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氫燃料電池主要包括電池組件和燃料兩個(gè)部分。因此其上游主要是氫氣供應(yīng)以及電池零組件。氫氣供應(yīng)部分主要是為燃料氫氣而準(zhǔn)備的，主要流程包括氫氣生產(chǎn)、輸送和充氣機(jī)。而電池零組件部分則主要生產(chǎn)燃料電池組、氫氣存儲(chǔ)設(shè)備和配件。中游則是將上述組裝，形成一個(gè)完整的可投入使用的燃料電池系統(tǒng)，每種系統(tǒng)構(gòu)成都依據(jù)其不同的應(yīng)用領(lǐng)域而有所不同。下游的應(yīng)用板塊則主要包括了固定、交通運(yùn)輸和便攜式三個(gè)主要領(lǐng)域。 氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈
產(chǎn)業(yè)鏈的核心在于中游的燃料電池系統(tǒng)，系統(tǒng)的組成必定要對(duì)應(yīng)下游的應(yīng)用，而在燃料電池系統(tǒng)中，燃料電池模塊是最為重要的。一般燃料電池由電解質(zhì)、催化劑和雙極板構(gòu)成，在這三者中，催化劑的有無(wú)對(duì)燃料電池成本的影響最為巨大。 對(duì)于PEMFC 來(lái)說(shuō)，由于其使用昂貴的鉑族金屬作為催化劑，其價(jià)格一直居高不下，可以說(shuō)，催化劑是燃料電池價(jià)格的決定性因素之一。另一個(gè)重要的決定因素這是電解質(zhì)，不同技術(shù)類型的燃料電池堆電解質(zhì)的要求不同，不同的電解質(zhì)的價(jià)格也會(huì)有所不同，并最終對(duì)燃料電池價(jià)格產(chǎn)生影響。 氫燃料電池應(yīng)用領(lǐng)域及需求市場(chǎng)前景分析 氫燃料電池早在20 世紀(jì)60 年代就因其體積小、容量大的特點(diǎn)而成功應(yīng)用于航天領(lǐng)域。進(jìn)入70 年代后，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，氫燃料電池也逐步被運(yùn)用于發(fā)電和汽車。現(xiàn)如今，伴隨各類電子智能設(shè)備的崛起以及新能源汽車的風(fēng)靡，氫燃料電池主要應(yīng)用于三大領(lǐng)域：固定領(lǐng)域、運(yùn)輸領(lǐng)域、便攜式領(lǐng)域。 氫燃料電池主要應(yīng)用領(lǐng)域
2012 年，全球燃料電池系統(tǒng)的出貨量近3 萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)約34%，相對(duì)2008年增長(zhǎng)超過(guò)321%。而在其中，固定式燃料電池的增長(zhǎng)最為顯著，從2008 年的2000臺(tái)迅速上升至2012 年的2.5 萬(wàn)臺(tái)。交運(yùn)用燃料電池的發(fā)展則相對(duì)平穩(wěn)，在未來(lái)其發(fā)展的主要看點(diǎn)集中在輕型燃料電池電動(dòng)汽車數(shù)量的增加和物料搬運(yùn)設(shè)備市場(chǎng)的大幅增長(zhǎng)。 在三個(gè)主要領(lǐng)域中，便攜式領(lǐng)域的發(fā)展幾乎處于停滯狀態(tài)，即使目前已有許多公司陸續(xù)推出手機(jī)用氫燃料電池，但就整體而言，該類產(chǎn)品的商業(yè)化尚未得到實(shí)現(xiàn)，未來(lái)發(fā)展還需很長(zhǎng)時(shí)間。日本富士經(jīng)濟(jì)公司針對(duì)產(chǎn)業(yè)和商業(yè)、家用、燃料電池車、叉車等驅(qū)動(dòng)、便攜和應(yīng)急以及便攜終端6 個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行了調(diào)查，預(yù)測(cè)稱到2025 年，全球市場(chǎng)總計(jì)將達(dá)到51843 億日元，相當(dāng)于2011 年的74.2 倍。 中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)發(fā)布的《2012-2016年中國(guó)氫燃料電池市場(chǎng)全景評(píng)估與未來(lái)前景研究報(bào)告》指出：?jiǎn)尉蜌淙剂想姵禺a(chǎn)業(yè)來(lái)講，2011 年全球氫能與燃料電池市場(chǎng)規(guī)模為10.3 億美元，較2010 年6.7 億美元成長(zhǎng)54%。