我國電力係統發展燃料電池發電技術

1．采用燃料電池發電是提高化石燃料發電效率的重要途徑之一

以高溫燃料電池組成的聯合循環發電係統，可使發電效率達到60%—75%(LHV)

，這一目標將在2005年左右實現。預計到2010年，發電效率可超過72％。煤氣化燃料電池聯合循環(IGFC)的發電效率可達到62％以上。以燃料電池組成的熱電聯產機組的總熱效率可達到85％以yi上shang。燃ran料liao電dian池chi本ben體ti的de發fa電dian效xiao率lv基ji本ben不bu隨sui容rong量liang的de變bian化hua而er變bian化hua，這zhe使shi得de燃ran料liao電dian池chi既ji可ke用yong作zuo小xiao容rong量liang分fen散san電dian源yuan，又you可ke用yong於yu集ji中zhong發fa電dian應ying用yong範fan圍wei廣guang泛fan。

2．燃料電池發電可有效地降低火力發電的汙染物和溫室氣體排放量

燃料電池發電中幾乎沒有燃燒過程，NOx排放量很小

，一般可達到(O．139一 0．236)kg／MW·h以下，遠低於天然氣聯合循環的NOx排放量(1kg／MW·h一3kg/MW．h)。由於燃料進入燃料電池之前必須經過嚴格的淨化處理，碳氫化合物也必須重整成氫氣和CO， 因此
，尾氣中S02
、碳氫化合物和固態粒子等汙染物排量也汙染物的含量非常低。與常規燃煤發電機組相比
，C02的排放量可減少40％一60%．在目前CO2分離和隔絕技術尚不成熟的狀況下，通過提高能源轉換效率減少CO2排放是必然的選擇。

3. 采用燃料電池發電可提高供電的靈活性和可靠性

燃料電池具有高效率、低汙染
、低噪聲、模塊化結構、體積小
、可靠性高等突出特點，是理想的分布式電源。與目前一些可做為分布式電源的內燃機相比，燃料電池的發電效率更高、汙染更低。在250KW—lOMWdegonglvfanweinei，juyouyumuqianshubaizhaowazhongxindianzhanxiangdangshenzhigenggaodefadianxiaolv。zuoweibeiyongdianyuandechaiyoufadianjiyouyuwuranhezaoshengdabuyizaiweilaidechengshizhongyingyong。diwenranliaodianchibujinfadianxiaolvgao
，erqieqidongkuai、變負荷能力強，是很好的備用電源。現代社會對供電的可靠性和環境的兼容性要求越來越高，高效
、低汙染的分布式電源係統日益受到重視。近年來美國、加拿大
、taiwanxiangjifashengyinziranzaihaihuorenweiyinsuzaochengdedamianjitingdian，xuduozhongyaoyonghuchangqibunenghuifugongdian，geishehuihejingjizaochenglejudadesunshi。beiyuehongzhananlianmeng，shidianlixitongyanzhongshousun。zhexieyoubukekangliyinqidedianwangpohuaiwubushirenyinfachuyigezhongyaodesikao：tigaowoguodianlixitonggongdiandekekaoxinghegongdianzhiliang
，suiranzhuyaoyikaodianwangdegaizaohejishugexin
，danruguozaidianwangzhongyouxuduofenbushidianyuanzaiyunzhuan，gongdiandekekaoxingjianghuidadatigao。

對於象軍事基地
、指揮中心、醫院、數據處理和通訊中心、商業大樓、娛樂中心、政府要害部門、製藥和化學材料工業
、精密製造工業等部門，對電力供應的可靠性和質量要求很高。目前采用的備用電源效率低
、汙染嚴重、電(dian)壓(ya)波(bo)動(dong)大(da)。而(er)采(cai)用(yong)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)作(zuo)為(wei)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)向(xiang)這(zhe)些(xie)部(bu)門(men)提(ti)供(gong)電(dian)力(li)，會(hui)使(shi)供(gong)電(dian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)電(dian)力(li)質(zhi)量(liang)大(da)大(da)提(ti)高(gao)。他(ta)們(men)將(jiang)是(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)的(de)第(di)一(yi)批(pi)用(yong)戶(hu)。

