探讨在我国电力系统发展燃料电池发电的技术路线

《探讨在我国电力系统发展燃料电池发电的技术路线》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、探讨在我国电力系统发展燃料电池发电的技术路线　　技术特点　　燃料电池发电是在一定条件下使燃料和氧化剂发电化学反应，将化学能直接转换为电能和热能的过程。与常规电池的不同：只要有燃料和氧化剂供给，就会有持续不断的电力输出。与常规的火力发电不同，它不受卡诺循环的限制，能量转换效率高。与常规发电相比燃料电池具有以下优点：　　理论发电效率高，发展潜力大。燃料电池本体的发电效率可达到50%一60％，组成的联合循环发电系统在MW规模即可达到70％以上的发电效率。　　污染物和温室气体排放量少。与传统的火电机组相比，C02排出量可减少40％一60％。N

2、ox和SOx排放量很少。　　小型高效，可提高供电可靠性。燃料电池的发电效率受负荷和容量的影响较小。　　低噪音。在距发电设备3英尺处噪音小于60dB。　　电力质量高。电流谐波和电压谐波均满足IEEE519标准。　　变负荷率高。变负荷率可达到／min，负荷变化的范围大。　　燃料电池可使用的燃料有氢气、甲醇、煤气、沼气、天然气、轻油、柴油等。　　模块化结构，扩容和增容容易，建厂时间短。　　占地面积小，占地面积小于lm2／KW.　　自动化程度高，可实现无人操作。　　总之，燃料电池是一种高效、洁净的发电方式，既适合于作分布式电源，又可在将来组成

3、大容量中心发电站，是2l世纪重要的发电方式。制约燃料电池走向大规模商业化的主要因素是：高价格和寿命问题。　　燃料电池的应用形式　　现场热电联供，常用的容量为200KW一1MW.　　分布式电源，容量比现场用燃料电池大，约MW.　　基本负荷的发电站，容量为。　　燃料电池还可用于100W-100KW多种可移动电源、便携式电源、航空电源、应急电源和计算机电源等。　　采用燃料电池发电是提高化石燃料发电效率的重要途径之一　　以高温燃料电池组成的联合循环发电系统，可使发电效率达到60%-75%，这一目标将在XX年左右实现。预计到XX年，发电效率可超

4、过72％。煤气化燃料电池联合循环的发电效率可达到62％以上。以燃料电池组成的热电联产机组的总热效率可达到85％以上。燃料电池本体的发电效率基本不随容量的变化而变化，这使得燃料电池既可用作小容量分散电源，又可用于集中发电应用范围广泛。　　燃料电池发电可有效地降低火力发电的污染物和温室气体排放量　　燃料电池发电中几乎没有燃烧过程，NOx排放量很小，一般可达到kg／以下，远低于天然气联合循环的NOx排放量。由于燃料进入燃料电池之前必须经过严格的净化处理，碳氢化合物也必须重整成氢气和CO，因此，尾气中S02、碳氢化合物和固态粒子等污染物排量也

5、污染物的含量非常低。与常规燃煤发电机组相比，C02的排放量可减少40％一60%.在目前CO2分离和隔绝技术尚不成熟的状况下，通过提高能源转换效率减少CO2排放是必然的选择。　　2.3采用燃料电池发电可提高供电的灵活性和可靠性　　燃料电池具有高效率、低污染、低噪声、模块化结构、体积小、可靠性高等突出特点，是理想的分布式电源。与目前一些可做为分布式电源的内燃机相比，燃料电池的发电效率更高、污染更低。在250KW-lOMW的功率范围内，具有与目前数百兆瓦中心电站相当甚至更高的发电效率。作为备用电源的柴油发电机由于污染和噪声大不宜在未来的城市

6、中应用。低温燃料电池不仅发电效率高，而且启动快、变负荷能力强，是很好的备用电源。现代社会对供电的可靠性和环境的兼容性要求越来越高，高效、低污染的分布式电源系统日益受到重视。近年来美国、加拿大、台湾相继发生因自然灾害或人为因素造成的大面积停电，许多重要用户长期不能恢复供电，给社会和经济造成了巨大的损失。北约轰炸南联盟，使电力系统严重受损。这些由不可抗力引起的电网破坏无不使人引发出一个重要的思考：提高我国电力系统供电的可靠性和供电质量，虽然主要依靠电网的改造和技术革新，但如果在电网中有许多分布式电源在运转，供电的可靠性将会大大提高。　　对

7、于象军事基地、指挥中心、医院、数据处理和通讯中心、商业大楼、娱乐中心、政府要害部门、制药和化学材料工业、精密制造工业等部门，对电力供应的可靠性和质量要求很高。目前采用的备用电源效率低、污染严重、电压波动大。而采用燃料电池作为分布式电源向这些部门提供电力，会使供电的可靠性和电力质量大大提高。他们将是燃料电池发电技术的第一批用户。　　对于边远地区，负荷小且分散，若建设完善的电网，不仅投资大，线损大，且电网末端地区电力质量不稳定。对于这些区域若辅助燃料电池发电的分布式电源，更能有效地解决这些地区的电力供应问题。燃料电池的重量比功率和体积比功

8、率均比常规的小型发电装置大，因此，它也是理想的移动电源，适合于各种建设工地、野外作业和临时急用。　　发展燃料电池发电技术是提高国家能源和电力安全的战略需要　　美国已将燃料电池发电列为国家安全关键技术之一。美、日之所以能在