FC的应用——燃料电池课件

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1、燃料电池的实际应用与发展前景•燃料电池应用概述•便携式电源•燃料电池电动车•燃料电池发电站•燃料电池舰艇与飞机燃料电池应用概述作为一种清洁、高效而且性能稳定的电源技术，燃料电池已经在航空航天领域以及军事领域得到了成功的应用，现在世界各国正在加速其在民用领域的商业开发。与现有技术相比，燃料电池在电源、电力驱动、发电等领域内都有明显的优点，具有广泛的应用前景。在未来的若干年里，燃料电池的需求将会突飞猛进。根据业内人士乐观估计，到2010年将会有上百万户家庭使用燃料电池作为家庭电源，将有数万辆燃料电池车

2、在道路行驶。到那时，燃料电池将在全世界约有l00亿美元左右的市场规模。从短期来看，燃料电池可能最先会在移动电源领域取得商业化的成功。随着各项科技的进步，种类繁多的便携式电子用电设备让人目不暇接，传统电池容量的提高与电子设备节电设计也不能满足人们对功能强大的电子设备的耗电需求，质子交换膜燃料电池和直接甲醇燃料电池将会在这一领域大有作为。作为移动电话、个人数字设备(PDA)、便携式摄像机、笔记本电脑、电动玩具等的电源，燃料电他将开创一条商业化应用的道路。作为电动汽车的动力电源是燃料电池最具吸引力的应用

3、方向之一。目前世界各大汽车制造商都先后投入巨资开发燃料电池电动汽车，例如通用、戴姆勒—克莱斯勒、本田、丰田等，仅通用汽车一家就在燃料电池电动汽车的研究开发项日上投入了约10亿美元。目前，这些汽车巨头们都相继展出、示范了他们开发的燃料电池汽车，例如通用的Hydr、Gen3、戴姆—克菜斯勒的FLcell、丰田的FcHv4、本田的Fcxv3等。虽然汽车生产商热情很高，希望近几年能让燃料电池汽车进入市场，但目前还没有那家企业达到商业化阶段。目前燃料电池汽车价格高昂，燃料电池发动机价格是汽油发动机的10倍左

4、右，不具有市场竞争优势。更让汽车巨头们头疼的是，缺乏氢气的制备、储存与运输这些庞杂的基础设施。根据计算，要建立一套每天100万桶石油当量的氢气制备厂、运输管线、加氢站等基础设施网络，投资将会高达1000亿美元甚至更多，而这个当量仅是目前美国道路能耗的10％。目前只有美国加利福尼亚州计划到2010年建成一个加氢基础设施网络。受这些条件制约，多数业内人士认为至少需要15—20年时间才能使燃料电池电动汽车市场逐渐形成规模。燃料电池是继水电、火电、核电之后的第四代发电技术，与常规发电技术相比，燃料电池具有

5、许多优点：发电效率高，可达到40％一60％，热电联合循月效率可达到70％以上；污染小，氮氧化物、硫氧化物排放量很少，二氧化碳排放也比火电少40％一60％；躁声小；电厂规模可调，可模块化等。作为集中式发电厂和分布式发电站，目前以磷酸燃料电池技术最为成熟，美国和日本都达到兆瓦级试验电站阶段，日本干叶县的11Mw试验电厂是世界上最大的燃料申池发电厂。磷酸燃料电池电站基本处于前期商业化阶段，仅日本就有上百套电站系统在运行。缺点是发电成本偏高，目前的价格水平处于1500一3000$/kw之间，这是影响其广泛

6、应用的一个制约因素之一。从技术上讲，磷酸燃料电池效率偏低，只有40％左右，由于工作温度较低(200℃左右，余热的利用价值不高。所以现在广泛地被认为，处于更高温度工作的熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池更加适合作为集中式电厂作热电联供发电。目前限制这两种高温燃料电池大规模应用的主要原因还是价格昂贵，固态能量转换联盟期望到2010年能把成本降低至400$/kW左右。几种燃料电池发电技术与传统发电技术的比较全世界FC电站累计数量表FC电站地区分布情况FC电站主要厂商及市场占有份额情况FC电站采用FC

7、类型FC电站概况在全世界范围内，固定电站是燃料电池尝试和测试最多的应用方式。对于燃料电池大型电站的研究开发已有三十多年的历史了。电力公司对燃料电池的开发可以追溯到20世纪60年代末70年代初。1971年，爱迪生电力研究所、联合技术公司(UTC）及几家电力公司开始研究燃料电池发电。1972年联合技术公司与九家电力公司合作，执行燃料电池发电计划，并于1977年建成了1MwPAFC试验电厂。1Mw发电厂试验成功后，计划在纽约曼哈顿区(Manhattan)建造一个4.5MWPAFC实验电厂。原计划定于19

8、78年底前试运行，1979年结束整个试验。但实施中安装和试验进展缓慢。主要问题是有关未经试验的新技术的许可证和消防安全问题，尤其是燃料及氢气的加工、贮存。由此还引发了预料之外的耐压试验，包括换热器。一些换热器在冬季进行水力实验过程中因冻裂而报废。到1983年底，1976年制造的PAFC电池堆超出了有效使用期(电解质干枯)，这时发电厂的储能部分的安装还没完成。不过，最终还是拿到了运行许可证，成为第一家被允许在市区内运行的发电厂。第二套4.5Mw试验发电机组是东京电力株式会社1980年