2026-04-12 00:12:02
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零售和製造公司都開始看到燃料電池係統提供的熱電聯產(CHP)所帶來的利益價值。全食市場(Whole Foods Market)宣布第二家店安裝一套400千瓦的美國聯合技術公司生產的燃料電池係統。美國聯合技術公司也將提供一套200千qian瓦wa的de磷lin酸suan燃ran料liao電dian池chi係xi統tong給gei紐niu約yue的de可ke口kou可ke樂le工gong廠chang,為wei其qi供gong應ying熱re能neng和he電dian力li。為wei了le預yu期qi支zhi持chi熱re電dian聯lian產chan係xi統tong的de合he格ge技ji術shu人ren員yuan的de需xu求qiu,美mei國guo插cha頭tou動dong力li公gong司si(Plug Power)委托在紐約州聯合學院安裝5千瓦的燃料電池單元,將用於教學目的。

日本在采用家用燃料電池係統為家庭供熱和供電的發展上處於世界領先地位。日本石油公司宣布,它預計在2009年銷售2500套家用燃料電池係統;這個好於預期的銷售推動了日本的家用燃料電池係統產量增加。此外,豐田公司正與京瓷、大阪煤氣、愛信精機公司結成聯盟,開發住宅用途的固體氧化物燃料電池。
韓國宣布了一項計劃,將資助家用燃料電池成本的80%。從2010年開始,韓國政府將補貼房主購買和安裝生產熱力和電力的燃料電池成本的80%。2013年至2016年,該補貼的規模將下降至50%,2017年至2020年,將下降至30%。
3. 備用電源和遠程發電
備用電源和遠程發電應用為燃料電池係統提供了重要的且日益增加的早期市場。作為印度的主要電信運營商之一-無線測控信息服務有限公司,與美國插頭動力公司簽署合同,將采購、安裝和維護200 GenSys 燃料電池係統,為印度的離網單元塔提供連續的電源。摩托羅拉公司宣布,它將在丹麥的TETRA標準的公眾安全通信網的123個基站備用電源係統裏使用巴拉德的燃料電池。在美國,美國能源部(DOE)正與聯邦航空管理局、美國國防部(DOD)安裝43套緊急備用電源係統。2009年底,美國陸軍建設工程研究實驗室與美國能源部合作,發出了36個質子交換膜燃料電池係統招標,大小從1到28千瓦,作為建築物和在16個聯邦機構(包括國防部,能源部和美國宇航局網站)運行的緊急備用電源。
4. 物料搬運設備
美國國防部已經成為燃料電池叉車的一個主要的早期采用者,並建立了一個明確的商業案例。繼2008年示範活動的成功演示,國防後勤局(DLA)在賓夕法尼亞州供應站的薩斯奎哈納(Susquehanna)放置了40輛燃料電池叉車和室內加氫設施,並已經著手為其他兩個在格魯吉亞和加利福尼亞州的國防後勤局供應站購買40輛燃料電池叉車。

燃ran料liao電dian池chi叉cha車che的de銷xiao售shou迅xun速su擴kuo展zhan到dao商shang業ye設she施shi。燃ran料liao電dian池chi開kai發fa商shang和he加jia氫qing設she備bei製zhi造zao商shang的de目mu標biao是shi擁yong有you數shu十shi億yi美mei元yuan潛qian力li的de北bei美mei市shi場chang,將jiang氫qing和he燃ran料liao電dian池chi叉cha車che供gong應ying給gei配pei送song中zhong心xin和he製zhi造zao工gong廠chang。相xiang對dui於yu常chang規gui電dian池chi供gong電dian的de叉cha車che,燃ran料liao電dian池chi叉cha車che有you一yi個ge更geng大da的de範fan圍wei,使shi用yong前qian花hua費fei更geng少shao的de時shi間jian來lai充chong電dian和he冷leng卻que,電dian壓ya不bu易yi隨sui著zhe電dian能neng釋shi放fang而er降jiang低di,並bing且qie不bu會hui因yin更geng換huan電dian池chi而er導dao致zhi停ting機ji。燃ran料liao電dian池chi係xi統tong也ye隻zhi需xu要yao較jiao小xiao的de加jia注zhu空kong間jian,還hai不bu需xu要yao擔dan心xin電dian池chi壽shou命ming和he處chu置zhi。5個新的由美國恢複和再投資法資助的美國能源部項目,將幫助部署300多輛燃料電池叉車在聯邦快遞、Genco、Sysco和東賓夕法尼亞製造。其他燃料電池叉車的客戶包括中央雜貨店、雀巢水、沃爾瑪、全食市場、普(pu)利(li)司(si)通(tong)和(he)可(ke)口(kou)可(ke)樂(le)。