對(dui)於(yu)邊(bian)遠(yuan)地(di)區(qu)
，負(fu)荷(he)小(xiao)且(qie)分(fen)散(san)
，若(ruo)建(jian)設(she)完(wan)善(shan)的(de)電(dian)網(wang)，不(bu)僅(jin)投(tou)資(zi)大(da)，線(xian)損(sun)大(da)，且(qie)電(dian)網(wang)末(mo)端(duan)地(di)區(qu)電(dian)力(li)質(zhi)量(liang)不(bu)穩(wen)定(ding)。對(dui)於(yu)這(zhe)些(xie)區(qu)域(yu)若(ruo)輔(fu)助(zhu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)的(de)分(fen)布(bu)式(shi)電(dian)源(yuan)，更(geng)能(neng)有(you)效(xiao)地(di)解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)地(di)區(qu)的(de)電(dian)力(li)供(gong)應(ying)問(wen)題(ti)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)重(zhong)量(liang)比(bi)功(gong)率(lv)和(he)體(ti)積(ji)比(bi)功(gong)率(lv)均(jun)比(bi)常(chang)規(gui)的(de)小(xiao)型(xing)發(fa)電(dian)裝(zhuang)置(zhi)大(da)
，因(yin)此(ci)，它(ta)也(ye)是(shi)理(li)想(xiang)的(de)移(yi)動(dong)電(dian)源(yuan)，適(shi)合(he)於(yu)各(ge)種(zhong)建(jian)設(she)工(gong)地(di)
、野外作業和臨時急用。

4．發展燃料電池發電技術是提高國家能源和電力安全的戰略需要

美國已將燃料電池發電列為國家安全關鍵技術之一。美、日之所以能在燃料電池技術方麵處於世界領先地位，與國家從戰略高度予以組織、資(zi)助(zhu)和(he)推(tui)動(dong)密(mi)不(bu)可(ke)分(fen)。在(zai)目(mu)前(qian)複(fu)雜(za)的(de)國(guo)際(ji)環(huan)境(jing)下(xia)
，高(gao)技(ji)術(shu)的(de)壟(long)斷(duan)日(ri)趨(qu)嚴(yan)重(zhong)
，掌(zhang)握(wo)清(qing)潔(jie)高(gao)效(xiao)發(fa)電(dian)的(de)高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)對(dui)未(wei)來(lai)國(guo)家(jia)的(de)能(neng)源(yuan)和(he)電(dian)力(li)安(an)全(quan)具(ju)有(you)重(zhong)要(yao)的(de)戰(zhan)略(lve)意(yi)義(yi)
，而(er)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)，正(zheng)是(shi)這(zhe)種(zhong)高(gao)效(xiao)清(qing)潔(jie)的(de)高(gao)新(xin)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)之(zhi)一(yi)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)突(tu)出(chu)的(de)優(you)點(dian)，以(yi)及(ji)發(fa)達(da)國(guo)家(jia)竟(jing)相(xiang)投(tou)入(ru)巨(ju)資(zi)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)的(de)行(xing)動(dong)，足(zu)以(yi)說(shuo)明(ming)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)在(zai)21世紀會起到越來越重要的作用。

5．發展燃料電池發電技術是國電公司“加強技術創新
，發展高科技，形成高新技術產業”的需要

燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)是(shi)電(dian)力(li)工(gong)業(ye)中(zhong)的(de)高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)，己(ji)受(shou)到(dao)普(pu)遍(bian)重(zhong)視(shi)。美(mei)國(guo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)的(de)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)主(zhu)要(yao)由(you)美(mei)國(guo)能(neng)源(yuan)部(bu)組(zu)織(zhi)實(shi)施(shi)，其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)目(mu)的(de)就(jiu)是(shi)形(xing)成(cheng)新(xin)的(de)高(gao)技(ji)術(shu)產(chan)業(ye)，為(wei)美(mei)國(guo)的(de)經(jing)濟(ji)注(zhu)入(ru)新(xin)的(de)活(huo)力(li)。日(ri)本(ben)的(de)東(dong)京(jing)電(dian)力(li)公(gong)司(si)、關guan西xi電dian力li公gong司si及ji其qi它ta公gong用yong事shi業ye單dan位wei是shi日ri本ben燃ran料liao電dian池chi開kai發fa及ji商shang業ye化hua的de主zhu要yao承cheng擔dan者zhe和he推tui動dong者zhe，其qi目mu的de也ye是shi為wei電dian力li公gong司si注zhu入ru新xin的de經jing濟ji增zeng長chang點dian以yi獲huo得de巨ju大da的de經jing濟ji效xiao益yi和he社she會hui效xiao益yi。

