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燃料電池發(fā)電技術(shù)調(diào)研報(bào)告 (二 )

時(shí)間:2022-12-05 16:23:56 石油能源論文 我要投稿
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  5.國外燃料電池發(fā)展?fàn)顩r
  發(fā)達(dá)國家都將大型燃料電池的開發(fā)作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目,企業(yè)界也紛紛斥以巨資,從事燃料電池技術(shù)的研究與開發(fā),現(xiàn)在已取得了許多重要成果,使得燃料電池即將取代傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)及內(nèi)燃機(jī)而廣泛應(yīng)用于發(fā)電及汽車上。值得注意的是這種重要的新型發(fā)電方式可以大大降低空氣污染及解決電力供應(yīng)、電網(wǎng)調(diào)峰問題,2MW、4.5MW、11MW成套燃料電池發(fā)電設(shè)備已進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn),各等級(jí)的燃料電池發(fā)電廠相繼在一些發(fā)達(dá)國家建成。燃料電池的發(fā)展創(chuàng)新將如百年前內(nèi)燃機(jī)技術(shù)突破取代人力造成工業(yè)革命,也像電腦的發(fā)明普及取代人力的運(yùn)算繪圖及文書處理的電腦革命,又如網(wǎng)絡(luò)通訊的發(fā)展改變了人們生活習(xí)慣的信息革命。燃料電池的高效率、無污染、建設(shè)周期短、易維護(hù)以及低成本的潛能將引爆21世紀(jì)新能源與環(huán)保的綠色革命。如今,在北美、日本和歐洲,燃料電池發(fā)電正以急起直追的勢頭快步進(jìn)入工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用的階段,將成為21世紀(jì)繼火電、水電、核電后的第四代發(fā)電方式。燃料電池技術(shù)在國外的迅猛發(fā)展必須引起我們的足夠重視,現(xiàn)在它已是能源、電力行業(yè)不得不正視的課題。
  
  5.1.磷酸型燃料電池(PAFC)
  
  受1973年世界性石油危機(jī)以及美國PAFC研發(fā)的影響,日本決定開發(fā)各種類型的燃料電池,PAFC作為大型節(jié)能發(fā)電技術(shù)由新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)進(jìn)行開發(fā)。自1981年起,進(jìn)行了1000kW現(xiàn)場型PAFC發(fā)電裝置的研究和開發(fā)。1986年又開展了200kW現(xiàn)場性發(fā)電裝置的開發(fā),以適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)或商業(yè)用的PAFC發(fā)電裝置。
  
  富士電機(jī)公司是目前日本最大的PAFC電池堆供應(yīng)商。截至1992年,該公司已向國內(nèi)外供應(yīng)了17套PAFC示范裝置,富士電機(jī)在1997年3月完成了分散型5MW設(shè)備的運(yùn)行研究。作為現(xiàn)場用設(shè)備已有50kW、100kW及500kW總計(jì)88種設(shè)備投入使用。下表所示為富士電機(jī)公司已交貨的發(fā)電裝置運(yùn)行情況,到1998年止有的已超過了目標(biāo)壽命4萬小時(shí)。
  
  表現(xiàn)場用PAFC燃料電池的運(yùn)行情況
  
  容量
  
  臺(tái)數(shù)
  
  累計(jì)運(yùn)行時(shí)間
  
  最長累計(jì)
  
  最長連續(xù)
  
  >1萬h
  
  >2萬h
  
  >3萬h
  
  50kW
  
  66
  
  1018411
  
  33655
  
  7098
  
  54
  
  15
  
  4
  
  100kW
  
  19
  
  274051
  
  35607
  
  6926
  
  11
  
  4
  
  3
  
  500kW
  
  3
  
  43437
  
  16910
  
  4214
  
  3
  
  0
  
  0
  
  東芝公司從70年代后半期開始,以分散型燃料電池為中心進(jìn)行開發(fā)以后,將分散電源用11MW機(jī)以及200kW機(jī)形成了系列化。11MW機(jī)是世界上最大的燃料電池發(fā)電設(shè)備,從1989年開始在東京電力公司五井火電站內(nèi)建造,1991年3月初發(fā)電成功后,直到1996年5月進(jìn)行了5年多現(xiàn)場試驗(yàn),累計(jì)運(yùn)行時(shí)間超過2萬小時(shí),在額定運(yùn)行情況下實(shí)現(xiàn)發(fā)電效率43.6%。在小型現(xiàn)場燃料電池領(lǐng)域,1990年東芝和美國IFC公司為使現(xiàn)場用燃料電池商業(yè)化,成立了ONSI公司,以后開始向全世界銷售現(xiàn)場型200kW設(shè)備"PC25"系列。PC25系列燃料電池從1991年末運(yùn)行,到1998年4月,共向世界銷售了174臺(tái)。其中安裝在美國某公司的一臺(tái)機(jī)和安裝在日本大阪梅田中心的大阪煤氣公司2號(hào)機(jī),累計(jì)運(yùn)行時(shí)間相繼突破了4萬小時(shí)。從燃料電池的壽命和可靠性方面來看,累計(jì)運(yùn)行時(shí)間4萬h是燃料電池的長遠(yuǎn)目標(biāo)。東芝ONSI已完成了正式商用機(jī)PC25C型的開發(fā),早已投放市場。PC25C型作為21世紀(jì)新能源先鋒獲得日本通商產(chǎn)業(yè)大獎(jiǎng)。從燃料電池商業(yè)化出發(fā),該設(shè)備被評(píng)價(jià)為具有高先進(jìn)性、可靠性以及優(yōu)越的環(huán)境性設(shè)備。它的制造成本是$3000/kW,近期將推出的商業(yè)化PC25D型設(shè)備成本會(huì)降至$1500/kW,體積比PC25C型減少1/4,質(zhì)量僅為14t。明年即2001年,我國就將迎來第一座PC25C型燃料電池電站,它主要由日本的MITI(NEDO)資助的,這將是我國第一座燃料電池發(fā)電站。
  
  PAFC作為一種中低溫型(工作溫度180-210℃)燃料電池,不但具有發(fā)電效率高、清潔、無噪音等特點(diǎn),而且還可以熱水形式回收大部分熱量。下表給出先進(jìn)的ONSI公司PC25C型200kWPAFC的主要技術(shù)指標(biāo)。最初開發(fā)PAFC是為了控制發(fā)電廠的峰谷用電平衡,近來則側(cè)重于作為向公寓、購物中心、醫(yī)院、賓館等地方提供電和熱的現(xiàn)場集中電力系統(tǒng)。
  