這(zhe)些(xie)應(ying)用(yong)實(shi)例(li)中(zhong)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)正(zheng)以(yi)每(mei)年(nian)一(yi)萬(wan)至(zhi)一(yi)萬(wan)五(wu)千(qian)加(jia)注(zhu)量(liang)的(de)比(bi)率(lv)加(jia)注(zhu),並(bing)提(ti)供(gong)了(le)寶(bao)貴(gui)的(de)產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)和(he)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan),這(zhe)與(yu)預(yu)計(ji)的(de)零(ling)售(shou)私(si)人(ren)汽(qi)車(che)加(jia)注(zhu)一(yi)致(zhi)。
二、2009年氫與燃料電池技術發展

政zheng府fu和he行xing業ye示shi範fan項xiang目mu繼ji續xu驗yan證zheng著zhe在zai其qi他ta各ge種zhong應ying用yong中zhong的de燃ran料liao電dian池chi和he氫qing能neng技ji術shu。在zai過guo去qu的de幾ji年nian裏li,技ji術shu的de迅xun速su發fa展zhan已yi經jing導dao致zhi在zai歐ou洲zhou和he亞ya洲zhou的de全quan球qiu汽qi車che製zhi造zao商shang和he政zheng府fu機ji構gou認ren為wei,燃ran料liao電dian池chi汽qi車che技ji術shu和he氫qing燃ran料liao基ji礎chu設she施shi的de商shang業ye化hua引yin進jin可ke能neng比bi很hen多duo人ren認ren為wei的de發fa生sheng得de更geng早zao。在zai美mei國guo,政zheng府fu官guan員yuan設she法fa解jie決jue從cong整zheng體ti經jing濟ji衰shuai退tui所suo產chan生sheng的de財cai政zheng限xian製zhi,幾ji乎hu消xiao除chu了le美mei國guo能neng源yuan部bu的de氫qing燃ran料liao技ji術shu的de研yan發fa預yu算suan計ji劃hua。幸xing運yun的de是shi,美mei國guo國guo會hui能neng夠gou將jiang氫qing和he燃ran料liao電dian池chi研yan發fa的de資zi金jin恢hui複fu到dao與yu上shang年nian大da體ti相xiang同tong的de水shui平ping(約2.4億美元)。這一係列事件,盡管是帶有破壞性的,但無疑創造了一個積極的結果-一個來自美國氫燃料行業的比以往更加一致和有力的聲音。
1. 氫基礎設施
在世界範圍內,超過370座氫燃料供應站在運營和規劃中。2009年在美國正在運營的氫燃料供應站的數量達到了69座,另外在規劃中的美國加氫站數量為38座。在這經營的69座加氫站中,有9座是在2009年開放的,包括在紐約的3座,在加利福尼亞州的2座,以及在科羅拉多州,南卡羅來納州,西弗吉尼亞州和密歇根州各1座。這使加利福尼亞州經營的加氫站總數達到了27座,超過了其他任何州。
(1)在歐洲和亞洲的一些國家就氫燃料基礎設施的擴建做出了重大承諾。在美國,僅僅加利福尼亞州做出了相似的承諾。
(2)在德國,主要的汽車和能源公司與政府一起承諾,到2015年建立廣泛的全國氫燃料加注網絡,支持補充的激勵計劃,即從1012年開始,每年生產和銷售超過10萬輛電池-電動和燃料電池-電動車。
(3)日本13個石油和天然氣公司宣布,攜手開發氫能汽車加注基礎設施到2015年。這符合豐田宣布將在2015年開始銷售負擔得起的燃料電池汽車。
(4)丹麥宣布了一項雄心勃勃清潔汽車計劃,目標是在2025年後出售的所有新車都將是電動或氫燃料作為動力的汽車。
(5)韓國將繼續努力發展氫能高速公路網絡,包括有6座正在運營的和4座計劃中的加氫站。
(6)加利福尼亞州燃料電池合作夥伴宣布了一項行動計劃,到2017年要在加州部署46座氫燃料加注站,為預計在該日期之前能駛上道路的50,000輛燃料電池汽車服務。