日本日經(jīng)bp 清潔技術(shù)研究所日前發(fā)布的《世界氫能源基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目總覽》顯示，到2015 年預(yù)計(jì)包括液化氫基地、管道、固定式燃料電池以及燃料電池車在內(nèi)的全球氫能源基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)規(guī)模只有7 萬(wàn)億日元左右，但在2015 年以后，氫能源基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)開始緩慢增長(zhǎng)；而在2020 年以后該市場(chǎng)會(huì)呈現(xiàn)加速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，到2025 年，氫能源基礎(chǔ)設(shè)施家用市場(chǎng)的規(guī)模將超過(guò)商用。也正因?yàn)槿绱?，在?025 年的5 年內(nèi)，該市場(chǎng)規(guī)模將實(shí)現(xiàn)倍增，預(yù)計(jì)達(dá)到約20 萬(wàn)億日元；到2050 年將達(dá)到約160 萬(wàn)億日元（約合1.56 萬(wàn)億美元）。 一、運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)で笸黄?/p> 交通運(yùn)輸領(lǐng)域的燃料電池細(xì)分有廣泛的應(yīng)用，主要包括車輛，公交車，小型飛機(jī)，船只以及物料搬運(yùn)設(shè)備等，使用的燃料電池類型僅僅是質(zhì)子交換膜（PEMFC）。目前，交運(yùn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化的主要是物料搬運(yùn)設(shè)備領(lǐng)域，而全球幾家大型汽車制造商仍在繼續(xù)追求燃料電池輕型汽車的應(yīng)用，并計(jì)劃與2015-2017年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。北美的Plug power 和加拿大Ballard power systems 是該領(lǐng)域的主要廠商。 1、高效環(huán)保低成本的氫燃料電池叉車為運(yùn)輸領(lǐng)域的核心應(yīng)用 叉車是工業(yè)搬運(yùn)車輛，是指對(duì)成件托盤貨物進(jìn)行裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)車輛，是物料搬運(yùn)設(shè)備的一種。目前，叉車是交通運(yùn)輸領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化較為活躍的主要品種。其主要生產(chǎn)商為Plug power 公司。 叉車上的動(dòng)力來(lái)源主要是電池。較常用的為鉛酸電池，而目前燃料電池正取代鉛酸電池成為電動(dòng)叉車的主要能量。在高流通量的配送中心和倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中，與傳統(tǒng)充電電池系統(tǒng)相比，零排放燃料電池叉車體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、環(huán)保。燃料電池叉車的優(yōu)勢(shì)在于：通過(guò)恒功率輸出和充氫氣時(shí)間短顯著提高叉車的生產(chǎn)率。鉛酸電池的性能有限，過(guò)長(zhǎng)的充電時(shí)間導(dǎo)致其效率低下。與之相比，燃料電池由于燃料補(bǔ)給迅速，且具有更長(zhǎng)的使用壽命而備受關(guān)注。 提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，燃料電池叉車還可以降低運(yùn)營(yíng)成本。例如，沃爾瑪超市在加拿大阿爾伯塔省的冷藏配送中心部署了95 輛燃料電池叉車。與傳統(tǒng)的充電電池動(dòng)力叉車相比，該項(xiàng)目在7 年內(nèi)將減少運(yùn)行成本110 萬(wàn)美元。沃爾瑪現(xiàn)在已有超過(guò)500 輛燃料電池叉車運(yùn)行在包括冷凍設(shè)施在內(nèi)的三個(gè)倉(cāng)庫(kù)中運(yùn)行。