  表ONSI公司PC25C型PAFC主要技術(shù)指標(biāo)
  
  電力輸出
  
  發(fā)電效率
  
  燃料
  
  質(zhì)量
  
  排熱利用
  
  環(huán)境狀況NOX
  
  體積
  
  200kW
  
  40%
  
  城市煤氣
  
  27.3t
  
  42%
  
  10×10-6
  
  3×3×5.5
  
  PAFC用于發(fā)電廠包括兩種情形:分散型發(fā)電廠,容量在10-20MW之間,安裝在配電站;中心電站型發(fā)電廠,容量在100MW以上,可以作為中等規(guī)模熱電廠。PAFC電廠比起一般電廠具有如下優(yōu)點(diǎn):即使在發(fā)電負(fù)荷比較低時(shí),依然保持高的發(fā)電效率;由于采用模塊結(jié)構(gòu),現(xiàn)場安裝簡單,省時(shí),并且電廠擴(kuò)容容易。
  
  下圖為ONSIPC25C型電站:
  
  
  
  5.2.質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)
  
  著名的加拿大Ballard公司在PEMFC技術(shù)上全球領(lǐng)先,現(xiàn)在它的應(yīng)用領(lǐng)域從交通工具到固定電站,其子公司BallardGenerationSystem被認(rèn)為在開發(fā)、生產(chǎn)和市場化零排放質(zhì)子交換膜燃料電池上處于世界領(lǐng)先地位。BallardGenerationSystem最初產(chǎn)品是250kW燃料電池電站,其基本構(gòu)件是Ballard燃料電池,利用氫氣(由甲醇、天然氣或石油得到)、氧氣(由空氣得到)不燃燒地發(fā)電。Ballard公司正和世界許多著名公司合作以使BallardFuelCell商業(yè)化。BallardFuelCell已經(jīng)用于固定發(fā)電廠:由BallardGenerationSystem,GPUInternationalInc.,AlstomSA和EBARA公司共同組建了BallardGenerationSystem,共同開發(fā)千瓦級(jí)以下的燃料電池發(fā)電廠。經(jīng)過5年的開發(fā),第一座250kW發(fā)電廠于1997年8月成功發(fā)電,1999年9月送至IndianaCinergy,經(jīng)過周密測試、評(píng)估,并提高了設(shè)計(jì)的性能、降低了成本,這導(dǎo)致了第二座電廠的誕生,它安裝在柏林,250kW輸出功率,也是在歐洲的第一次測試。很快Ballard公司的第三座250kW電廠也在2000年9月安裝在瑞士進(jìn)行現(xiàn)場測試,緊接著,在2000年10月通過它的伙伴EBARABallard將第四座燃料電池電廠安裝在日本的NTT公司,向亞洲開拓了市場。在不同地區(qū)進(jìn)行的測試將大大促進(jìn)燃料電池電站的商業(yè)化。第一個(gè)早期商業(yè)化電廠將在2001年底面市。下圖是安裝在美國Cinergy的Ballard燃料電池裝置,目前正在測試:
  
  
  
  下圖是安裝在柏林的250kWPEMFC燃料電池電站:
  
  
  
  在美國,PlugPower公司是最大的質(zhì)子交換膜燃料電池開發(fā)公司,他們的目標(biāo)是開發(fā)、制造適合于居民和汽車用經(jīng)濟(jì)型燃料電池系統(tǒng)。1997年,PlugPower模塊第一個(gè)成功地將汽油轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏。最近,PlugPower公司開發(fā)出它的專利產(chǎn)品PlugPower7000居民家用分散型電源系統(tǒng)。商業(yè)產(chǎn)品在2001年初推出。家用燃料電池的推出將使核電站、燃?xì)獍l(fā)電站面臨挑戰(zhàn),為了推廣這種產(chǎn)品,1999年2月,PlugPower公司和GEMicroGen成立了合資公司,產(chǎn)品改稱GEHomeGen7000,由GEMicroGen公司負(fù)責(zé)全球推廣。此產(chǎn)品將提供7kW的持續(xù)電力。GE/Plug公司宣稱其2001年初售價(jià)為$1500/kW。他們預(yù)計(jì)5年后,大量生產(chǎn)的燃料電池售價(jià)將降至$500/kW。假設(shè)有20萬戶家庭各安裝一個(gè)7kW的家用燃料電池發(fā)電裝置,其總和將接近一個(gè)核電機(jī)組的容量,這種分散型發(fā)電系統(tǒng)可用于尖峰用電的供給,又因分散式系統(tǒng)設(shè)計(jì)增加了電力的穩(wěn)定性,即使少數(shù)出現(xiàn)了故障,但整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)依然能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
  
  在Ballard公司的帶動(dòng)下,許多汽車制造商參加了燃料電池車輛的研制,例如:Chrysler(克萊斯勒)、Ford(福特)、GM(通用)、Honda(本田)、Nissan(尼桑)、VolkswagenAG(大眾)和Volvo(富豪)等,它們許多正在使用的燃料電池都是由Ballard公司生產(chǎn)的,同時(shí),它們也將大量的資金投入到燃料電池的研制當(dāng)中,克萊斯勒公司最近給Ballard公司注入4億5千萬加元用于開發(fā)燃料電池汽車,大大的促進(jìn)了PEMFC的發(fā)展。1997年,Toyota公司就制成了一輛RAV4型帶有甲醇重整器的跑車,它由一個(gè)25kW的燃料電池和輔助干電池一起提供了全部50kW的能量,最高時(shí)速可以達(dá)到125km/h,行程可達(dá)500km。目前這些大的汽車公司均有燃料電池開發(fā)計(jì)劃,雖然現(xiàn)在燃料電池汽車商業(yè)化的時(shí)機(jī)還未成熟,但幾家公司已確定了開始批量生產(chǎn)的時(shí)間表,Daimler-Benz公司宣布,到2004年將年產(chǎn)40000輛燃料電池汽車。因而未來十年,極有可能達(dá)到100000輛燃料電池汽車。
  
