模已達政到獨2M榜W暢。懼從孕MCF酒C等的技術(shù)特點和鋼發(fā)展趨勢看細，螺MCF佳C驗是將來民用發(fā)離電抬(怎分散電源和中唯心電催站坐)括的理想選擇之旨一控。探處(4)SOF鄰C陶：電解質(zhì)是固浮體，可以被做奉成管形、板形金或整體形。與框液體電解質(zhì)的忌燃料電盯池嶼(AF嫂C鞭、殺PAF館C藍和沾MCFC仙)孝相比叨，雀SOF育C剛避免了電解質(zhì)棄蒸發(fā)和電池材愧料的腐蝕艷問題肝，電池的壽命砍較錫長梢(清已達浴到觸7000飼0牌小弄時所)襯。扎C拍O燭可做為燃料，暮使燃料電池以疤煤氣為燃料成批為可能碗。拔SOF另C蛋的運行溫度敗在筋100垃0炭℃堤左右，燃料可塊以在電池內(nèi)進危行重整。由于辰運行溫度很高妙，要解決金屬燭與陶瓷材料之代間的密封也很球困難。與低溫槳燃料電池相比匹，倆SOF釋C藥的啟動時間較己長，不適合作向應(yīng)急電源。占與穩(wěn)MCF用C弱相比館，哲SOF穗C駁組成聯(lián)合循環(huán)歇的效率更高，癥壽命更柄長裹(貌可大吳于謹4000科