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5电力质量高。
电流谐波和电压谐波均满足519标准。
6变负荷率高。
变负荷率可达到8％一％／，负荷变化的范围大20一120。
7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。
8模块化结构，扩容和增容容易，建厂时间短。
9占地面积小，占地面积小于2／。
10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，又可在将来组成大容量中心发电站，是2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。
2．1燃料电池的应用形式1现场热电联供，常用的容量为200一1。
2分布式电源，容量比现场用燃料电池大，约2-20。
3基本负荷的发电站中心发电站，容量为100-300。
4燃料电池还可用于100-100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。
2为什么要在我国电力系统发展燃料电池发电技术?
2．1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2019年左右实现。
预计到2019年，发电效率可超过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。
2．2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，排放量很小，一般可达到．139一0．236／·
以下，远低于天然气联合循环的排放量1／·
一3．。
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，因此，尾气中02、碳氢化合物和固态粒子等污染物排量也污染物的含量非常低。
与常规燃煤发电机组相比，02的排放量可减少40％一60．在目前2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2排放是必然的选择。
23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250-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。
2．4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、日之所以能在燃料电池技术方面处于世界领先地位，与国家从战略高度予以组织、资助和推动密不可分。
在目前复杂的国际环境下，高技术的垄断日趋严重，掌握清洁高效发电的高新技术对未来国家的能源和电力安全具有重要的战略意义，而燃料电池发电技术，正是这种高效清洁的高新发电技术之一。
燃料电池突出的优点，以及发达国家竟相投入巨资研究开发的行动，足以说明燃料电池发电技术在21世纪会起到越来越重要的作用。
2．5发展燃料电池发电技术是国电公司加强技术创新，发展高科技，形成高新技术产业的需要燃料电池发电技术是电力工业中的高新技术，己受到普遍重视。
美国燃料电池发电技术的研究开发主要由美国能源部组织实施，其中一个重要的目的就是形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力。
日本的东京电力公司、关西电力公司及其它公用事业单位是日本燃料电池开发及商业化的主要承担者和推动者，其目的也是为电力公司注入新的经济增长点以获得巨大的经济效益和社会效益。
国家电力公司处在完成两型、两化、进入世界500强的历史时刻，恰逢党中央国务院号召全国各行业加强技术创新，发展高科技，实现产业化的有利时机，在国家电力公司内不失时机地进行燃料电池发电技术的研究开发是非常必要的。
采取引进、消化、吸收和再创新的技术路线，以高起点，在尽可能短的时间内初步形成自主产权的燃料电池发电关键技术，不仅可以使我国在燃料电池发电技术领域与国外的差距大大缩小，而且，对国家电力公司进行发电系统的结构调整、技术创新、形成高新技术产业、实现跨越式发、提高国际
竞争能力都具有非常重要的意义。
2．6燃料电池发电技术在我国有广阔的发展前景未来二十年，随着我国西气东送，全国天然气管网的不断完善及液化天然气的广泛应用，燃用天然气的燃料电池发电将会有很大市场。
煤层气也是燃料电池的理想燃料。
我国丰富的煤层气资源也将是燃料电池发电的巨大潜在能源之一。
燃料电池可与常规燃气一蒸汽联合循环结合，形成更高效率的发电方式。
与煤气化联合循环结合，形成数百兆瓦级的大型、高效、低污染的中心发电站，比效率更高，污染更小。
燃料电池可与水电、风电和太阳能发电等结合，在高出力时，利用电解水制氢，低出力时用燃料电池发电，达到既储能，又高效发电的目的。
