中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的第九屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“微電網(wǎng)與儲(chǔ)能”專場，華電電力科學(xué)研究院有限公司分布式能源研發(fā)中心主任助理、高級(jí)工程師 張鐘平在會(huì)上分享了主題報(bào)告《燃料電池分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)》，以下為演講實(shí)錄：
張鐘平：大家上午好，我給大家分享一下燃料電池分布式能源發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)。燃料電池不是來進(jìn)行燃燒的，而是通過外部燃料通過化學(xué)反應(yīng)，直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。根據(jù)電解質(zhì)的不同，可以分為堿性燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、質(zhì)子交換膜燃料電池等。
在燃料電池的產(chǎn)業(yè)方面，燃料的接收范圍比較廣，燃料電池可以作為電源給工業(yè)和用戶提供能源，也可以作為交通電源，包含航天、航空和汽車。
分布式能源在負(fù)荷側(cè)給用戶提供一個(gè)能源高效的系統(tǒng)，能源利用率高，而燃料電池在發(fā)電效率和環(huán)保性方面比傳統(tǒng)分布式能源更具有優(yōu)勢。燃料電池理論發(fā)電效率可以超過50%，而傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)分布式能源發(fā)電效率只有40%多。燃料電池排放很少，而傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)分布式能源面臨排放超標(biāo)、環(huán)保改造費(fèi)用高等問題。在可靠性方面，傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)可靠性更高，燃料電池在可靠性方面還有很大的提升空間。雖然燃料電池比較適合做用戶側(cè)的分布式的能源，但燃料電池造價(jià)比較高，成熟的商業(yè)化推廣還需要一段時(shí)間。
在中國研究燃料電池較早，但是研究進(jìn)度和商業(yè)化推廣比較緩慢，但是這兩年國家發(fā)布了多個(gè)能源戰(zhàn)略和技術(shù)革新等政策文件，提出燃料電池作為以后重要的發(fā)展領(lǐng)域和技術(shù)研發(fā)，包含燃料電池的技術(shù)創(chuàng)新、燃料電池汽車和分布式能源等，去年國家李克強(qiáng)總理調(diào)研了一家日本的氫燃料公司。世界氫能發(fā)展方面，從相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020到2050年在燃料電池汽車還有氫能基礎(chǔ)設(shè)施方面將有一個(gè)快速增長的趨勢。日本燃料電池的商業(yè)化相對(duì)成熟一些，他們提出的氫能的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，到2030年要實(shí)現(xiàn)成熟氫能的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。在分布式能源方面，日本重點(diǎn)是研究家庭分布式燃料電源，家庭燃料電池可以給用戶供能。歐美國家研究燃料電池也比較早，在1992年美國就已經(jīng)投資的數(shù)十億美元進(jìn)行研發(fā)，美國擁有幾家著名的燃料電池公司。
燃料電池關(guān)鍵技術(shù)方面。保證電解質(zhì)和電池堆的材料的熱力學(xué)穩(wěn)定、體積穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度很關(guān)鍵，這些是影響燃料電池性能最重要的參數(shù)之一。還有電池堆的連接體材料、密封材料質(zhì)量，需要保證不同的元件之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和內(nèi)部擴(kuò)散。燃料電池水管理系統(tǒng)要保證燃料電池里面的供水平衡、催化劑性能、減少積碳等，這些會(huì)影響燃料電池的壽命和性能。新開發(fā)產(chǎn)品要經(jīng)過測試來評(píng)估其性能，燃料電池測試主要包括單電池測試和電堆系統(tǒng)測試，主要評(píng)估電池的材料性能和衰減，可以通過研究內(nèi)部的工作溫度、氣體成分、氣流量、熱循環(huán)、燃料利用率等多個(gè)參數(shù)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。
由華電電力科學(xué)研究院有限公司承擔(dān)的國家能源分布式能源技術(shù)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心一期和三期已通過驗(yàn)收，多能互補(bǔ)相關(guān)技術(shù)獲得行業(yè)一等獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。其中研發(fā)中心三期建設(shè)包含1套25kW燃料電池系統(tǒng)，由國產(chǎn)供應(yīng)商提供設(shè)備，電科院進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測、控制、優(yōu)化和系統(tǒng)評(píng)估，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行發(fā)電效率超過50%，但是內(nèi)部參數(shù)多、變化快、控制難度大，同時(shí)燃料電池的穩(wěn)定性和效率方面有待進(jìn)一步優(yōu)化。
最后我總結(jié)：燃料電池在可靠性、性能參數(shù)和經(jīng)濟(jì)性方面需進(jìn)一步優(yōu)化，這也是商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)過程。這是我簡單跟大家分享，謝謝大家！