其余使用Plug Power 公司的GenDrive 系統(tǒng)的客戶包括：寶潔公司部署在四個(gè)站點(diǎn)的340個(gè)燃料電池叉車系統(tǒng)；思科部署在7 個(gè)站點(diǎn)的超過(guò)600 個(gè)系統(tǒng)；可口可樂公司部署在2 個(gè)站點(diǎn)的96 個(gè)系統(tǒng)。2008 年時(shí)全美燃料電池叉車的總數(shù)才幾百輛，而到2012 年時(shí)在19 個(gè)州近40 個(gè)城市共擁有4000 多輛，燃料電池叉車在美國(guó)開始迅猛發(fā)展。 燃料電池叉車市場(chǎng)的供應(yīng)商主要有H2Logic,Hydrogenics,Nuvera Fuel Cells,OorjaProtonics 和Plug Power。其中Plug Power 是最大的供應(yīng)商，其市場(chǎng)份額約為80%。 燃料電池叉車市場(chǎng)主要供應(yīng)商
資料來(lái)源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)整理 使用燃料電池叉車的企業(yè)目前來(lái)看多為大公司，這部分是因?yàn)槿剂想姵夭孳嚨氖蹆r(jià)高于普通叉車。就2012 年的主要訂購(gòu)商來(lái)看，主要集中在世界500 強(qiáng)企業(yè)，其中又以零售業(yè)為主。 燃料電池叉車市場(chǎng)前十位客戶
資料來(lái)源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)整理 作為燃料電池叉車大廠商的Plug power公司在2013年第四季度接受了來(lái)自沃爾瑪、寶潔、寶馬等公司的訂單，訂單量較以往有較大增幅，截止目前，Plug power公司已累計(jì)提供4500 多套叉車系統(tǒng)，且隨著2013 年第四季度訂單的爆發(fā)，燃料電池在叉車領(lǐng)域的應(yīng)用還將進(jìn)一步擴(kuò)展。 2、燃料電池車離產(chǎn)業(yè)化仍有不小距離 1）加氫站：需要時(shí)間積累的必備配套任務(wù) 加氫站建設(shè)難也是制約燃料電池汽車發(fā)展的一大因素。和建設(shè)鋰電池電動(dòng)車所需的充電樁不一樣，建設(shè)加氫站的可操作性難度非常高，除了需要較大的空間外，還要做環(huán)評(píng)、安評(píng)等一系列工作。 全球加氫設(shè)施的發(fā)展主要集中在三大區(qū)域：北美、歐洲和日本，整個(gè)加氫站建設(shè)的密度將與燃料電池汽車的市場(chǎng)導(dǎo)入量相匹配。目前而言，中國(guó)僅有一個(gè)加氫站，加氫站不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國(guó)數(shù)量，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于臨近的韓國(guó)和日本，可以說(shuō)國(guó)內(nèi)在加氫站建設(shè)上還有很長(zhǎng)的路要走。 預(yù)計(jì)到2014 年，美國(guó)西海岸和東海岸的加氫站將分別達(dá)到37 個(gè)，到2015年西海岸計(jì)劃新建68 個(gè)，東海岸到2020 年則要建成100 個(gè)。歐洲地區(qū)以德國(guó)、法國(guó)為核心，德國(guó)的目標(biāo)是到2020 年要實(shí)現(xiàn)加氫站境內(nèi)全覆蓋。日本則要在2015年將加氫站數(shù)目擴(kuò)大到100 個(gè)，東京、大阪等四個(gè)人口比較集中的城市里加氫站要實(shí)現(xiàn)全覆蓋。發(fā)達(dá)地區(qū)加氫站的建設(shè)與其燃料電池車的發(fā)展相匹配，在這些地區(qū)，燃料電池車在2015 年左右實(shí)現(xiàn)將不再是幻想。 2）成本：發(fā)展的首要阻礙 燃料電池車目前普及度非常低，國(guó)外的燃料電池大巴目前售價(jià)在100 萬(wàn)美元上下，而特斯拉的“貴族”電動(dòng)車Model S 售價(jià)也才為73 萬(wàn)人民幣，兩廂對(duì)比下，燃料電池車的價(jià)格實(shí)在高出許多。但目前豐田、上汽等集團(tuán)都發(fā)布了燃料電池車生產(chǎn)宣告，預(yù)計(jì)將于2015 年上市，豐田的目標(biāo)定價(jià)在5 萬(wàn)美元，而上汽的成本預(yù)計(jì)在50 萬(wàn)人民幣，若屆時(shí)能達(dá)到目標(biāo)價(jià)位，則燃料電池車發(fā)展可待。 