可再生能源製氫繼續發展,2009年(nian)有(you)大(da)量(liang)的(de)示(shi)範(fan)設(she)施(shi)開(kai)放(fang)或(huo)已(yi)經(jing)在(zai)計(ji)劃(hua)中(zhong)。在(zai)夏(xia)威(wei)夷(yi),美(mei)國(guo)空(kong)軍(jun)進(jin)行(xing)了(le)氫(qing)氣(qi)生(sheng)產(chan)和(he)加(jia)氫(qing)站(zhan)的(de)示(shi)範(fan),氫(qing)氣(qi)通(tong)過(guo)采(cai)用(yong)綜(zong)合(he)的(de)太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)和(he)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)力(li)電(dian)解(jie)製(zhi)取(qu)。同(tong)樣(yang)在(zai)夏(xia)威(wei)夷(yi),燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)豪(hao)華(hua)轎(jiao)車(che)示(shi)範(fan)項(xiang)目(mu)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)中(zhong),氫(qing)氣(qi)由(you)非(fei)高(gao)峰(feng)期(qi)的(de)地(di)熱(re)發(fa)電(dian)生(sheng)產(chan)。基(ji)於(yu)利(li)用(yong)廢(fei)水(shui)沼(zhao)氣(qi)飼(si)料(liao)的(de)熔(rong)融(rong)碳(tan)酸(suan)鹽(yan)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)熱(re)電(dian)聯(lian)產(chan)和(he)氫(qing)氣(qi)發(fa)電(dian)係(xi)統(tong),已(yi)被(bei)工(gong)廠(chang)測(ce)試(shi),並(bing)將(jiang)於(yu)2010年在加利福尼亞州的奧蘭治縣委托建設。製取的氫氣將直接為一座加氫站提供分布式可再生氫氣。
安全的氫氣加注數量快速增長。在燃料電池叉車銷售量不斷增加的推動下,美國物料搬運市場的安全氫氣加注量從2008年的2萬上升至2009年的12萬。美國能源部的技術驗證計劃也表明了超過11.5萬公斤的配氫為輕型車輛使用。

2. 氫的儲存 關於作為可行的能源儲存選擇的氫係統的潛力研究繼續令人鼓舞。國家可再生能源實驗室(NREL)發表了一份題為“氫相對於其他電能儲存技術的生命周期成本分析”的de報bao告gao,其qi中zhong調tiao查zha了le氫qing能neng儲chu存cun相xiang對dui於yu其qi他ta大da量liang現xian有you能neng源yuan儲chu存cun技ji術shu的de經jing濟ji效xiao益yi。報bao告gao指zhi出chu,氫qing能neng儲chu存cun與yu其qi他ta種zhong類lei的de大da量liang儲chu存cun相xiang比bi,在zai某mou些xie情qing況kuang下xia有you潛qian力li在zai經jing濟ji上shang具ju有you競jing爭zheng力li。還hai需xu要yao做zuo許xu多duo工gong作zuo來lai改gai進jin係xi統tong成cheng本ben,可ke靠kao性xing和he效xiao率lv,以yi實shi現xian這zhe種zhong潛qian力li,該gai報bao告gao表biao明ming,這zhe些xie改gai善shan是shi可ke以yi實shi現xian的de。 3. 燃料電池汽車(小汽車和公共汽車) 全球汽車製造商致力於開發燃料電池汽車(FCVs)繼續增長。2009年,7個汽車製造商(戴姆勒克萊斯勒,福特,通用/歐寶,本田,現代/起亞,雷諾/日產和豐田汽車)簽署了一項理解能源公司和政府機構確認信中的“大量的”氫燃料電池汽車2015年以後可實現商業化,並敦促重點在歐洲市場(德國),美國,日本和韓國的輔助氫燃料基礎設施的發展。 新一代燃料電池汽車顯示出令人振奮的測試結果。在由豐田、薩凡納河國家實驗室和全國可再生能源實驗室進行的實地測驗中,豐田的Highlander燃料電池混合動力汽車取得了單個滿容量的壓縮氫氣罐可行駛431英裏的估計範圍,和等效於每加侖汽油行駛68.3英裏的平均燃油經濟性。與此相比,豐田的Highlander混合動力車的EPA,估計每加侖26英裏的燃油經濟性和滿容量可行駛450英裏。新的Kia Borrego 燃料電池混合動力車SUV聲稱行駛裏程可達到426英裏,能達到62%的係統效率。 在2009年發布的輕型燃料電池汽車,包括奔馳最新的燃料電池車200係列產品,B級F電池;商業租賃的馬自達氫轉子發動機混合動力技術;英國Riversimple的小型和市內的燃料電池車的引入,它計劃在2013年開始市場化;和起亞推出的運動型多用途博雷戈燃料電池汽車。通用汽車公司的Project Driveway計劃,將100輛雪佛蘭Equinox燃料電池汽車投放到消費者手中,使其實際駕駛,2009年達到了一百多萬英裏。通用汽車宣布,其下一代燃料電池係統與現在的Equinox燃料電池相比,隻有一半大小,重量更輕,隻有220磅,並且隻使用不到一半的貴金屬。 在2009年新推出的燃料電池公共汽車,包括奔馳Citaro柴油-電力混合動力車和質子動力的三重混合動力客車(根本不使用內燃機,由燃料電池、電池和超電容器供電)。加拿大也開始交付2010年將在不列顛哥倫比亞省惠斯勒冬奧會上成為世界最大的氫燃料電池汽車車隊。
