主要內(nèi)容
1、全球部署固定式燃料電池—概述
全球已安裝超過800兆瓦的額定功率超過200千瓦的大型固定式燃料電池系統(tǒng)，用于分布式發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用。這些裝機(jī)份額主要分布在美國和韓國。圖1顯示了截至2017年底安裝的不同技術(shù)類型大容量燃料電池的相對份額?？梢钥闯觯@主要由三種技術(shù)主導(dǎo)，其中熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）占有最大份額，其次是固體氧化物燃料電池（SOFC）和磷酸燃料電池（PAFC）。迄今為止，僅部署了少量基于質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）和堿性燃料電池（AFC）技術(shù)的大容量裝置。在過去的5年中，盡管美國已經(jīng)宣布了幾個兆瓦級MCFC安裝的計劃（詳見MCFC部分），但部署趨勢表明PAFC的增長速度最快。大型固定式燃料電池單元由公用事業(yè)公司部署，為分布式發(fā)電和熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）應(yīng)用提供電力，后者主要在亞洲。雖然大量安裝設(shè)備同時產(chǎn)生熱量和電力，但也存在純發(fā)電系統(tǒng)的市場，例如為美國客戶提供備用電源的系統(tǒng)。
圖1 自2007年以來大型固定式燃料電池累計全球部署（部署數(shù)據(jù)從2000年開始考慮），按技術(shù)分類
在圖2中，顯示的是相同的數(shù)據(jù)，但按地理區(qū)域的部署情況進(jìn)行了劃分?？梢钥闯?，在大型固定式燃料電池系統(tǒng)裝機(jī)方面，兩個國家（美國和韓國）完全占主導(dǎo)地位，其他地區(qū)只有有限的部署。
圖2 自2007年以來大型固定式燃料電池的累計全球部署（部署數(shù)據(jù)從2000年開始考慮），按地區(qū)分類
2、總結(jié)
主要地區(qū)采用大型固定式燃料電池的情況可歸納如下：
美國：
?為州級公共資金（特別是CA和CT）的項(xiàng)目部署提供大量資金支持
?主要驅(qū)動因素很大程度是綠色能源發(fā)展目標(biāo)和電網(wǎng)供應(yīng)缺乏可靠性
?主要應(yīng)用是電力供應(yīng)和備用；客戶往往是大型公共服務(wù)提供商
?所有三種主要技術(shù)（MCFC，SOFC，PAFC）均在美國境內(nèi)生產(chǎn)和制造
?只有加利福尼亞限定燃料必須來自可再生資源。
韓國：
?由于大量溫室氣體排放和空氣質(zhì)量變差，提出了遠(yuǎn)大的可再生能源發(fā)展計劃。
?無論燃料來源如何，燃料電池都被指定為“新能源和可再生能源”計劃的一部分，因此有資格獲得政府財政支持。
?部署大規(guī)模燃料電池有利于獲得重要的公共資金支持。韓國似乎并不關(guān)心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)的所有權(quán)（主要來自美國）。
?許多項(xiàng)目由受政府激勵的大型電力生產(chǎn)商實(shí)施。
?PAFC和MCFC占主導(dǎo)地位。
日本：
?非常少量的大型固定項(xiàng)目。
?更多地關(guān)注交通運(yùn)輸和住宅領(lǐng)域的應(yīng)用。
?大型企業(yè)集團(tuán)投資燃料電池開發(fā)（其他地方，主要是公司致力于燃料電池開發(fā)）。
歐盟：
?非常少量的大型固定項(xiàng)目。
?中等范圍（5-400 kWe）的產(chǎn)品開發(fā)還不完善。
?依賴于大規(guī)模固定應(yīng)用（尤其是來自美國）的全球?qū)Ｓ屑夹g(shù)。
?至少對某些國家而言，確實(shí)存在支持實(shí)施的經(jīng)濟(jì)案例，比如對點(diǎn)火差價（Spark spread）的計算。