燃料電池車成本中2/3 是燃料電池系統(tǒng)的花費(fèi)，目前燃料電池系統(tǒng)的成本下降速度很快，也還存在下降空間。全球領(lǐng)先的燃料電池技術(shù)公司~巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)也已開發(fā)出第7 代燃料電池電堆HD7，該電堆的成本比上一代的HD6 要減少75%。 燃料電池車使用的是質(zhì)子交換膜電池。在PEMFC 中，貴重金屬催化劑鉑的使用劑量在逐步降低，再加上電解槽等成本的降低，使得PEMFC 的成本不斷降低。根據(jù)美國(guó)能源部數(shù)據(jù)，2012 年交通運(yùn)輸用燃料電池的成本為47 美元/千瓦，相比2002 年的估計(jì)成本下降了82.9%，且在逐年的下降中，成本價(jià)已接近美國(guó)能源部設(shè)定的2017 年的目標(biāo)價(jià)30 美元/千瓦。 根據(jù)英國(guó)碳信托咨詢公司的報(bào)告，若燃料電池汽車需要規(guī)?；a(chǎn)，其成本需達(dá)到36 美元/千瓦才能與內(nèi)燃機(jī)汽車競(jìng)爭(zhēng)。而根據(jù)目前PEMFC 成本的下降趨勢(shì)以及目前的技術(shù)進(jìn)步，該目標(biāo)價(jià)位即有可能在2017 年之前達(dá)成，屆時(shí)燃料電池汽車就可以批量化生產(chǎn)。 3）氫燃料電池VS 鋰電池：誰(shuí)是贏家？ 鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池，使用以下反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2,該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，放電。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫姡沟娩嚱饘俚募庸?、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。鋰電池的歷史可以追溯到70 年代，是目前應(yīng)用最廣泛的電池，特斯拉電動(dòng)車使用的就是鋰電池。 鋰電池和燃料電池相比較，鋰電池的優(yōu)勢(shì)在于更安全、成本更低；而燃料電池的優(yōu)勢(shì)則在于充電時(shí)間更短、能量密度更高。 從目前的技術(shù)看，氫燃料電池需要新建一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)支撐，這需要很長(zhǎng)的時(shí)間和大量的投資。而鋰電池從發(fā)明以來(lái)，隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化的擴(kuò)充，每年都有小幅度的降價(jià)和容量提升。日本在2005 年就開發(fā)出來(lái)了性能比特斯拉ModelS 更優(yōu)異的Eliica，但是當(dāng)時(shí)鋰電池的高昂價(jià)格注定這個(gè)產(chǎn)品只是試驗(yàn)品。而目前特斯拉電動(dòng)車火爆全球，比亞迪正在開發(fā)性能不遜色于特斯拉Model S 的E9，寶馬混合動(dòng)力的i3、i8 都要上市，保時(shí)捷918 也已經(jīng)預(yù)訂。這都說(shuō)明2013 年鋰電池的價(jià)格已經(jīng)降低到一個(gè)可以接受的范圍。未來(lái)幾年，隨著鋰電池價(jià)格的進(jìn)一步下降和容量的進(jìn)一步提升，電動(dòng)車的普及度有望進(jìn)一步提升?？偠灾唐趤?lái)看鋰電池主導(dǎo)的電動(dòng)車會(huì)是主要方向，氫燃料電池則需要長(zhǎng)期的發(fā)展，但有望后來(lái)居上。 4）燃料電池車突破只是時(shí)間問(wèn)題 目前多家汽車供應(yīng)商已將氫燃料電池列入計(jì)劃，預(yù)計(jì)最早于2015 年將會(huì)有氫燃料電池車投放市場(chǎng)。通用汽車和豐田等多家車企巨頭各自同合作伙伴簽訂合作開發(fā)燃料電池協(xié)議，計(jì)劃未來(lái)數(shù)年內(nèi)推出燃料電池車投入實(shí)用。 豐田于2011 年在東京車展上就亮相了FCV-R 氫燃料電池概念車，今年?yáng)|京車展則將展出量產(chǎn)型號(hào)，另外豐田公司同寶馬簽署協(xié)議在四個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行合作，其中就包括于2020 年?duì)幦⊥茝V及普及燃料電池車。