采取气化或厌氧处理的方法将生物质变为燃料气，通过燃料电池发电，提高能源转换效率，并降低污染物排放量。
对一些经济欠发达但有丰富的沼气资源的地区，利用燃料电池发电技术有可能更有有效地解决这些地区的电力供应问题。
2．7与国外有较大的差距在燃料电池发电技术方面，我国与国际先进水平有较大的差距。
在和技术方面，国外已分别示范成功了2和100的燃料电池发电机组，而我国在这方面才刚刚起步，2000年才可望研制出2左右的试验装置。
在和技术方面，国内与国外的差距更大。
倘若我们现在不开始研究开发燃料电池发电技术，等到燃料电池完全成熟后再引进，不但会受制于人，还将付出更大的经济代价，更谈不上尽快形成燃料电池发电的产业化。
若不能形成燃料电池的产业化并在电力系统广泛应用，那么，也谈不上提高发电效率和降低污染物的排放。
只有从现在开始，在国外的基础上，高起点研究，经过10-20年的努力，有可能在国电公司形成燃料电池的产业和广泛的商业应用。
2．8在我国电力系统发展燃料电池发电技术是市场经济条件下的迫切要求分散式电源作为大电网的有效补充己得到许多国家的重视，而电源提供者的多元化更是一种趋势。
我国电网的容量大、技术水平和可靠性还较低、抵御各种灾害的能力较差，在这种情况下，小型高效的燃料电池分布式电源随着技术的商业化市场潜力巨大。
倘若电力系统不及时进行研究开发，在未来几年内，有可能被国外企业和国内其它其它行业或民营企业占领燃料电池分散电源市场。
在市场经济条件下，国电公司既是用户，又是开发者。
对于燃料电池这样重要的发电高新技术，应不失时机地着手研究开发，联合国内一些基础研究单位，争取纳入国家的攻关计划，获得国家支持，在尽可能短的时间内，形成燃料电池发电技术研究开发的优势，开发燃料电池发电关键技术和成套技术，形成国电公司的高新技术产业，既可优化调整电力结构，又能满足市场的不同需求。
3国外燃料电池发展计划及商业化的预测研究美、日、欧洲等国家和地区燃料电池的发展进程及商业化的预测，对我们制定燃料电池的发展战略和预测应用前景会有一定的参考价值。
3．1美国燃料电池发电技术研究开发状况1美国燃料电池发电技术的研究开发计划1997年，美国总统克林顿颁发了"
改善气候行动计划，燃料电池被确定为一项关键技术，联邦政府为此制定了一项美国联邦燃料电池发展计划，目的是通过燃料电池的商业化来减少温室气体排放量。
在这项计划中，对每一个燃料电池的新用户资助000／的优惠。
结果，仅在1998年，就有42台200发电机组投入运行。
美国政府鼓励在一些对环境敏感的地区建立燃料电池发电站。
此外，政府已促使美国所有的军事基地安装200燃料电池发电机组。
通过这些措施，加速燃料电池的商业化，并提高国家能源的安全性。
美国政府投入巨资研究开发燃料电池发电技术的另一个目的，就是要保持美国在这一领域的领先地位。
随着商业化过程不断深入，将逐步形成新的高技术产业，为美国的经济注入新的活力，提供更多的就业机会。
美国的燃料电池发展计划如下己商业
化，不再投入资金进行研究开发。
目前的发电效率为40％一45，热电联产的热效率为80％。
已完成250和2的现场示范，预计2019年进行20的示范；
2019年左右，使250和级达到商业化；
2019年，燃用天然气的250一20分散电源达到商业化，100以上的中心电站也进入商业化;
2020年，100以上燃煤中心发电站进入商业化。
技术目标是运行温度为650℃，发电效率达到60％，组成联合循环的发电效率为70，热电联产的热效率达到85以上。
目前，己完成25和100现场试验，正在进行的商业化设计。
预计2019年左右，进行级示范；
2019年左右，100一1进行商业化2019年，250一20燃用天然气的以分布式电源形式进入商业化，100以上燃用天然气的以中心电站形式进入商业化；
2020年，100及以上容量的燃煤0以中心电站的形式进入商业化。
技术目标是运行温度为1000℃，发电效率达到62％，组成联合循环的发电效率达到72％，热电联产的热效率达到85以上，燃煤时发电效率可达到65％，这一目标预计2019完成。
美国是最早研究开发的国家，但在大容量化和商业应用方面已落后于加拿大。
目前美国生产的质子交换膜仍居世界领先水平。
美国在的开发方面是面向家庭用分散式电源，实现热电联供。
公司与合作，计划2001年使10进入商业化，价格达到750-1000／，大批量生产后，使的价格达到$350／。
2市场预测美国能源部对美国潜在的燃料电池市场的预测认为在2019年一2019年，美国年需求燃料电池发电容量约2335一4075。
现在美国的燃料电池年生产能力为60，商业化的价格为$2000一$3000／，若年生产能力达到100／，商业化的价格则可达到$000-$1500。
若能达到2000-4000／的生产能力，燃料电池的原材料费仅$200一$300／。
那么燃料电池的价格则有可能达到$900-$100／，此时可完全与常规的发电方式竞争。