  PEMFC是一種新型、有遠(yuǎn)大前途的燃料電池,經(jīng)過從80年代初到現(xiàn)在的近20年的發(fā)展,質(zhì)子交換膜燃料電池起了翻天覆地的變化。這種變化從其膜電極的演變過程可見一斑。膜電極是PEMFC的電化學(xué)心臟,正是因?yàn)樗淖兓,才使得PEMFC呈現(xiàn)了今天的蓬勃生機(jī)。早期的膜電極是直接將鉑黑與起防水、粘結(jié)作用的Tefion微;旌虾鬅釅旱劫|(zhì)子交換膜上制得的。Pt載量高達(dá)10mg/cm2。后來,為增加Pt的利用率,使用了Pt/C催化劑,但Pt的利用率仍非常低,直到80年代中期,PEMFC膜電極的Pt載量仍高達(dá)4mg/cm2。80年代中后期,美國LosAlamos國家實(shí)驗(yàn)室(LANL)提出了一種新方法,采用Nafion質(zhì)子交換聚合物溶液浸漬Pt/C多孔氣體擴(kuò)散電極,再熱壓到質(zhì)子交換膜上形成膜電極。此法大大提高了Pt的利用率,將膜電極的載鉑量降到了0.4mg/cm2。1992年,LANL對(duì)該法進(jìn)行了改進(jìn),使膜電極的Pt載量進(jìn)一步降低到0.13mg/cm2。1995年印度電化學(xué)能量研究中心(CEER)采用噴涂浸漬法制得了Pt載量為0.1mg/cm2的膜電極,性能良好。據(jù)報(bào)道,現(xiàn)在LANL試驗(yàn)的一些單電池中,膜電極上鉑載量已降到0.05mg/cm2。膜電極上鉑載量的減少,直接可以使燃料電池的成本降低,這就為其商品化的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)備了條件。
  
  5.3.熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)
  
  50年代初,熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)由于其可以作為大規(guī)模民用發(fā)電裝置的前景而引起了世界范圍的重視。在這之后,MCFC發(fā)展的非?,它在電池材料、工藝、結(jié)構(gòu)等方面都得到了很大的改進(jìn),但電池的工作壽命并不理想。到了80年代,它已被作為第二代燃料電池,而成為近期實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)商品化燃料電池電站的主要研究目標(biāo),研制速度日益加快,F(xiàn)在MCFC的主要研制者集中在美國、日本和西歐等國家。預(yù)計(jì)2002年將商品化生產(chǎn)。
  
  美國能源部(DOE)去年已撥給固定式燃料電池電站的研究費(fèi)用4420萬美元,而其中的2/3將用于MCFC的開發(fā),1/3用于SOFC的開發(fā)。美國的MCFC技術(shù)開發(fā)一直主要由兩大公司承擔(dān),ERC(EnergyResearchCorporation)(現(xiàn)為FuelCellEnergyInc.)和M-CPower公司。他們通過不同的方法建造MCFC堆。兩家公司都到了現(xiàn)場示范階段:ERC1996年已進(jìn)行了一套設(shè)于加州圣克拉拉的2MW的MCFC電站的實(shí)證試驗(yàn),目前正在尋找3MW裝置試驗(yàn)的地點(diǎn)。ERC的MCFC燃料電池在電池內(nèi)部進(jìn)行無燃?xì)獾母馁|(zhì),而不需要單獨(dú)設(shè)置的改質(zhì)器。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,ERC對(duì)電池進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),將電池改成250kW單電池堆,而非原來的125kW堆,這樣可將3MW的MCFC安裝在0.1英畝的場地上,從而降低投資費(fèi)用。ERC預(yù)計(jì)將以$1200/kW的設(shè)備費(fèi)用提供3MW的裝置。這與小型燃?xì)鉁u輪發(fā)電裝置設(shè)備費(fèi)用$1000/kW接近。但小型燃?xì)獍l(fā)電效率僅為30%,并且有廢氣排放和噪聲問題。與此同時(shí),美國M-CPower公司已在加州圣迭戈的海軍航空站進(jìn)行了250kW裝置的試驗(yàn),現(xiàn)在計(jì)劃在同一地點(diǎn)試驗(yàn)改進(jìn)75kW裝置。M-CPower公司正在研制500kW模塊,計(jì)劃2002年開始生產(chǎn)。
  
  日本對(duì)MCFC的研究,自1981年"月光計(jì)劃"時(shí)開始,1991年后轉(zhuǎn)為重點(diǎn),每年在燃料電池上的費(fèi)用為12-15億美元,1990年政府追加2億美元,專門用于MCFC的研究。電池堆的功率1984年為1kW,1986年為10kW。日本同時(shí)研究內(nèi)部轉(zhuǎn)化和外部轉(zhuǎn)化技術(shù),1991年,30kW級(jí)間接內(nèi)部轉(zhuǎn)化MCFC試運(yùn)轉(zhuǎn)。1992年50-100kW級(jí)試運(yùn)轉(zhuǎn)。1994年,分別由日立和石川島播磨重工完成兩個(gè)100kW、電極面積1m2,加壓外重整MCFC。另外由中部電力公司制造的1MW外重整MCFC正在川越火力發(fā)電廠安裝,預(yù)計(jì)以天然氣為燃料時(shí),熱電效率大于45%,運(yùn)行壽命大于5000h。由三菱電機(jī)與美國ERC合作研制的內(nèi)重整30kWMCFC已運(yùn)行了10000h。三洋公司也研制了30kW內(nèi)重整MCFC。目前,石川島播磨重工有世界上最大面積的MCFC燃料電池堆,試驗(yàn)壽命已達(dá)13000h。日本為了促進(jìn)MCFC的開發(fā)研究,于1987年成立了MCFC研究協(xié)會(huì),負(fù)責(zé)燃料電池堆運(yùn)轉(zhuǎn)、電廠外圍設(shè)備和系統(tǒng)技術(shù)等方面的研究,現(xiàn)在它已聯(lián)合了14個(gè)單位成為日本研究開發(fā)主力。
  
