燃料电池发展前景据

Arthur Dlittle 咨询服务公司的巴尼特博士预测，到本世纪末或下世纪初，世界对燃料电池的需要总数将超过 400 万千瓦。

巴尼特看到了燃料电池的一些固有优点，如较高的效率，较低的排放，较低的噪音水平及标准组合结构等。由于人们对全球变暖和空气污染的忧虑不断增加，以及公共机构支持热电联产和独立能源的趋势，使燃料电池日益受到重视。

巴尼特预料，开始应用时的功率范围在 50 千瓦到 5 万千瓦之内。他指出，把小型燃料电池设在都市负荷附近，将可避免增加额外输、配电设备的费用。

其他国家的预测，对巴尼特的预言提供了一定程度的支持。日本通商产业省预测，到 2000 年，日本燃料电池的装机容量为 105 万千瓦，2010 年将

增加到 550 万千瓦；而美国公用电力协会预计，在 15 年后至 2010 年，美国

公用事业的总需求为 1400 万千瓦。

国际燃料电池委员会认为，欧洲的电站忽视了比燃烧石油、煤炭和天然气更加清洁的能源，这就是燃料电池。许多人对此项技术感兴趣。

燃料电池是要使用电瓶的，这些电瓶不会枯竭，分解水之后可产生 H2 与O2，以及电力与热量。目前市场上所销售的电瓶，是通过氢氧反应产生电力，可释放出 44％的能量。可是，常规电站在最佳运行状态下，也只有 35％的能量可转变成电力。

国际燃料电池委员会的成员约翰逊·马真说：如果能很好地捕集到热量，燃料电池的热效率可达到 80％，而燃气轮机的热电联合循环装置的热效率也只有 50％。

燃料电池的缺点是，在技术上还不够成熟，价格也较昂贵。日本东京的大型燃料电池，其容量一般也只有 1.5 万千瓦。将来生产氢气的主要方法，是“重整”天然气，但这个过程要产生 CO2。

尽管有上述缺点，然而国际电池委员会研究认为，如果在公路上用燃料电池取代汽油和柴油发动机，并取代电站所用的化石燃料，那么，就会对环境保护带来相当大的好处，今日的燃料电池可使 CO2 的排放量减少 40％～60

％。同时，也可使 NOx 的排放量减少 90％以上。

据国际电池委员会的报告预测，如果燃料电池的容量达到 20 万千瓦，那

么，在经济上就是可行的。日本通产省制定了一个目标，到 2000 年可使燃料

电池的容量达到 200 万千瓦，并且还要给予免税，以资鼓励。

英国贸易和工业部已认识到燃料电池是“未来一种潜在的重要能源技术”。

日本企业界为适应 NOx 排放规定日益严格的要求，正积极发展燃料电池发电。首先是煤气行业较为积极。他们认为目前各种节能型的热电联产机组，如燃气轮机、煤气机和柴油发电机，常用的以柴油发电机较多，它占民用的54％，占工业用的 56％，但其 NOx 排放量达 40ppm，而即将实用的磷酸盐型燃料电池 NOx 排放量仅 2～3ppm，显然，优越得多。

尽管目前造价和成本还高，但技术已过关，随着批量生产将大幅度降低，故日本和美国合作大批试用 50～200 千瓦机组。

随着俄国萨哈林油气田的开发，正酝酿建一条天然气管线向日本供气，

其次为电力行业。他们认为燃料电池是解决电力调峰的好办法，由于占地不大，利用现有的变电所即可增设，不需另行购地，与收购上网的风电和光电基本上售价一样，约每千瓦时电 20 日元，而燃料电池发电和垃圾发电一样，

有可能按每千瓦时 10 日元收购，经济上较为合算。为了加速实用化步伐，将

原定 1995 年扩大试用 30 台的计划又扩大 20％。石油行业亦在迎头赶上，他们利用同样热值下油比气便宜的优势，积极开拓煤气管网不通处的市场，最近已决定在千叶（50 千瓦，出光兴产开发，富士电机制造）和京都（200 千瓦，美国 IFC 公司制造）建设石脑油的实证机组。样机初试结果综合效率达70％，寿命 5 年以上，含 NOx3ppm。

近年来，随着美国环境保护法规的日趋严格，各种发电厂必须耗费巨资加装防污设备，因此，发电成本与生产燃料电池成本大大缩小，目前仅差约25％。但一旦燃料电池大量生产，将可与传统电能相竞争。据美国马萨诸塞州研究这种电池的巴奈特表示，90 年代燃料电池可获得广泛的使用。他估计，到 2000 年全球燃料电池的市场容量可达每年 60 亿美元。

巴奈特的上述估计，吸引了美国联合科技、西屋电气以及能源研究等公司。而他们的主要竞争对手则为日本及德国。如日本三菱重工及东芝等 10 余家公司及德国西门子公司都加快了研究步伐。

美国太平洋煤气电力公司最近宣称，该公司建在加州圣拉蒙市的美国第一家以融熔碳酸盐燃料电池为基础的发电厂最近已投产。这家投资 500 万美

元的以天然气为燃料的实验性发电厂容量 100 千瓦，足以供应 20 家住宅的用电。据介绍，这种发电设备比一般汽轮机的效率高 50％。燃料电池可直接将燃料能转化为热能和电能，而无需燃烧过程，因此排放物极少。据测定，该电厂的二氧化碳排放量比其他烧化石燃料的电厂低 22％～36％，而且由于燃料电池没有运动部件，因而工作时噪音很小。

在加利福尼亚的圣克拉拉市，将建造一座 2000 千瓦级的燃料电池发电厂，可满足 2000 户家庭用电，1994 年启用。

报道说，美国计划在 21 世纪初大规模扩大燃料电池的应用，目前正在加速发展燃料电池新技术。最近，美国马萨诸塞州安多弗市物理科学公司已推出一种新型燃料电池，其特点是电池的电解质溶液在阳极和阴极之间传导电流。把氢和氯注入电池，形成氯化氢和电子，这些电子的运动形成电流。由于氢和氯很容易结合和分离，当用电量少时，利用电解技术把氯化氢分解；当用电量多时，把这些原子重新结合获得电流。实践证实，用这种方法可把过剩的 70％电流储存起来。