3．2日本燃料电池发电技术的发展进程及应用前景预测1发展进程日本在研究方面，走的是一条引进合作、消化吸收、再提高的路线。
1972年东京煤气公司从美国引进两台燃料电池发电机组，大阪煤气公司也在1973年引进两台机组。
日本政府于1981年设立了以开发节能技术为宗旨的月光计划，燃料电池发电是其中一项重要内容。
此后，日本国内的电力公司、煤气公司和一些大型的制造厂纷纷投入燃料电池的研究开发，并与美国合作，使日本的得到更大的发展。
目前，日本的技术已赶上了美国，商业化程度超过了美国。
5富士电机制造和11东芝与合制均在日本投运，日本公司制造的机组已运行了近100多台。
日本有关的研究是从1981年开始的，通过自主开发并与美国合作。
1987年10开发成功，1993年100加压型开发成功，1997年开发出1先导型发电厂，并投入运行。
已被列为日本新阳光计划的一个重点，目标是2000年一2019年，实现燃用天然气的10一50分布式发电机组的商业化，并进行100以上燃用天然气的联合循环发电机组的示范，2019年后，实现煤气化联合循环发电，并逐步替代常规火电厂。
日本的技术也是从1981年的月光计划开始研究的，立足于自主开发。
1989年一1991年，开发出00一400电池堆，1992年一1997年开发出0平板型。
的研究进展也远远落后于原来的计划。
新阳光计划中预计2000年一2019年，使达到级，并形成联合循环发电。
日本的也被列入新阳光计划，目前开发的容量为1-2。
2政府采取的措施日本
政府在月光计划和新阳光计划中，先后资助了3台200、2台和台5的；
1台100和1台1的示范电站研究开发、建设及运行。
在通产省和的统一组织和管理下，使公用事业单位电力公司和煤气公司和开发商及研究单位紧密结合，实现燃料电池研究开发和商业示范应用一体化。
日本电力公司和煤气公司，过去十年来安装了约80多台燃料电池机组，装机容量达到201，燃料电池及电厂的费用主要由业主承担，但是制造商和政府也各承担一部分。
这种政府和企业联合研究开发的方式促进了日本燃料电池的发展。
使用燃料电池发电享有许多优惠政策燃料电池的相关设备，在未超过一定规模时，其工程计划仅须申报即可动工。
对500以下的常压燃料电池生产与使用的审批手续大大简化。
在医院、旅馆、办公大楼等安装的燃料电池发电机组，政府提供的经费资助。
新建的燃料电池发电设备享有10的免税额，并获有30％的加速折旧。
对装设于电力公司或自备发电用的燃料电池项目，日本开发银行将提供投资额40％的低息贷款。
3市场预测1990年，日本通产省发表了长期电源供需展望报告，预计日本国内的燃料电池发电容量到2000年约2250；
2019年约10720，电力系统用5500，其中约有2400是和高温型燃料电池；
2019年煤气化和达到实用化；
发电效率达到50％一60％。
由于燃料电池发电技术仍有许多技术上的难题没有突破，进展速度低于预期值，因此日本目前已将原目标做了修正，预计2000年燃料电池装机容量将达到200，其中分布式电源12，工业用热电联产型为88；
2019年将达到2200，其中分布式电源型为735，工业用热电联产型为1465。
3．3其它国家和地区的发展进程目前，欧洲的燃料电池发电技术远远落后于美国和日本。
80欧洲又重新开始研究燃料电池发电技术。
它们采用向美国、日本购买电池组，自行组装发电厂的方式来发展发电技术。
1990年成立了一个欧洲燃料电池集团。
意大利已完成了一座1的示范工程，由供应，由欧洲制造。
意大利、西班牙与美国合作，于1993年在米兰建了一座00电厂，1996年投运。
德国正在开发250。
德国西门子公司于1998年收购了美国西屋公司的管形技术后，现在拥有世界上最先进的平板型和管形技术。
加拿大在方面居世界领先地位，在继续开发交通用的同时，目前也将应用于固定电站，已建成250示范电站，目标是在近几年内使250级商业化。
澳大利亚在1993年一1997年，共投资3000万美元，研究开发平板型，目前正在开发20一25电池堆。
韩国电力公司于1993年从日本购进一座200进行示范运行。
3．4国外发展燃料电池发电技术的经验总结回顾国外燃料电地发展的道路，有许多值得我们吸取和借鉴的经验。
下面归纳几点美国在燃料电池发电技术的研究开发方面始终处于世界领先地位。
除了雄厚的财力之外，还有三方面重要的原因一是政府将燃料电池发电技术视为提高火力发电效率、减少污染物和温室气体排放的重要措施，列入政府的改变气侯技术战略中，并大力投入资金和力量研究开发；
二是燃料电池技术提高到国家能源安全并大力投入资金和力量研究开发；
二是将燃料电池技术提高到国家能源安全关键技术的战略高度，和均投入资金研究开发；
三是对燃料电池的应用前景充满信心，希望能形成新的高技术产业，给美国的经济注入新的活力，政府和企业共同投入资金研究开发，力图保持领先地位。