  歐洲早在1989年就制定了1個(gè)Joule計(jì)劃,目標(biāo)是建立環(huán)境污染小、可分散安裝、功率為200MW的"第二代"電廠,包括MCFC、SOFC和PEMFC三種類型,它將任務(wù)分配到各國。進(jìn)行MCFC研究的主要有荷蘭、意大利、德國、丹麥和西班牙。荷蘭對(duì)MCFC的研究從1986年已經(jīng)開始,1989年已研制了1kW級(jí)電池堆,1992年對(duì)10kW級(jí)外部轉(zhuǎn)化型與1kW級(jí)內(nèi)部轉(zhuǎn)化型電池堆進(jìn)行試驗(yàn),1995年對(duì)煤制氣與天然氣為燃料的2個(gè)250kW系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。意大利于1986年開始執(zhí)行MCFC國家研究計(jì)劃,1992-1994年研制50-100kW電池堆,意大利Ansodo與IFC簽定了有關(guān)MCFC技術(shù)的協(xié)議,已安裝一套單電池(面積1m2)自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備,年生產(chǎn)能力為2-3MW,可擴(kuò)大到6-9MW。德國MBB公司于1992年完成10kW級(jí)外部轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究開發(fā),在ERC協(xié)助下,于1992年-1994年進(jìn)行了100kW級(jí)與250kW級(jí)電池堆的制造與運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),F(xiàn)在MBB公司擁有世界上最大的280kW電池組體。
  
  資料表明,MCFC與其他燃料電池比有著獨(dú)特優(yōu)點(diǎn):
  
  a.發(fā)電效率高比PAFC的發(fā)電效率還高;
  
  b.不需要昂貴的白金作催化劑,制造成本低;
  
  c.可以用CO作燃料;
  
  d.由于MCFC工作溫度600-1000℃,排出的氣體可用來取暖,也可與汽輪機(jī)聯(lián)合發(fā)電。若熱電聯(lián)產(chǎn),效率可提高到80%;
  
  e.中小規(guī)模經(jīng)濟(jì)性與幾種發(fā)電方式比較,當(dāng)負(fù)載指數(shù)大于45%時(shí),MCFC發(fā)電系統(tǒng)成本最低。與PAFC相比,雖然MCFC起始投資高,但PAFC的燃料費(fèi)遠(yuǎn)比MCFC高。當(dāng)發(fā)電系統(tǒng)為中小規(guī)模分散型時(shí),MCFC的經(jīng)濟(jì)性更為突出;
  
  f.MCFC的結(jié)構(gòu)比PAFC簡單。
  
  5.4.固體氧化物燃料電池(SOFC)
  
  SOFC由用氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)那樣的陶瓷給氧離子通電的電解質(zhì)和由多孔質(zhì)給電子通電的燃料和空氣極構(gòu)成?諝庵械难踉诳諝鈽O/電解質(zhì)界面被氧化,在空氣燃料之間氧的分差作用下,在電解質(zhì)中向燃料極側(cè)移動(dòng),在燃料極電解質(zhì)界面和燃料中的氫或一氧化碳反應(yīng),生成水蒸氣或二氧化碳,放出電子。電子通過外部回路,再次返回空氣極,此時(shí)產(chǎn)生電能。
  
  SOFC的特點(diǎn)如下:
  
  l由于是高溫動(dòng)作(600-1000℃),通過設(shè)置底面循環(huán),可以獲得超過60%效率的高效發(fā)電。
  
  由于氧離子是在電解質(zhì)中移動(dòng),所以也可以用CO、煤氣化的氣體作為燃料。
  
  由于電池本體的構(gòu)成材料全部是固體,所以沒有電解質(zhì)的蒸發(fā)、流淌。另外,燃料極空氣極也沒有腐蝕。l動(dòng)作溫度高,可以進(jìn)行甲烷等內(nèi)部改質(zhì)。
  
  與其他燃料電池比,發(fā)電系統(tǒng)簡單,可以期望從容量比較小的設(shè)備發(fā)展到大規(guī)模設(shè)備,具有廣泛用途。
  
  在固定電站領(lǐng)域,SOFC明顯比PEMFC有優(yōu)勢。SOFC很少需要對(duì)燃料處理,內(nèi)部重整、內(nèi)部熱集成、內(nèi)部集合管使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為簡單,而且,SOFC與燃?xì)廨啓C(jī)及其他設(shè)備也很容易進(jìn)行高效熱電聯(lián)產(chǎn)。下圖為西門子-西屋公司開發(fā)出的世界第一臺(tái)SOFC和燃?xì)廨啓C(jī)混合發(fā)電站,它于2000年5月安裝在美國加州大學(xué),功率220kW,發(fā)電效率58%。未來的SOFC/燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率將達(dá)到60-70%。
  
  
  
  被稱為第三代燃料電池的SOFC正在積極的研制和開發(fā)中,它是正在興起的新型發(fā)電方式之一。美國是世界上最早研究SOFC的國家,而美國的西屋電氣公司所起的作用尤為重要,現(xiàn)已成為在SOFC研究方面最有權(quán)威的機(jī)構(gòu)。
  
  早在1962年,西屋電氣公司就以甲烷為燃料,在SOFC試驗(yàn)裝置上獲得電流,并指出烴類燃料在SOFC內(nèi)必須完成燃料的催化轉(zhuǎn)化與電化學(xué)反應(yīng)兩個(gè)基礎(chǔ)過程,為SOFC的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。此后10年間,該公司與OCR機(jī)構(gòu)協(xié)作,連接400個(gè)小圓筒型ZrO2-CaO電解質(zhì),試制100W電池,但此形式不便供大規(guī)模發(fā)電裝置應(yīng)用。80年代后,為了開辟新能源,緩解石油資源緊缺而帶來的能源危機(jī),SOFC研究得到蓬勃發(fā)展。西屋電氣公司將電化學(xué)氣相沉積技術(shù)應(yīng)用于SOFC的電解質(zhì)及電極薄膜制備過程,使電解質(zhì)層厚度減至微米級(jí),電池性能得到明顯提高,從而揭開了SOFC的研究嶄新的一頁。80年代中后期,它開始向研究大功率SOFC電池堆發(fā)展。1986年,400W管式SOFC電池組在田納西州運(yùn)行成功。1987年,又在日本東京、大阪煤氣公司各安裝了3kW級(jí)列管式SOFC發(fā)電機(jī)組,成功地進(jìn)行連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)長達(dá)5000h,標(biāo)志著SOFC研究從實(shí)驗(yàn)研究向商業(yè)發(fā)展。進(jìn)入90年代DOE機(jī)構(gòu)繼續(xù)投資給西屋電氣公司6400余萬美元,旨在開發(fā)出高轉(zhuǎn)化率、2MW級(jí)的SOFC發(fā)電機(jī)組。1992年兩臺(tái)25kW管型SOFC分別在日本大阪、美國南加州進(jìn)行了幾千小時(shí)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行。從1995年起,西屋電氣公司采用空氣電極作支撐管,取代了原先CaO穩(wěn)定的ZrO2支撐管,簡化了SOFC的結(jié)構(gòu),使電池的功率密度提高了近3倍。該公司為荷蘭Utilies公司建造100kW管式SOFC系統(tǒng),能量總利用率達(dá)到75%,已經(jīng)正式投入使用。目前,SiemensWestinghouse宣布有兩座250kWSOFC示范電廠很快將在挪威和加拿大的多倫多附近建成。下圖為西屋公司在荷蘭安裝的SOFC示范電廠,它可以提供110kW的電力和64kW的熱,發(fā)電效率達(dá)到46%,運(yùn)行14000h。
  