在下面的表2中，總結(jié)了上文討論的關(guān)鍵地區(qū)采用大型固定燃料電池的主要驅(qū)動因素，以及每個地區(qū)的主觀評級，表明了這一驅(qū)動因素對技術(shù)應(yīng)用的正面或負(fù)面影響。值得注意的是，驅(qū)動因素特別針對的是大規(guī)模燃料電池的實(shí)施，而不是其他燃料電池的應(yīng)用（例如，日本的政府激勵措施對大型固定燃料電池的實(shí)施支持力度較低，但它大力支持微型燃料電池的推廣應(yīng)用）。
表2 不同地區(qū)采用大型固定式燃料電池的關(guān)鍵驅(qū)動因素總結(jié)。
最后一欄顯示了迄今為止的實(shí)際應(yīng)用水平
3、結(jié)論
固定燃料電池開發(fā)和部署已經(jīng)很久，在過去十年中增長強(qiáng)勁，但這是否會導(dǎo)致完全商業(yè)化以及哪些技術(shù)會得到大力發(fā)展，尚不確定。
目前，大規(guī)模燃料電池的全球部署主要由美國和韓國市場主導(dǎo)，這些市場約占裝機(jī)容量的95％。在美國，在州一級采取的方法也存在重大差異，大部分容量僅在兩個州安裝。事實(shí)上，加利福尼亞州、康涅狄格州和韓國的總和，占據(jù)了全球70％以上的固定式燃料電池容量。
在全球范圍內(nèi)，三種技術(shù)占主導(dǎo)地位：MCFC，SOFC和PAFC。啟動的AFC和PEMFC項(xiàng)目非常有限。此外，一家專業(yè)公司主導(dǎo)一種FC類型的生產(chǎn)：FuelCell Energy（MCFC），Bloom Energy（SOFC）和斗山燃料電池（PAFC）。
燃料電池制造商仍主要依賴公共資金，以支持大型固定式燃料電池的部署活動，無論是通過技術(shù)推動還是市場拉動措施。這一階段的主要障礙是燃料電池的可靠性（可用性和壽命）和成本。對電化學(xué)過程缺乏基本了解被認(rèn)為是燃料電池行業(yè)遭受許多挫折的原因之一。有趣的是，美國和韓國提供的國家財政支持類型似乎并沒有有意選擇特定的燃料電池技術(shù)路線，而是幫助多種技術(shù)共同發(fā)展。由于對于每一種燃料電池技術(shù)只有一家制造商，因此必須采取某種形式的競爭來降低產(chǎn)品成本和供應(yīng)鏈成本。目前，此競爭必須來自替代燃料電池技術(shù)。
顯然，如果要在歐洲實(shí)現(xiàn)美國和韓國的實(shí)施水平，就需要大量的財政激勵措施。歐盟在大型固定燃料電池領(lǐng)域擁有專有技術(shù)，但通常燃料電池公司都專注于中小規(guī)模應(yīng)用。這些專業(yè)公司，特別是SOFC和PEMFC公司，可以進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)品的規(guī)模等級。但是，如果歐洲尋求部署大型固定式燃料電池，那么可能需要為以下方面提供激勵措施：
?重點(diǎn)鼓勵歐盟本土現(xiàn)有技術(shù)的規(guī)模擴(kuò)大，并在歐盟內(nèi)部用于特定領(lǐng)域。
?不依賴歐盟內(nèi)部開發(fā)的技術(shù)大規(guī)模部署項(xiàng)目（這類似于韓國采取的方法）。
使用歐盟以外（主要是美國）技術(shù)的項(xiàng)目可能比使用歐洲本土技術(shù)的項(xiàng)目更難實(shí)施，但通過歐洲供應(yīng)鏈或制造基地的長期發(fā)展可以看到效益前景。
另一方面，歐洲存在與韓國或美國部分地區(qū)不同的驅(qū)動因素。尤其是，歐洲受益于穩(wěn)定的電網(wǎng)。投資技術(shù)開發(fā)以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的目標(biāo)，將有助于克服一些現(xiàn)存障礙，尤其是降低成本，提高可靠性和耐久性。歐洲對用于居民的固定式燃料電池?fù)碛袕?qiáng)大的生產(chǎn)制造基礎(chǔ)，通過采取正確的激勵措施，可以進(jìn)一步擴(kuò)大其規(guī)模。點(diǎn)火差價分析表明，某些歐洲國家可能存在商業(yè)模式。