國家電力公司處在完成“兩型”、“兩化”、 “進入世界500強”的曆史時刻，恰逢黨中央國務院號召全國各行業“加強技術創新
，發展高科技

，實現產業化”的有利時機
，在國家電力公司內不失時機地進行燃料電池發電技術的研究開發是非常必要的。采取引進、消化、xishouhezaichuangxindejishuluxian，yigaoqidian，zaijinkenengduandeshijianneichubuxingchengzizhuchanquanderanliaodianchifadianguanjianjishu，bujinkeyishiwoguozairanliaodianchifadianjishulingyuyuguowaidechajudadasuoxiao，erqie
，duiguojiadianligongsijinxingfadianxitongdejiegoutiaozheng、技術創新、形成高新技術產業、實現跨越式發、提高國際競爭能力都具有非常重要的意義。

6．燃料電池發電技術在我國有廣闊的發展前景

未來二十年，隨著我國“西氣東送”
，全國天然氣管網的不斷完善及液化天然氣(LNG)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)，燃(ran)用(yong)天(tian)然(ran)氣(qi)的(de)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)將(jiang)會(hui)有(you)很(hen)大(da)市(shi)場(chang)。煤(mei)層(ceng)氣(qi)也(ye)是(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)理(li)想(xiang)燃(ran)料(liao)。我(wo)國(guo)豐(feng)富(fu)的(de)煤(mei)層(ceng)氣(qi)資(zi)源(yuan)也(ye)將(jiang)是(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)的(de)巨(ju)大(da)潛(qian)在(zai)能(neng)源(yuan)之(zhi)一(yi)。燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)可(ke)與(yu)常(chang)規(gui) 燃氣一蒸汽聯合循環結合
，形成更高效率的發電方式。與煤氣化聯合循環(IGCC)結合，形成數百兆瓦級的大型、高效、低汙染的中心發電站
，比IGCC效率更高，汙染更小。

燃料電池可與水電、風(feng)電(dian)和(he)太(tai)陽(yang)能(neng)發(fa)電(dian)等(deng)結(jie)合(he)，在(zai)高(gao)出(chu)力(li)時(shi)

，利(li)用(yong)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)，低(di)出(chu)力(li)時(shi)用(yong)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)，達(da)到(dao)既(ji)儲(chu)能(neng)，又(you)高(gao)效(xiao)發(fa)電(dian)的(de)目(mu)的(de)。采(cai)取(qu)氣(qi)化(hua)或(huo)厭(yan)氧(yang)處(chu)理(li)的(de)方(fang)法(fa)將(jiang)生(sheng)物(wu)質(zhi)變(bian)為(wei)燃(ran)料(liao)氣(qi)

，通(tong)過(guo)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)，提(ti)高(gao)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)
，並(bing)降(jiang)低(di)汙(wu)染(ran)物(wu)排(pai)放(fang)量(liang)。對(dui)一(yi)些(xie)經(jing)濟(ji)欠(qian)發(fa)達(da)但(dan)有(you)豐(feng)富(fu)的(de)沼(zhao)氣(qi)資(zi)源(yuan)的(de)地(di)區(qu)，利(li)用(yong)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)有(you)可(ke)能(neng)更(geng)有(you)有(you)效(xiao)地(di)解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)地(di)區(qu)的(de)電(dian)力(li)供(gong)應(ying)問(wen)題(ti)。