  
  
  另外,美國的其它一些部門在SOFC方面也有一定的實(shí)力。位于匹茲堡的PPMF是SOFC技術(shù)商業(yè)化的重要生產(chǎn)基地,這里擁有完整的SOFC電池構(gòu)件加工、電池裝配和電池質(zhì)量檢測等設(shè)備,是目前世界上規(guī)模最大的SOFC技術(shù)研究開發(fā)中心。1990年,該中心為美國DOE制造了20kW級(jí)SOFC裝置,該裝置采用管道煤氣為燃料,已連續(xù)運(yùn)行了1700多小時(shí)。與此同時(shí),該中心還為日本東京和大阪煤氣公司、關(guān)西電力公司提供了兩套25kW級(jí)SOFC試驗(yàn)裝置,其中一套為熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。另外美國阿爾貢國家實(shí)驗(yàn)室也研究開發(fā)了疊層波紋板式SOFC電池堆,并開發(fā)出適合于這種結(jié)構(gòu)材料成型的澆注法和壓延法。使電池能量密度得到顯著提高,是比較有前途的SOFC結(jié)構(gòu)。
  
  在日本,SOFC研究是"月光計(jì)劃"的一部分。早在1972年,電子綜合技術(shù)研究所就開始研究SOFC技術(shù),后來加入"月光計(jì)劃"研究與開發(fā)行列,1986年研究出500W圓管式SOFC電池堆,并組成1.2kW發(fā)電裝置。東京電力公司與三菱重工從1986年12月開始研制圓管式SOFC裝置,獲得了輸出功率為35W的單電池,當(dāng)電流密度為200mA/cm2時(shí),電池電壓為0.78V,燃料利用率達(dá)到58%。1987年7月,電源開發(fā)公司與這兩家公司合作,開發(fā)出1kW圓管式SOFC電池堆,并連續(xù)試運(yùn)行達(dá)1000h,最大輸出功率為1.3kW。關(guān)西電力公司、東京煤氣公司與大阪煤氣公司等機(jī)構(gòu)則從美國西屋電氣公司引進(jìn)3kW及2.5kW圓管式SOFC電池堆進(jìn)行試驗(yàn),取得了滿意的結(jié)果。從1989年起,東京煤氣公司還著手開發(fā)大面積平板式SOFC裝置,1992年6月完成了100W平板式SOFC裝置,該電池的有效面積達(dá)400cm2,F(xiàn)Fuji與Sanyo公司開發(fā)的平板式SOFC功率已達(dá)到千瓦級(jí)。另外,中部電力公司與三菱重工合作,從1990年起對(duì)疊層波紋板式SOFC系統(tǒng)進(jìn)行研究和綜合評(píng)價(jià),研制出406W試驗(yàn)裝置,該裝置的單電池有效面積達(dá)到131cm2。
  
  在歐洲早在70年代,聯(lián)邦德國海德堡中央研究所就研究出圓管式或半圓管式電解質(zhì)結(jié)構(gòu)的SOFC發(fā)電裝置,單電池運(yùn)行性能良好。80年代后期,在美國和日本的影響下,歐共體積極推動(dòng)歐洲的SOFC的商業(yè)化發(fā)展。德國的Siemens、DomierGmbH及ABB研究公司致力于開發(fā)千瓦級(jí)平板式SOFC發(fā)電裝置。Siemens公司還與荷蘭能源中心(ECN)合作開發(fā)開板式SOFC單電池,有效電極面積為67cm2。ABB研究公司于1993年研制出改良型平板式千瓦級(jí)SOFC發(fā)電裝置,這種電池為金屬雙極性結(jié)構(gòu),在800℃下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),效果良好。現(xiàn)正考慮將其制成25~100kW級(jí)SOFC發(fā)電系統(tǒng),供家庭或商業(yè)應(yīng)用。
  
  表燃料電池的分類及技術(shù)比較
  
  燃料電池
  
  電解質(zhì)
  
  工作溫度
  
  電化學(xué)反應(yīng)式
  
  PEMFC
  
  固體有機(jī)膜
  
  60-100℃
  
  陽極:H2→2H++2e
  陰極:1/2O2+2H++2e→H2O
  
  PAFC
  
  H3PO4
  
  175-200℃
  
  陽極:H2→2H++2e
  陰極:1/2O2+2H++2e→H2O
  
  MCFC
  
 。↙i、Na、K)2CO3
  
  600-1000℃
  
  陽極:H2+CO32-→H2O+CO2+2e
  陰極:1/2O2+CO2+2e→CO32-
  
  SOFC
  
  YSZ(用Y2O3穩(wěn)定的ZrO2)
  