除了豐田，通用汽車和本田汽車宣布將聯(lián)合開發(fā)下一代燃料電池技術(shù)，以便2020 年投放到市場(chǎng)。韓國(guó)現(xiàn)代汽車已經(jīng)率先投產(chǎn)燃料電池車；2013 年1 月份戴勒姆、福特與雷諾簽訂協(xié)議共同開發(fā)燃料電池系統(tǒng)，預(yù)計(jì)于2017 年推出第一款燃料電池新車；3 月份大眾與Ballard 也簽訂合作協(xié)議，并于2013年8 月開始對(duì)奧迪A7 燃料電池汽車進(jìn)行測(cè)試。各大汽車公司除了紛紛宣告新汽車的推出外，在燃料電池車研制領(lǐng)域也在快馬加鞭。根據(jù)美國(guó)近年來(lái)燃料電池專利持有情況來(lái)看，各大汽車公司在近幾年都加大了對(duì)燃料電池的研發(fā)投入，專利數(shù)目節(jié)節(jié)攀升，2012 年豐田公司更是以144項(xiàng)專利位居榜首。激烈的專利競(jìng)爭(zhēng)為燃料電池車的順利推出也奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，現(xiàn)在需要的只是時(shí)間，來(lái)講技術(shù)推向市場(chǎng)。 目前燃料電池車仍在開發(fā)及測(cè)試階段，距離量產(chǎn)仍有兩三年時(shí)間。燃料電池車初期售價(jià)可能會(huì)偏高，不過(guò)隨著技術(shù)逐步成熟，加上有政府補(bǔ)貼或免稅等優(yōu)惠，價(jià)格將會(huì)慢慢進(jìn)入大眾可接受范圍之內(nèi)?？紤]到燃料電池高效、環(huán)保及安全等諸多優(yōu)點(diǎn)，氫燃料電池車仍然值得我們期待。 二、便攜領(lǐng)域尚未起飛 燃料電池在便攜式領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括燃料電池盒、燃料電池玩具，以及小型燃料電池充電器等。目前銷售的燃料電池充電器和其他類似的便攜式應(yīng)用市場(chǎng)尚未起飛，仍未出現(xiàn)成功商業(yè)化的案例。 2012 年全球便攜式燃料電池制造商
資料來(lái)源：中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)整理 三、固定領(lǐng)域持續(xù)增長(zhǎng) 固定式燃料電池市場(chǎng)包括多種尺寸和類型，主要用于各種固定位置的電力供應(yīng)，包括主要應(yīng)用于發(fā)電站、樓宇、工程等領(lǐng)域的大型首要電源、備用電源或熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP），用于家庭住宅和商業(yè)的微型熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP），以及遠(yuǎn)程或基本應(yīng)用例如電訊塔的首要或備用電源。 隨著各國(guó)政府對(duì)清潔能源的關(guān)注，固定式燃料電池近幾年的出貨量不斷攀升，據(jù)預(yù)測(cè)，到2022 年固定式燃料電池的出貨量將達(dá)到35 萬(wàn)臺(tái)，相對(duì)于目前的2.1 萬(wàn)臺(tái)有一個(gè)巨幅的提升。 目前更多的行業(yè)在考慮使用燃料電池，希望在發(fā)生自然災(zāi)害時(shí)，燃料電池可以獨(dú)立于電網(wǎng)發(fā)電。隨著對(duì)電的復(fù)原力需求的增強(qiáng)，以及全球越來(lái)越快地采用分布式發(fā)電技術(shù)，和家庭式熱電聯(lián)產(chǎn)的逐步普及，未來(lái)10 年，固定式燃料電池產(chǎn)業(yè)將處于有利的引領(lǐng)地位。 在固定式燃料電池的應(yīng)用中，各地區(qū)略有差別。對(duì)亞太地區(qū)而言，輔助電源（Aux Power）是目前占比最大的應(yīng)用，其他主要應(yīng)用則是備用電源(Backup Power)和熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）。在北美地區(qū)，備用電源（Backup）、熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）和分布式發(fā)電（DG）是三類主要的應(yīng)用領(lǐng)域。 