7．與國外有較大的差距

在燃料電池發電技術方麵
，我國與國際先進水平有較大的差距。在MCFC和SOFC技術方麵
，國外已分別示範成功了2MW和100KW的燃料電池發電機組
，而我國在這方麵才剛剛起步
，2000年才可望研製出2KW左右的試驗裝置。在PAFC和PEFC技(ji)術(shu)方(fang)麵(mian)
，國(guo)內(nei)與(yu)國(guo)外(wai)的(de)差(cha)距(ju)更(geng)大(da)。倘(tang)若(ruo)我(wo)們(men)現(xian)在(zai)不(bu)開(kai)始(shi)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)，等(deng)到(dao)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)完(wan)全(quan)成(cheng)熟(shu)後(hou)再(zai)引(yin)進(jin)
，不(bu)但(dan)會(hui)受(shou)製(zhi)於(yu)人(ren)，還(hai)將(jiang)付(fu)出(chu)更(geng)大(da)的(de)經(jing)濟(ji)代(dai)價(jia)，更(geng)談(tan)不(bu)上(shang)盡(jin)快(kuai)形(xing)成(cheng)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)的(de)產(chan)業(ye)化(hua)。若(ruo)不(bu)能(neng)形(xing)成(cheng)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)的(de)產(chan)業(ye)化(hua)並(bing)在(zai)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)
，那(na)麼(me)，也(ye)談(tan)不(bu)上(shang)提(ti)高(gao)發(fa)電(dian)效(xiao)率(lv)和(he)降(jiang)低(di)汙(wu)染(ran)物(wu)的(de)排(pai)放(fang)。隻(zhi)有(you)從(cong)現(xian)在(zai)開(kai)始(shi)
，在(zai)國(guo)外(wai)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)
，高(gao)起(qi)點(dian)研(yan)究(jiu)
，經(jing)過(guo)10—20年的努力，有可能在國電公司形成燃料電池的產業和廣泛的商業應用。

8．在我國電力係統發展燃料電池發電技術是市場經濟條件下的迫切要求

分散式電源作為大電網的有效補充己得到許多國家的重視，而電源提供者的多元化更是一種趨勢。我國電網的容量大、技術水平和可靠性還較低、抵禦各種災害的能力較差，在這種情況下，小型高效的燃料電池分布式電源隨著技術的商業化市場潛力巨大。

倘(tang)若(ruo)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)不(bu)及(ji)時(shi)進(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)，在(zai)未(wei)來(lai)幾(ji)年(nian)內(nei)
，有(you)可(ke)能(neng)被(bei)國(guo)外(wai)企(qi)業(ye)和(he)國(guo)內(nei)其(qi)它(ta)其(qi)它(ta)行(xing)業(ye)或(huo)民(min)營(ying)企(qi)業(ye)占(zhan)領(ling)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)分(fen)散(san)電(dian)源(yuan)市(shi)場(chang)。在(zai)市(shi)場(chang)經(jing)濟(ji)條(tiao)件(jian)下(xia)，國(guo)電(dian)公(gong)司(si)既(ji)是(shi)用(yong)戶(hu)，又(you)是(shi)開(kai)發(fa)者(zhe)。對(dui)於(yu)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)這(zhe)樣(yang)重(zhong)要(yao)的(de)發(fa)電(dian)高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)，應(ying)不(bu)失(shi)時(shi)機(ji)地(di)著(zhe)手(shou)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)，聯(lian)合(he)國(guo)內(nei)一(yi)些(xie)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)單(dan)位(wei)，爭(zheng)取(qu)納(na)入(ru)國(guo)家(jia)的(de)攻(gong)關(guan)計(ji)劃(hua)，獲(huo)得(de)國(guo)家(jia)支(zhi)持(chi)
，在(zai)盡(jin)可(ke)能(neng)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)，形(xing)成(cheng)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)開(kai)發(fa)的(de)優(you)勢(shi)，開(kai)發(fa)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)發(fa)電(dian)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)和(he)成(cheng)套(tao)技(ji)術(shu)

，形(xing)成(cheng)國(guo)電(dian)公(gong)司(si)的(de)高(gao)新(xin)技(ji)術(shu)產(chan)業(ye)
，既(ji)可(ke)優(you)化(hua)調(tiao)整(zheng)電(dian)力(li)結(jie)構(gou)，又(you)能(neng)滿(man)足(zu)柴(chai)油(you)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)市(shi)場(chang)的(de)不(bu)同(tong)需(xu)求(qiu)。