日本走的是一条通过与美国合作、引进技术并消化吸收实现产业化的路线，并在的商业化方面己超过了美国，在的研究开发方面也接近美国。
成功的重要经验也是政府对燃料电池给予高度重视，先后列入了月光计划和新阳光计划，大力投入研究开发。
另一条经验是研究机构、企业和用户联合，组成从研究、开发到商业应用一体化集团，既承担研究开发的风险，也享受成功的优惠。
加拿大公司在方面成功的经验告诉我们只要坚定不移地进行研究开发，一个小公司也能在10-20年内成为举世瞩目的燃料电池技术拥有者。
燃料电池起源于欧洲，但是，现在欧洲的燃料电
池技术已远远落后于美国和日本。
主要原因是政府和企业对燃料电池发电技术重视不够。
目前，欧洲已经意识到这一点，成立了-个燃料电池发电技术集团，引进美国、日本的技术，并进行研究开发。
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4各种燃料电池发电技术综合比较1与其它燃料电池相比，功率密度和比功率较高，性能可靠。
但它要以纯氢做燃料，纯氧做氧化剂，必须使用、、等贵金属做催化剂，价格昂贵。
电解质的腐蚀严重，寿命较短，这些特点决定了仅限于航天或军事应用，不适合于民用。
2以磷酸做为电解质，可容许燃料气和空气中02的存在。
这使得成为最早在地面上应用或民用的燃料电池。
与相比它可以在180℃一210℃运行，燃料气和空气的处理系统大大简化，加压运行时，可组成热电联产。
但是，的发电效率目前仅能达到40％一45％，它需要贵金属铂做电催化剂；
燃料必须外重整而且，燃料气中0的浓度必须小于1％175℃一2200℃，否则会使催化剂中毒；
酸性电解液的腐蚀作用，使的寿命难以超过40000小时。
目前的技术已成熟，产品也进入商业化，做为特殊用户的分散式电源、现场可移动电源和备用电源，还有市场，但用作大容量集中发电站比较困难。
3在650℃一700℃运行，可采用镍做电催化剂，而不必使用贵重金属燃料可实现内重整，使发电效率提高，系统简化；
可直接用作燃料；
余热的温度较高，可组成燃气／蒸汽联合循环，使发电容量和发电效率进一步提高。
与相比，的优点是操作温度较低，可使用价格较低的金属材料，电极、隔膜、双极板的制造工艺简单，密封和组装的技术难度相对较小，大容量化容易，造价较低。
缺点是必须配置02循环系统；
要求燃料气中2和小于05；
熔融碳酸盐具有腐蚀性，而且易挥发；
与相比，寿命较短；
组成联合循环发电的效率比低。
与低温燃料电池相比，的缺点是启动时间较长，不适合作备用电源。
己接近商业化，示范电站的规模已达到2。
从的技术特点和发展趋势看，是将来民用发电分散电源和中心电站的理想选择之一。
4电解质是固体，可以被做成管形、板形或整体形。
与液体电解质的燃料电池、和相比，避免了电解质蒸发和电池材料的腐蚀问题，电池的寿命较长已达到70000小时。
可做为燃料，使燃料电池以煤气为燃料成为可能。
的运行温度在1000℃左右，燃料可以在电池内进行重整。
由于运行温度很高，要解决金属与陶瓷材料之间的密封也很困难。
与低温燃料电池相比，的启动时间较长，不适合作应急电源。
与相比，组成联合循环的效率更高，寿命更长可大于40000小时；
但面临技术难度较大，价格可能比高。
示范业绩证明是未来化石燃料发电技术的理想选择之一，既可用作中小容量的分布式电源500一50，也可用作大容量的中心电站＞00。
尤其是加压型与微型燃气轮结合组成联合循环发电的示范，将使的优越性进一步得到体现。
5的运行温度较低约80℃，它的启动时间很短，在几分钟内可达到满负荷。
与相比，电流密度和比功率都较高，发电效率也较高45％一50，对的容许值较高＜10。
的余热温度较低，热利用率较低。
与和等液体电解质燃料电池相比，它具有寿命长，运行可靠的特点。
是理想的可移动电源，是电动汽车、潜艇、航天器等移动工具电源的理想选择之一。
目前，在移动电源、特殊用户的分布式电源和家庭用电源方面有一定的市场，不适合做大容量中心电站。
5结论选择适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，应综合考虑以下几点较高的发电效率；
环保性能好；
既能作为高效、清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站的发展潜力；
既能以天然气为燃料，又具有以煤为燃料的可能性；
技术的先进性及商业化进程；
运行的可靠性和寿命；
降低造价的潜力；
国内的基础。
综合考虑以上几点，对适合于我国电力系统发展的燃料电池发电技术，提出以下几点选择意见1优先发展高温燃料电池发电技术。
即选择和为我国电力系统燃料电池发电技术的主要发展方向，这两种燃料电池既能以天然气为燃料作为高效清洁的分布电源，又具有形成大容量的联合循环中心发电站以天然气或煤为燃料的发展潜力。
2和各有特点，都存在许多
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