  600-1000℃
  
  陽極:H2+O2-→H2O+2e
  陰極:1/2O2+2e→O2-
  
  6.燃料資源評(píng)估
  
  燃料電池運(yùn)行時(shí)必須使用流動(dòng)性好的氣體燃料。低溫燃料電池要用氫氣,高溫燃料電池可以直接使用天然氣、煤氣。這種燃料的前景如何呢?我國的天然氣儲(chǔ)量是十分豐富的,現(xiàn)已探明陸地上儲(chǔ)量為1.9萬億m3,專家認(rèn)為我國已探明天然氣儲(chǔ)量為30萬億m3。我國還將利用豐富的鄰國天然氣資源,俄羅斯西西伯利亞已探明天然氣儲(chǔ)量為38.6萬億m3,可向我國年供氣200~300億m3;俄羅斯的東西伯利亞已探明天然氣儲(chǔ)量3.13萬億m3,可向我國年供氣100~200億m3;俄遠(yuǎn)東地區(qū)、薩哈林島探明天然氣儲(chǔ)量1萬億m3,可向我國東北年供氣100億m3以上。中亞地區(qū)的哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦和土庫曼斯坦三國探明的天然氣儲(chǔ)量6.77萬億m3,可向外供氣300億m3。我國規(guī)劃在2010年以前鋪設(shè)天然氣管線9000km,屆時(shí)有望在全國形成"兩縱、兩橫、四樞紐、五氣庫"的格局,形成可靠的供氣系統(tǒng)。其中的兩縱是南北的輸氣干線,即薩哈林島--大慶--沈陽干線和伊爾庫茨克--北京--日照--上海輸氣干線。目前我國的生產(chǎn)能力約為300億m3/a,2010年為700億m3,2020年為1000~1100億m3。天然氣主要成分為CH4(占90%左右),熱值高(每立方米天然氣熱值為8600~9500千卡),便于運(yùn)輸,在3000公里的距離內(nèi)運(yùn)用管道輸送都是十經(jīng)濟(jì)的。
  
  我國還可利用的液化天然氣(LNG)資源也是十分可觀的,可向中國立即提供LNG的國家有印度尼西亞、馬來西亞、卡塔爾等國。
  
  我國的煤層氣也十分豐富,陸上深埋2000米以內(nèi)淺的煤層氣資源量為32~35萬億m3,多于陸上天然氣資源量(30萬億m3),位于世界前列。
  
  另外作為后續(xù)資源,我國已發(fā)現(xiàn)在南海、東海深處有大量的天然氣水合物,其資源量為700億噸石油當(dāng)量。目前已有多個(gè)科研機(jī)構(gòu)正在研究其開采利用的技術(shù)。
  
  半個(gè)世紀(jì)以來,世界大多數(shù)國家時(shí)早以完成了由煤炭時(shí)代向石油時(shí)代的轉(zhuǎn)換,正在向石油、天然氣時(shí)代過度。如1950年在世界能源結(jié)構(gòu)中煤炭所占的比例為57.5%,而到1996年則下降為26.9%,天然氣占23.5%石油占39%兩者共占63%。能源界預(yù)測目前的消費(fèi)量,石油只能再用20年,而天然氣則可用100年,為此稱21世紀(jì)是"天然氣世紀(jì)"。我國的能源工業(yè)也必將跟上世界能源消費(fèi)潮流。
  
  另外由于環(huán)保的需要和IGCC技術(shù)的推動(dòng),煤的大型氣化裝置技術(shù)已經(jīng)過關(guān)。煤炭部門的有關(guān)專家介紹,目前的技術(shù)完全可以把煤轉(zhuǎn)換為氫氣,轉(zhuǎn)換效率可達(dá)80%,供給燃料電池作燃料,其效率要比常規(guī)熱動(dòng)力裝置效率高得多。
  
  我國有大量的生物資源(薪材3000萬噸、秸桿45000萬噸、稻殼1500萬噸、垃圾1.6億噸等),這種密度低分散度高資源可以轉(zhuǎn)換成沼氣或人工煤氣或甲醇供分散的、小型高效的燃料電池使用。如廣東番禺正在建設(shè)使用養(yǎng)豬場沼氣的燃料電池電站。
  
  我國在合成氨工業(yè)中,氫的年回收量可達(dá)到14億m3;在氯堿工業(yè)中有0.37億m3的氫可供回收利用。此外,在冶金工業(yè)、發(fā)酵制酒及丁醇溶劑廠等生產(chǎn)過程中都有大量氫可回收。上述各類工業(yè)副產(chǎn)氫的可回收總量,估計(jì)可達(dá)到15億m3以上。
  
  從長遠(yuǎn)發(fā)展看,小型、高效、靈活、分散的PEMFC、PAFC發(fā)電與集中高溫型MCFC和SOFC系統(tǒng)均是有燃料保證的。
  
  7.燃料電池發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性
  
  燃料電池是一種正在逐步完善的能源利用方式。其投資正在不斷的降低,目前PEMFC的國外商業(yè)價(jià)格為$1500/kW,PAFC的價(jià)格為$3000/kW。國內(nèi)富原公司公布其PEMFC接受訂貨的價(jià)格為10000元/kW。其他燃料電池國內(nèi)暫無商業(yè)產(chǎn)品。
  
  燃料電池發(fā)電與常規(guī)的火電投資比較不能單考慮電源投資,還應(yīng)將長距離輸電、配電投資與廠用電、輸電能耗和兩種能源轉(zhuǎn)換裝置的效率考慮在內(nèi)。如此來計(jì)算綜合投資大型的火電廠每千瓦約為1.3~1.5萬元。發(fā)電消耗的燃料為燃料電池的兩倍以上,按目前國內(nèi)天然氣最低市價(jià)(產(chǎn)地市價(jià)人民幣1元/m3)計(jì)算,當(dāng)發(fā)電時(shí)間超過70000h以后,用燃料電池發(fā)電將比用傳統(tǒng)的熱機(jī)發(fā)電更經(jīng)濟(jì)。在實(shí)際發(fā)電工程中還應(yīng)考慮傳統(tǒng)的熱機(jī)發(fā)電占地面積大,環(huán)境污染重的問題。隨著燃料電池發(fā)電技術(shù)的不斷完善,造價(jià)將不斷的降低,特別是在規(guī);a(chǎn)后,其造價(jià)將大幅度的下降,有理由相信,不久的將來這種發(fā)電方式會(huì)對(duì)傳統(tǒng)熱機(jī)發(fā)電構(gòu)成挑戰(zhàn)。
  