政府-行業示範夥伴關係繼續取得相應的進展。美國能源部燃料電池科技公司的技術驗證計劃,這是與美國的產業界共同展示140輛氫燃料電池車和20個加氫站,真實的駕駛裏程已超過230萬。該計劃,其中包括大部分第一代燃料電池汽車,報道了高達58%的平均效率,高達254英裏的行駛裏程,和2500小時的耐久性,達到了早期的目標。在加利福尼亞州,自2001年以來,汽車公司、能源公司和地方、州與聯邦政府的合作夥伴已經投放了298輛燃料電池汽車在旅途中,行駛接近250萬英裏。

4. 技術經濟分析
2009年公布了許多重要的研究,其提供了急需的關於潛在成本和各種輕型運輸替代以降低石油進口和減少溫室氣體排放(GHG)的信息。這些獨立進行的研究結論的佐證,除其他外,建議美國應該采取組合的辦法來解決國家的能源、環境和經濟問題。氫、電dian和he生sheng物wu燃ran料liao組zu合he的de能neng源yuan驅qu動dong汽qi車che可ke以yi為wei改gai善shan這zhe些xie關guan鍵jian因yin素su做zuo出chu重zhong大da的de和he相xiang互hu協xie作zuo的de貢gong獻xian。從cong長chang遠yuan來lai看kan,隻zhi有you氫qing氣qi能neng夠gou削xue減jian溫wen室shi氣qi體ti排pai放fang達da到dao各ge級ji決jue策ce者zhe所suo需xu要yao的de水shui平ping,同tong時shi:1)能使美國達到能源準獨立;2)到本世紀末幾乎消除可控製的城市空氣汙染;3)這麼做在基礎設施和車輛費用上能與所有其他辦法競爭。作為人們日益相信這一說法的證據,16個國際組織在哥本哈根氣候談判會議上發表聯合聲明,突出強調氫和燃料電池部署的效益可以減緩氣候變化。這些研究如下: (1)全國研究委員會補充的其2008年的研究“替代運輸技術的轉變:關於氫焦點”,題目是“替代運輸技術的轉變:插入式混合動力電動汽車”。 (2)加州大學戴維斯分校的“研究新運輸燃料轉換成本:氫燃料電池與插入式混合動力汽車的比較”。 (3)全國氫協會舉辦的“能源演變的報告”。 (4)國際能源機構的“交通,能源和二氧化碳:實現可持續發展的轉變。” 三、2009年氫和燃料電池研究進展 基礎與應用研究和發展繼續朝著以下的目標前進:解決燃料電池和氫的生產、運輸和存儲基礎設施所帶來的仍然存在的成本和性能障礙。一些最重要的研究和發展成果總結如下。 1. 燃料電池 采用當今最好的技術,預計燃料電池係統的成本繼續下降。美國能源部2009財政年度的成本評估模型預計,利用目前最好的技術每年生產50萬輛80千瓦的汽車質子交換膜燃料電池係統,費用從2008的73美元/千瓦降至2009年的61美元/千瓦。這使燃料電池的成本進入到高端內燃係統的成本範圍,同時表明如果大批量生產,燃料電池汽車可以在幾年之內具有成本效益。研究人員繼續在改善燃料電池的耐久性和降低其成本方麵取得進展。對於質子交換膜燃料電池來說,降低催化劑鉑(Pt)的用量是一個重大的成本削減目標。3M公司的研究人員展示了比2008的鉑含量低40%的膜,洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究人員示範了兩種有前途的材料組合用於不含鉑的高性能催化劑。此外,在2009年,由美國能源部固態能量轉換聯盟(SECA)資助的合作夥伴,也示範了利用煤衍生合成氣的固體氧化物燃料電池堆大於5000小時的燃料耐久性,並且降解率遠遠低於SECA當前的目標。

