2005—2007燃料电池标准化发展规划及制定的重点项目

一、燃料电池作为新能源在国际上的发展状况及动向

石油、煤炭等不可再生能源资源的日趋枯竭，引起的严重污染及直接影响国家发展、国防安全已是21世纪各国面临的三大问题。为解决经济发展与能源短缺及环境污染之间日益加剧的矛盾，发展清洁、高效、可持续发展的新能源动力技术已成为十分紧迫的任务。

燃料电池发电具有以下独特的优越性：

2．高效。从理论上讲，燃料电池可将燃料所含化学能的90%转化为可利用的电和能。已实现商业化的磷酸型燃料电池((PAFC)实际运行中发电效率接近46%；而熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)的发电效率可达到60%，而目前其他能源的效率大约是：核能30~33%、天然气30~40%、煤为33~38%、油为34~40%。

3．可靠。与燃烧涡轮机循环系统或内燃机相比，燃料电池发电系统其转动部件很少，因而系统更加安全可靠。燃料电池系统发生的唯一事故就是效率降低。

4．灵活－分散式供电。集中供电的模式越来越受到分散式供电的挑战。电力工业由于规模效益，发电厂(站)规模都很大，而且远离用户，电力要通过高压线及变电站输送到用户。分散式电站与用户距离很近，利于降低成本，改进服务。燃料电池发电厂就是属于分散式供电系统的一种。其效率与其规模无关，可根据用户需求而增减发电容量；其安全性和供电质量非常高。这对、通讯、、连续生产等系统非常有利，因为它减少了由外部电网中断所可能引起的事故。

燃料电池按电解质的性质划分为五大类，它们各自处在不同的发展阶段。表1(略)显示了这五类电池的技术、用途与应用现状等特性。从中，我们知道可用作新能源的有质子交换膜燃料电池(PEMFC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)。

然而，目前燃料电池在国际范围内仍未进入大规模的商业化，主要有以下几个原因：

1．与传统的发电方式相比，燃料电池价格依然昂贵；

2．燃料电池的工作寿命及可靠性仍有待于进一步提高；

3．燃料电池技术不够普及，缺乏完善的燃料供应体系。

因此朝着解决上述问题的主要方向是：

1．研究新：如新的离子交换膜、新型电催化剂、新型双极板等，以降低燃料电池的制造成本，提高燃料电池的工作寿命及可靠性，增强其市场竞争力。

2．建立示范模型：如以燃料电池为动力的纯电动车；住宅或商用分散型燃料电池电站；便携式燃料电池动力源等。通过示范模型，普及燃料电池技术，政府在规划基础建设时，建立适合于燃料电池的燃料供应体系。

3．优化电池结构与发电系统。

二、燃料电池作为新能源在我国的研发现状

我国自90年代以来，多家研究机构开展了熔融碳酸盐燃料电池的研究工作。上海大学、大连化物所等单位在阴极、阳极、LiAlO2粉料、电解质隔膜，双极板等关健材料和部件的制备，在电池组的设计、组装及电池系统总体技术的开发上取得了一定的突破。上海交大2001年6月成功进行了kW电池组的发电试验。目前我国已具备了研制数十kW级熔融碳酸盐燃料电池发电系统的能力。

在“八五”、“九五”期间我国已有十几个单位进行了SOFC相关技术的研究，如大连化物所、中科院上海硅酸盐研究所，吉林大学、中国科技大学等。在材料和部件，在工艺方面都取得了较大的进展。2001年3月中科院上海硅酸盐所成功地进行了800W的发电试验。目前我国也已具备了研制数kW级固体氧化燃料电池发电系统的能力。

我国质子交换膜燃料电池的研发进展得更快些。由于受国际上发展趋势，特别是电动汽车的需求的影响。比较有影响的单位是大连化物所，北京世纪富源公司，上海神力公司及北京绿能公司等单位。他们研制的电池组最大功率均能做到30kW以上。上海神力公司的报告称他们已完成第二代燃料电池发动机的研制任务，与清华大学轿车配套的燃料电池发动机功率达到45kW与该校大巴车配套的功率则可达80kW。科技部非常重视和支持燃料电池汽车技术的研发，“十五”国家863计划中，特别设入电动汽车重大专项，投入近9亿元，无疑这将推动PEMFC在电动汽车上作为动力的研发工作。

2003年3月27日由中国政府、联合国开发计划署－全球环境基金(UNDP-GEF)合作项目“中国燃料电池公共汽车商用化示范”正式启动。这项目为时5年，采用全球招标方式购置6辆燃料电池公共汽车，并建立相应加氢设施。这项目最终将推动燃料电池公共汽车在中国产业化和推广应用。也将为燃料电池在我国的应用及其标准化工作起促进作用。

三、燃料电池的标准化状况

四、2005~2007燃料电池标准化发展重点

1．开展固体氧化物燃料电池(SOFC)和熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）体系的研究，术语标准及电池组、电池系统标准的制定工作。

2．根据质子交换膜燃料电池体系表，开展制定固定式电站技术通用标准、安全标准及性能试验方法和安装技术标准等工作。

3．配合“中国燃料电池汽车商用化示范”项目的开展，制定“车辆用驱动和辅助动力装置的燃料电池系统技术标准”表3(略)为建议的2005~2007年我国燃料电池标准化发展的重点项目。在制定上述标准时中，要增强科学性和预见性，采用国际标准和国外先进标准。