無(wú)論是在亞太地區(qū)還是在北美地區(qū)，隨著家庭式熱電聯(lián)產(chǎn)的逐步普及，CHP的應(yīng)用占比都將會(huì)逐步增大，并成為固定領(lǐng)域中的主要應(yīng)用。分布式發(fā)電和備用電源則作為輔助應(yīng)用，共同支撐固定領(lǐng)域發(fā)展。 1、發(fā)電成本逐漸降低 日常生活中使用的電能，主要來(lái)自其他形式能量的轉(zhuǎn)換，包括水能（水力發(fā)電）、熱能（火力發(fā)電）、原子能（核電）、風(fēng)能（風(fēng)力發(fā)電）、化學(xué)能（電池）及光能（光電池、太陽(yáng)能電池等）等。 目前，燃料電池發(fā)電成本約在2.5~3 元/度電左右，而中國(guó)各類傳統(tǒng)發(fā)電方式的上網(wǎng)電價(jià)都在1 元/度電以下，即使是最昂貴的太陽(yáng)能發(fā)電，目前價(jià)格也是0.9元/度電左右，氫燃料電池的發(fā)電成本離此還有很遠(yuǎn)的距離。另外就發(fā)電站建造而言，傳統(tǒng)發(fā)電方式如火力發(fā)電廠，其建造成本約在1300 美元/千瓦發(fā)電能力。燃料電池發(fā)電站以北美固定式燃料電池價(jià)格為例，從2008 年到2012 年，三類電池的價(jià)格都有明顯的下降，都處于1500~2000 美元/千瓦之間，相對(duì)傳統(tǒng)發(fā)電方式而言已不存在太大差異。隨著氫燃料電池價(jià)格的迅速下降，氫燃料電池發(fā)電的成本也將逐漸降低，其在發(fā)電領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力也將逐漸增強(qiáng)。 2、氫燃料電池在中國(guó)仍是空白，在美國(guó)已有一席之地 氫能發(fā)電也是利用氫氣和氧燃燒來(lái)產(chǎn)生電力，燃料電池就是氫能發(fā)電的一種重要方式，70 年代以來(lái)，日美等國(guó)加緊研究各種燃料電池，現(xiàn)已進(jìn)入商業(yè)性開發(fā)，日本已建立萬(wàn)千瓦級(jí)燃料電池發(fā)電站，美國(guó)有30 多家廠商在開發(fā)燃料電池。德、英、法、荷、丹、意和奧地利等國(guó)也有20 多家公司投入了燃料電池的研究，這種新型的發(fā)電方式已引起世界的關(guān)注。2012 年，美國(guó)氫能發(fā)電占比為7.9%，比例次于火力發(fā)電、水力發(fā)電和核電，但高于風(fēng)能發(fā)電。而中國(guó)的電力市場(chǎng)目前火力發(fā)電仍為絕對(duì)主力，氫能發(fā)電還沒有占據(jù)一席之地。我國(guó)的氫燃料電池發(fā)電還處于技術(shù)研發(fā)和儲(chǔ)備階段，實(shí)驗(yàn)性的產(chǎn)品也在緩慢推出，但目前還沒有應(yīng)用于商業(yè)上的成功案例，我國(guó)的氫燃料電池發(fā)電領(lǐng)域還是一塊未曾開拓的土壤。 3、三高優(yōu)點(diǎn)促進(jìn)氫燃料電池在固定式領(lǐng)域的應(yīng)用 氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)除了零排放、高效率和燃料易獲得外，其在外部環(huán)境劇烈變化的條件下，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作且具有更高的可靠性。與柴汽油發(fā)電機(jī)相比，氫燃料電池的噪聲很小且不排放有害氣體。此外，氫燃料電池還有運(yùn)動(dòng)部件少、維修工作量小，更有利于遠(yuǎn)程控制、減少實(shí)際的維修時(shí)間。具備高效率/高可靠性/高環(huán)保性的燃料電池在具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的情況下，已經(jīng)在固定領(lǐng)域中進(jìn)入了商業(yè)化應(yīng)用，目前主要應(yīng)用在熱電聯(lián)產(chǎn)、備用電源和分布式電源三個(gè)區(qū)域。 1）CHP 熱電聯(lián)產(chǎn)，是指在同一電廠中將供熱和發(fā)電聯(lián)合在一起，簡(jiǎn)稱CHP。熱電聯(lián)產(chǎn)將普通電廠本來(lái)廢棄的熱量加以利用，為工業(yè)和家庭提供廉價(jià)的取暖用熱，這樣可大大提高熱效率。通常的火力發(fā)電，其效率約為30～35％。這意味著每產(chǎn)出1 兆焦的電能，就有2 兆焦的熱量白白浪費(fèi)掉。將這部分熱量重新用來(lái)加熱水，完全可以滿足工廠附近區(qū)域的工廠和住宅區(qū)的取暖需要。 