  最近國際上一些學(xué)者和國際組織認(rèn)為:大容量、高參數(shù)機(jī)組發(fā)電,超高壓、大電網(wǎng)遠(yuǎn)距離送電的集中供電是一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家過去走過的道路。目前的情況正在發(fā)生變化,較分散的發(fā)電站的出現(xiàn),再加上對(duì)改善能源投資的選擇,傳統(tǒng)的觀念變得過時(shí)了。1999年在布魯塞爾成立的國際熱電聯(lián)產(chǎn)(ICA)組織聲稱:"其實(shí)旨是推動(dòng)世界范圍內(nèi)的清潔、高效、分散的電力生產(chǎn),它預(yù)言這是下一個(gè)世紀(jì)電力工業(yè)的方向"。隨著小型分散的熱電廠、燃料電池發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等的出現(xiàn)和增加,當(dāng)今的電力系統(tǒng)將發(fā)生很大的轉(zhuǎn)變。超大型的電站與分散微型電站的結(jié)合可以減少在輸配電線路上的投資,會(huì)使得電力系統(tǒng)更安全更經(jīng)濟(jì)。一個(gè)目前擁有50個(gè)發(fā)電廠的電力公司在未來若干年內(nèi)會(huì)有幾千個(gè)甚至幾萬個(gè)微型電站與之相連。這種電力網(wǎng)絡(luò)類似于目前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),少數(shù)的幾臺(tái)主機(jī)與眾多的PC機(jī)相連。這種電網(wǎng)會(huì)使得各種能源得到更好利用和配置,這種變化將要求未來的電力系統(tǒng)運(yùn)行方式有一個(gè)重大的變革。
  
  將來的電網(wǎng)系統(tǒng)可能是現(xiàn)有的大電網(wǎng)和中小燃料電池共存狀態(tài)。因?yàn)榇箅娋W(wǎng)有其優(yōu)越性的同時(shí),也存在著缺陷,如高電壓長距離輸電將有6-8%的損失。而分散的中小型燃料電池電站可以在許多地點(diǎn)建立,可以減少送電損失(輸氫能量損失一般僅為3%),同時(shí)也為電網(wǎng)調(diào)峰做出了貢獻(xiàn)。中小型分散式電力系統(tǒng)將靈活地適應(yīng)季節(jié)性和地域性的電力需求變化。根據(jù)專家計(jì)算,一條直徑為0.91米的輸氫管道用于950-1600公里輸氫其所輸能量約相當(dāng)于50萬伏高壓輸電線路輸送能量的的10倍以上,而輸氫管道所需的建設(shè)費(fèi)用僅為建設(shè)高壓輸電線路的1/2-1/4,日常運(yùn)行維護(hù)也比輸電線路低得多。在美國這樣的電力工業(yè)已很發(fā)達(dá)的國家,將來對(duì)燃料電池的市場需要約為17000兆瓦以上,即中小型分散配置,有其獨(dú)特的優(yōu)越性。我國也將是這樣。
  
  8.對(duì)電力系統(tǒng)的影響展望
  
  被稱為第四代發(fā)電方式的燃料電池,由于具有燃料利用效率可達(dá)80%、不排放有害氣體(PAFC不排放任何氣體)、容量可根據(jù)需要而定,所以受到了各方面的極大關(guān)注。各國家的政府都在這方面增加研發(fā)資金,推動(dòng)其商業(yè)化的進(jìn)程。在近年它首先受到了交通界的重視,作為交通動(dòng)力裝置已被搬上汽車、艦船,幾乎同時(shí)它受到了國外電力系統(tǒng)的重視。PAFC發(fā)電裝置已有數(shù)萬套進(jìn)入賓館、家庭運(yùn)行,PAFC已有了4萬多小時(shí)的運(yùn)行記錄。
  
  我國稀土資源豐富,發(fā)展MCFC和SOFC技術(shù)具有十分有利的條件。以天然氣和凈化煤氣為燃料的MCFC和SOFC發(fā)電效率高達(dá)55%~65%,而且還可提供優(yōu)質(zhì)余熱用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,是一種優(yōu)良的區(qū)域性供電電站。熱電聯(lián)供時(shí),燃料利用率高達(dá)80%以上。專家們認(rèn)為它與各種大型中心電站的關(guān)系,頗類似于個(gè)人電腦與大型中心計(jì)算機(jī)的關(guān)系,二者互為補(bǔ)充。二十一世紀(jì),這種區(qū)域性、環(huán)境友好的、高效的發(fā)電技術(shù)有可能發(fā)展成為一種主要的供電方式。
  
  最近日本提出2010年普及燃料電池的應(yīng)用,并向發(fā)達(dá)歐美國家建議制定安全基準(zhǔn)和通用規(guī)格。隨著其生產(chǎn)成本的降低,燃料電池也將在我國獲得快速的發(fā)展,它將對(duì)傳統(tǒng)的熱機(jī)發(fā)電構(gòu)成有利的挑戰(zhàn)。展望其對(duì)電力系統(tǒng)的影響如下:
  
  8.1調(diào)峰能力增加
  
  應(yīng)用氫氣做燃料PEMFC已經(jīng)商業(yè)化,在國外容量為3kW、5kW、7kW等熱電聯(lián)用的燃料電池正在源源不斷地進(jìn)入家庭,數(shù)百kW的燃料電池正在源源不斷地進(jìn)入旅館、飯店商廈等場所。這些電力裝置同小型光伏發(fā)電裝置一樣可以獨(dú)立發(fā)電,也可與電力網(wǎng)相連。為了獲得氫燃料,目前在非純氫燃料電池前均加了燃料改質(zhì)器。據(jù)專家介紹,碳納米管儲(chǔ)氫技術(shù)已獲得突破,隨著其商業(yè)化的發(fā)展,實(shí)行家庭發(fā)電將像用煤氣灶與煤氣罐配合使用一樣方便,購一罐氫氣可以發(fā)電數(shù)月(3kg氫氣能量可以使一般轎車行駛500km)。在有煤氣或天然氣管道的地方,打開氣閥就可以發(fā)電和供熱水。
  
  可以使用天然氣、煤氣為燃料的MCFC、SOFC發(fā)電能力為數(shù)千kW發(fā)電裝置將座落于較大的公用場所,用管道向燃料電池提供燃?xì)鉃楦浇挠脩籼峁╇娏蜔崮,使城市的發(fā)電不再污染環(huán)境。成千上萬的燃料電池發(fā)電裝置服役,必將使得電網(wǎng)的調(diào)峰能力大大增強(qiáng),常規(guī)的火電廠,由于存在有較大污染,因此讓其遠(yuǎn)離城區(qū)帶基本負(fù)荷。在缺乏調(diào)峰手段和缺乏調(diào)峰電量的東北電網(wǎng)加大燃料電池的入網(wǎng)量,必將大大地提高未來電網(wǎng)的調(diào)峰能力。
  