2. 氫的生產與分配 kezaishengnengyuanzhiqingdedichengbentujingzhengzaifazhanzhong。meiguonengyuanbuyanfajihuadeyanjiurenyuantigaolecongxianweisushengwuzhiheshengwuyanshengyetizhiqingdexiaolvheqingqichanlv,shidezheyitujinggengjiajiejin2014年的成本目標。利用可再生能源供電電解槽來電解水製取氫氣是另一條有前途的可再生的途徑,研究人員在降低資本成本、提高係統效率和耐久性方麵繼續取得進展。2009年底發表的獨立評論表明,當今站內分布式電解水製氫技術的模型化大批量生產成本(包括壓縮、儲存和分配,1500千克/天)從4.90美元/千克至5.70美元/千克不等,假設一輛能量效率為50%的燃料電池汽車,其轉化費用大約是相當一加侖汽油2.45-2.85美元。 從煤製合成氣製取氫氣更進一步接近商業目標。艾爾特朗研究所和西南研究所已經示範了氫分離膜,這種膜幾乎能滿足美國能源部2010年的全部目標。成本估計表明該技術與傳統技術相比,可以降低供電成本,提高熱效率,提高二氧化碳的捕獲。 核製氫途徑取得了進展。2009年,三個核製氫的方法進行了測試。一個集成的實驗室規模的高溫電解裝置在愛達荷國家實驗室運行45天,並取得了每小時5650升氫氣的峰值輸出。薩凡納河國家實驗室成功地示範了混合硫電解槽的運行,該電解槽由於硫集結,不做任何限製。正被Sandia國家實驗室,美國通用原子公司和法國原子能委員會(CEA)聯合開發的碘化硫(SI)的熱化學循環實現了一體化運營,大約每小時生產氫氣100升。 氣(qi)態(tai)和(he)液(ye)態(tai)氫(qing)傳(chuan)輸(shu)途(tu)徑(jing)的(de)預(yu)計(ji)費(fei)用(yong)持(chi)續(xu)下(xia)降(jiang)。通(tong)過(guo)對(dui)更(geng)高(gao)容(rong)量(liang)管(guan)式(shi)拖(tuo)車(che)和(he)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)的(de)管(guan)道(dao)材(cai)料(liao),壓(ya)縮(suo)和(he)液(ye)化(hua)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)發(fa),氫(qing)傳(chuan)輸(shu)成(cheng)本(ben)的(de)降(jiang)低(di)正(zheng)在(zai)成(cheng)為(wei)可(ke)能(neng)。美(mei)國(guo)能(neng)源(yuan)部(bu)最(zui)新(xin)氫(qing)傳(chuan)輸(shu)情(qing)景(jing)分(fen)析(xi)模(mo)型(xing)(HDSAM)也表明,高壓(700 bar)或冷凍壓縮加注能提供較低的或無站費用的處罰,同時為氫能汽車提供更遠的行駛裏程。

3. 儲氫 美國能源部的氫儲存研發縮小了研究焦點。向下選擇過程已經在美國能源部三種貯氫材料卓越中心(化學儲氫,氫吸附和金屬氫化物)zhongwanchenghuozhengzaijinxing,tayunxuxiangmubazhongdianfangzaizhesanzhongzuiyouqiantudecailiaohuocailiaozuhedeweilaiyanfashang。gaizhongxindeyanfayijinggaishanlegexindeqingcunchuxitongdeyunxingxingnenghecunchurongliang。 氫儲存研發改善了壓縮和低溫存儲技術。儲存350 bar和700 baryasuoqitideqicheqingranliaoxiangxitongdesheji,youmeiguonengyuanbudeyanjiurenyuanjinxinglexiudinghewanshan,zengjialerongliangbingjianshaolebianjichengben。laolunsilifumoerguojiashiyanshiyeweilengdongyasuoqingqichucunshejihezhizaolediwenrongqi,yuchuantongdeyeqingxiangbi,zaijiangdichengbenshanggengyouqiantu。 儲存工程卓越中心(Storage Engineering Center of Excellence)於2009年創辦。這個新的中心將從事係統集成和車載儲氫係統原型開發,並努力建成卓越的材料中心。該中心的工程作了為期5年的努力計劃,並可能生產多達三個次級規模的原型係統作為最終的輸出。 四、2009年的金融環境 2008niankaishidejingjishuaituicongduofangmianduiranliaodianchishichangchanshengbuliyingxiang。shouxian,xindaijinsuoxueruolegongsitongguozhaiwuhuogubenhuodezibendenengli。zhengcejizhihehuifufaanzhongdejilicuoshizaiyidingchengdushanghuanjielezhe