熱電聯(lián)產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)有很多種方式，常見的有蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池等等。而將燃料電池技術(shù)集成在熱電聯(lián)產(chǎn)中能夠?qū)⒍嘤酂崮芑厥沼糜谧≌蛘吖S，產(chǎn)生的熱量可用于集中供暖或供應(yīng)熱水。相比其他方式的熱電聯(lián)產(chǎn)，燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)擁有更高的能量利用效率，且對(duì)環(huán)境沒有污染，運(yùn)作也更為安靜。 2）電信應(yīng)用領(lǐng)先備用電源領(lǐng)域 燃料電池備用電源（Backup）系統(tǒng)主要由儲(chǔ)氫單元、燃料電池系統(tǒng)、DC/DC變換器、蓄能單元、控制單元及人機(jī)接口構(gòu)成。外部市電供應(yīng)正常時(shí)，通信設(shè)備使用外部整流裝置提供的直流電，同時(shí)為備用電源系統(tǒng)的蓄能單元進(jìn)行浮充，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)；一旦外部市電斷電或整流裝置出現(xiàn)故障，燃料電池備用電源系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)，蓄能單元將不間斷地為通信設(shè)備供電，并由控制單元啟動(dòng)氫氣供應(yīng)和燃料電池系統(tǒng)。 將燃料電池作為備用電源，在電信行業(yè)的應(yīng)用是為普遍，而其他例如遙感和管道陰級(jí)保護(hù)系統(tǒng)充電也正在逐步發(fā)展。作為燃料電池的大生產(chǎn)商，Ballard PowerSystems 在2012 年就生產(chǎn)了近400 個(gè)ElectraGen 備用電源系統(tǒng)。 3）分布式發(fā)電 分布式發(fā)電，通常是指發(fā)電功率在幾千瓦至數(shù)百兆瓦的小型模塊化、分散式、布置在用戶附近的高效、可靠的發(fā)電單元。日益增長(zhǎng)的電力需求已使現(xiàn)有的中心電站和輸配電系統(tǒng)出現(xiàn)了過(guò)載現(xiàn)象。更為嚴(yán)重的是,近年來(lái)世界范圍內(nèi)的大電網(wǎng)故障以及戰(zhàn)爭(zhēng)造成的大面積停電事故使各國(guó)都開始認(rèn)識(shí)到電力體制改革的重要性。 而分布式發(fā)電技術(shù)能夠幫助緩解電力供應(yīng)的緊張局面,提高供電質(zhì)量和可靠性,因此成為傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)的重要補(bǔ)充。雖然分布式發(fā)電很難取代大型發(fā)電廠，但對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)而言，其不失為一種發(fā)電的好方法。 分布式發(fā)電特點(diǎn)
分布式發(fā)電技術(shù)包括許多類型，這些技術(shù)以其各自的特點(diǎn)和發(fā)展?fàn)顩r分別占優(yōu)不同的市場(chǎng)。燃料電池產(chǎn)生的廢熱方便實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供,可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的效率,而且它可以利用多種燃料,如天然氣、汽油、甲醇、丙烷、垃圾填埋氣以及生物能等,因此在一定程度上有助于緩解全球能源短缺的局面。另外,燃料電池可以方便地與電網(wǎng)連接,或者與現(xiàn)有的蓄電池、可再生發(fā)電技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)混合發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)。因此,燃料電池是一種具有巨大競(jìng)爭(zhēng)力的分布式發(fā)電技術(shù),如果可以實(shí)現(xiàn)成本目標(biāo),那么燃料電池技術(shù)必將在未來(lái)的分布式發(fā)電市場(chǎng)占有相當(dāng)大的份額。 分布式發(fā)電技術(shù)的種類及其特點(diǎn)
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