  8.2節(jié)約配電網(wǎng)的建設(shè)費(fèi)用
  
  我國有許多偏遠(yuǎn)的山村和海島,遠(yuǎn)離電網(wǎng)或處在電網(wǎng)的末端,用電量不大。從商業(yè)角度考慮,架設(shè)高電壓等級(jí)的線路是不合算的,但不架設(shè)又難以實(shí)現(xiàn)村村通電的目標(biāo)。有了燃料電池,用當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)氣體為燃料,再配合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)能、太陽能等,就可以滿足當(dāng)?shù)氐拈L期的電能需求。這樣可以使投資更加合理,又提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。
  
  8.3提高電網(wǎng)的安全性
  
  目前電網(wǎng)均采用高壓長距離輸電的方式使偏僻山區(qū)的水電和坑口、路口以及海口處的火電輸送到負(fù)荷中心地帶。中外近年多次電網(wǎng)事故證明,在地震、水災(zāi)、暴風(fēng)、冰雪、雷電等自然災(zāi)害面前,這種系統(tǒng)往往是十分脆弱的。而星羅棋布的燃料電池加入到電網(wǎng)中供電,將會(huì)大大提高電網(wǎng)的安全性。在某個(gè)遠(yuǎn)距離的基本負(fù)荷電源跳閘時(shí),燃料電池可以對(duì)電網(wǎng)起到一定的支承作用,保證重要用戶的電能需求。隨著MCFC、SOFC技術(shù)的突破、天然氣管線的鋪通和大型煤氣化技術(shù)的解決,屆時(shí)人們會(huì)看到,對(duì)于大規(guī)模的應(yīng)用化石能源的電力系統(tǒng)來說,變長距離輸電為長距離輸氣,應(yīng)用大中小相結(jié)合的各種燃料電池靠近負(fù)荷供電供熱會(huì)更經(jīng)濟(jì)、更安全。
  
  8.4電網(wǎng)管理
  
  燃料電池發(fā)電將增加管理的復(fù)雜性。一是燃料電池發(fā)的均是直流電,需變頻后入網(wǎng),如此將需要對(duì)諧波進(jìn)行控制;二是價(jià)格管理,每一個(gè)小的系統(tǒng)與電網(wǎng)均有電量交換,需要進(jìn)行合理的價(jià)格管理,這與其他新能源入網(wǎng)問題一樣(如太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能發(fā)電),入網(wǎng)電量小,管理量不小。
  
  9.結(jié)束語
  
  人類自從19世紀(jì)以來,經(jīng)歷了三次能源結(jié)構(gòu)革命。第一次能源革命發(fā)生在19世紀(jì)第一次產(chǎn)業(yè)革命以后,由于蒸汽機(jī)的大量應(yīng)用,傳統(tǒng)的能源--柴薪已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要,于是各國的能源需求開始轉(zhuǎn)向以煤炭為主;第二次能源革命是在20世紀(jì)初開始的,當(dāng)時(shí)不斷發(fā)展的電力、鋼鐵工業(yè)帶動(dòng)了內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的推廣,此時(shí)石油逐漸取代了煤炭的地位;第三次能源革命在20世紀(jì)70年代初開始的石油危機(jī),它推動(dòng)了新能源的發(fā)展和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。專家認(rèn)為能源革命時(shí)間正在縮短,新的能源結(jié)構(gòu)革命正在悄悄地來臨,其動(dòng)力來自于目前的能源利用方式與環(huán)境的矛盾日益尖銳、傳統(tǒng)的能源利用方式與能源資源量的矛盾日益尖銳。新的能源資源在當(dāng)前已占有相當(dāng)?shù)姆蓊~(世界范圍內(nèi)石油占總能源消費(fèi)的36%,天然氣已占到23%),高效、潔凈、便捷的能源利用方式--燃料電池開始進(jìn)入商業(yè)化階段。
  
  我國的煤炭資源比較豐富,目前在我們的能源結(jié)構(gòu)中約占72%。為了解決現(xiàn)代化巨大的電能需求與環(huán)境的尖銳矛盾,我國一方面加快了潔凈化用煤的技術(shù)(煤的整體氣化)發(fā)展,一方面在迅速地增大天然氣應(yīng)用在能源中的比例。氣體能源的發(fā)展為燃料電池在我國廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了極好的條件。建議如下:
  
  遼寧地區(qū)能源資源單一,從長遠(yuǎn)看只能靠煤電解決本地區(qū)的電能需求。但是傳統(tǒng)電能轉(zhuǎn)換方式與本地的環(huán)境矛盾日益尖銳,發(fā)展使用氣體能源燃料電池發(fā)電可以很好地解決本地電能需求且不污染環(huán)境,也有利于解決本地十分棘手的電網(wǎng)調(diào)峰問題。燃料電池發(fā)電不僅是可能的而且是可行的,可以做成小型的電池堆或用其建成大型的電站。應(yīng)從現(xiàn)在起加強(qiáng)燃料電池發(fā)電的研究工作,立足于用高技術(shù)改造東北電網(wǎng)。
  
  鑒于我國對(duì)電站用燃料電池的研究還比較落后,我們應(yīng)走風(fēng)力發(fā)電的路線,采用高起點(diǎn)起步,整機(jī)引進(jìn)國外的燃料電池發(fā)電設(shè)備,可以先引進(jìn)規(guī)模較小的電池堆。這樣可以使我們更快地掌握高技術(shù),有利于燃料電池發(fā)電在我省更快的發(fā)展。
  
  大連化學(xué)物理研究所走在了我國在燃料電池研究的前面,而且對(duì)燃料電池的種類研究的也比較全面,遼寧省有很好的燃料電池研究生產(chǎn)條件,我國有大量的燃料電池所用的稀土資源。應(yīng)很好地利用這一資源,在開發(fā)燃料電池應(yīng)用市場的同時(shí),參與燃料電池的生產(chǎn),如同內(nèi)蒙古和新疆風(fēng)電產(chǎn)業(yè)一樣,既是產(chǎn)品的使用者也是生產(chǎn)者,搶占燃料電池這一高技術(shù)的制高點(diǎn)。
  
  
  
  
  
  

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