大家應該都經歷過一些突然停電的情況，這個時候通常會用柴油發電機來應急發電。而氫燃料電池作為一種發電裝置，也是可以用來應急發電的，這種應用場景就屬于分布式能源系統的范疇。下面就一起來深入了解下氫燃料電池在分布式能源系統中的應用。

更多行業信息，歡迎加入氫電產業交流群

一、分布式能源系統簡介

分布式能源系統，指的是靠近用戶或用電現場配置較小的發電機組，包括分布式冷熱電聯供系統、分布式發電站、固定式發電站、備用電源等，可獨立運行，也可并網運行，被用于應急發電、廠區削峰填谷、能源稀少地區補充用電等場景。

作為新一代供能方式，分布式能源系統主要有四個特征：

直接面向用戶需求，布置在用戶附近，減少能量輸送成本。
相對于傳統的集中式供能系統，均為中、小容量，靈活節約。
多功能趨勢，既包含多種能源輸入，又可同時滿足用戶的多種能量需求。
可供選擇技術也日益增多，如與燃料電池的結合，經過系統優化和整合，實現多個功能目標。

分布式能源系統的核心及重要組成部分是分布式冷熱電聯供系統，其種類繁多，可與風能、太陽能、生物質能相結合。按熱機類型分類，主要有燃氣輪機、內燃機、汽輪機、斯特林發動機，以及燃料電池等分布式冷熱電聯供。

二、氫燃料電池分布式發電的優勢

其中，氫燃料電池分布式發電具有效率高、噪音低、體積小、排放清潔環保、功率配置靈活等優勢，適用于靠近用戶的千瓦至兆瓦級分布式發電系統，主要應用領域為微型分布式熱電聯供系統、大型分布式電站或熱電聯供系統。

巴拉德固定式燃料電池解決方案

根據電解質類型的不同，燃料電池通常可分為堿性燃料電池(alkaline fuel cell，AFC)、磷酸燃料電池(phosphoric acid fuel cell，PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(molten-carbonate fuel cell，MCFC)、固體氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell，SOFC)及質子交換膜燃料電池(proton exchange membrane fuel cell，PEMFC)。

其中，質子交換膜燃料電池(PEMFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC)技術都已經有成功的應用案例。

PEMFC主要由聚合物材料構成，一般工作在60~100 ℃，采用純氫作為燃料，功率密度高，具有良好的啟停能力，是目前發展最為廣泛，技術比較成熟的一類燃料電池。
SOFC主要由陶瓷材料構成，一般工作在600~1 000 ℃，無需貴金屬催化劑，燃料適應性廣，可以采用多種碳氫燃料，在發電的同時產生大量高品位的熱能，在小型熱電聯供系統中極具應用前景。

目前，PEMFC由于在早期成本上更占優勢，因此占據更大的市場應用份額。

攀業氫能制氫、儲氫、發電一體化備電系統

華碩能源工業副氫燃料電池分布式電站

鈕特動力便攜式氫燃料電池應急備用電源

三、氫燃料電池分布式能源系統案例

綜合諸多資料來看，目前氫燃料電池分布式能源系統案例主要有副氫工業園區、備用電源、綠氫組合發電等。

1、副氫工業園區

這類型案例主要是應用于燒堿行業副產氫氣、鋼鐵高爐煤氣可分離回收副產氫氣、焦炭生產過程中的焦爐煤氣可分離回收氫氣、石化工業中的乙烯和丙烯生產裝置可回收氫氣等工業園，把原來排空或“點燈”的工業副氫用來發電，從而達到節能環保、提高經濟效益的目的。

在嘉興港區嘉化能源園區，由重塑集團旗下電力電子事業部磐動電氣打造的兆瓦級氫能分布式發電站，正在利用園區內燒堿廠副產的氫氣，就地轉化成安全、經濟的清潔能源，成為園區滿足高峰時期生產用電需求的有力補充，并有效降低了用電成本。

清能股份為韓國蔚山工業園交付的200kW固定式燃料電池發電系統，成功利用當地工業尾氫及天然氣重整制氫，并入當地的電網，為園區及周邊居民供電。

?

2、備用電源

該應用案例主要是應急電源，如搶修、救災等場景。除此之外，辦公大樓、商超、數據中心、通信基站等場景也可應用。

本田在其位于加利福尼亞州托倫斯的公司園區推出了一個新的固定式燃料電池發電站。該試點項目將為校園數據中心提供備用電源，并將由綠色來源的氫氣提供動力。

由國鴻氫能參與研發的氫燃料電池移動應急電源車已參與多次救災、重大活動等的保供電工作。另外，國鴻氫能與中國鐵塔合作建設的燃料電池備電基站已穩定運營至今。

由中國移動通信集團湖北有限公司，武漢理工新能源有限公司和武漢理工大學共同開展的“綠色基站備用電源示范項目”，首臺通信基站燃料電池備用電源成功安裝于武漢市梁子湖畔的湖北移動的通信基站，保證了該基站的零掉線，提高了通信的服務質量，同時也使通信基站更加綠色環保。

3、綠氫組合發電

這是一套組合拳，光/風發電制氫 + 儲存 + 固定式氫燃料電池發電。

在江蘇無錫的松下冷熱電三聯供氫能示范項目，搭配太陽能發電及儲能系統，使工廠內100%使用可再生能源。

寧波慈溪氫電耦合直流微網示范工程是國家電網首個氫能國家重點研發計劃“可再生能源與氫能技術”重點專項的配套項目，由國網浙江省電力有限公司牽頭，組建產學研用聯合體進行研發、生產裝配及示范運營，采用眾宇動力首套固定式熱電聯產系統，通過將氫能與風力、光伏等可再生能源耦合運行，同時通過氫能微網，滿足用戶對電、氫、熱多種能源的需求。

?

四、應用挑戰及相關廠商

理論上，所有氫燃料電池企業的產品都能應用到分布式能源系統上。但實際應用中還存在諸多問題亟需解決，比如燃料電池電堆的性能需要進一步優化與提高，還有氫氣的制備、儲存、運輸等環節遠未成熟等等。

雖然氫燃料電池分布式能源系統還面臨許多挑戰，但是氫能產業的各個環節正在快速發展，未來隨著相關技術、法規的成熟和完善，氫燃料電池分布式能源系統應用前景十分廣闊，眾多燃料電池廠商紛紛布局。

據不完全統計，目前布局固定式發電站的氫燃料電池相關企業有巴拉德、松下能源、路普能源、本田、清能股份、重塑集團、國鴻氫能、武漢理工新能源、眾宇動力、氫途科技、華碩能源、攀業氫能、風氫揚、氫璞創能、清極能源、鯤華科技、高成綠能、紐特動力、鏵德氫能、東方電氣、華清能源、申氫宸、江蘇氫電、江蘇氫港、明天氫能、氫藍時代、愛德曼等等。

END

原文始發于微信公眾號（艾邦氫科技網）

大家好，艾邦氫能源技術網(www.jnsjbj.cn)的微信公眾號已經開通，主要分享氫燃料電池堆（雙極板，質子膜，擴散層，密封膠，催化劑等），儲氫罐(碳纖維，環氧樹脂，固化劑，纏繞設備，內層塑料及其成型設備，儲氫罐，車載供氫系統，閥門)，制氫，加氫，氫燃料汽車動力系統等相關的設備，材料，配件，加工工藝的知識。同時分享相關企業信息。歡迎大家識別二維碼，并通過公眾號二維碼加入微信群和通訊錄。